太阳能热吸收器元件的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本申请总的来说涉及太阳能热吸收器元件。
【背景技术】
[0002]现有的太阳能集热器通过将热绝缘体和具有传热管的太阳能热吸收器依次使一个在另一个上面而安装到集热器框架内部，并且将透明罩固定于框架来制造。现有的集热器结构能使周围空气流过集热器结构并且干燥集热器的内部部件。
[0003]然而，现有的集热器能使沙子、盐和昆虫顺着流动空气侵入其结构内部，这造成降低集热器寿命和效率的损害。
[0004]此外，现有的集热器由于通风结构而遭受大的热损失。
[0005]此外，现有的集热器遭受湿气冷凝和来自绝缘体的其它蒸发组分冷凝至罩的内表面上，这减少了集热器的运行时间。
[0006]前述缺点显著限制了现有集热器的可用性。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的一个目的是克服上述缺点并且提供一种有效率的并且成本有效的太阳能热吸收器元件。
[0008]本发明的一个目的通过提供权利要求1的太阳能热吸收器元件、权利要求5的太阳能集热器和权利要求6的加热系统而实现。
[0009]根据本发明的一个实施方式，太阳能热吸收器元件包括玻璃罩和包括传热管的高选择性真空涂覆的压焊式(roll-bond)吸收器，配置为将玻璃罩和压焊式吸收器彼此附接使得玻璃罩和压焊式吸收器之间存在距离的热塑性密封件，以及由玻璃罩、压焊式吸收器和热塑性密封件形成并且充满低热传导气体的密闭空间。
[0010]术语“高选择性真空涂层”指的是例如如下的涂层:该涂层在真空中沉积并且所述涂层形成具有大于96%的太阳能吸收率但在红外线辐射下具有低的热发射的选择性吸收器涂层。
[0011]术语“压焊式吸收器”指的是包括至少一个管并且由压焊技术提供的吸收器。
[0012]术语“热塑性密封件”指的是通过热塑性密封(TPS)技术制成的密封件。
[0013]术语“低热传导气体”指的是例如具有低的热传导率的气体，如惰性气体。低热传导气体可以是例如氩、氣或氣。
[0014]根据本发明的一个实施方式，太阳能集热器包括太阳能热吸收器元件，所述太阳能热吸收器元件包括玻璃罩和包括传热管的高选择性真空涂覆的压焊式吸收器。所述元件进一步包括配置用于将玻璃罩和压焊式吸收器彼此附接使得在玻璃罩和压焊式吸收器之间存在距离的热塑性密封件，以及由玻璃罩、压焊式吸收器和热塑性密封件形成并且充满低热传导气体的密闭空间。
[0015]根据本发明的一个实施方式，加热系统包括太阳能热吸收器元件，该元件包括玻璃罩和包括传热管的高选择性真空涂覆的压焊式吸收器。元件进一步包括配置为将玻璃罩和压焊式吸收器彼此附接使得在玻璃罩和压焊式吸收器之间存在距离的热塑性密封件，以及由玻璃罩、压焊式吸收器和热塑性密封件形成并且充满低热传导气体的密闭空间。系统进一步包括连接至太阳能热吸收器元件的热泵。
[0016]本发明进一步的实施方式在从属权利要求中限定。
[0017]动词“包括”用在本文中作为开放式限制，该限制既没有排除也没有要求存在未列举的特征。动词“包含”和“具有”的限定与所述包括相同。
[0018]在此使用的术语“一个(a，an) ”和“至少一个”限定为一个或多于一个，而术语“多个”限定为两个或多于两个。
[0019]在此使用的术语“另一个”限定为至少第二个或更多个。
[0020]通常采用术语“或者”表示包括“和/或”，除非内容另有明确规定。
[0021]对于上述限定的动词和术语，应使用这些限定，除非在权利要求中或说明书的其它地方给出不同限定。
[0022]最后，从属权利要求中记载的特征可以互相自由组合，除非另有明确声明。
[0023]附图的简要说明
[0024]本发明的实施方式将参照附图描述，其中
[0025]图1示出太阳能热吸收器元件的横截面，
[0026]图2示出太阳能集热器的横截面，并且
[0027]图3示出加热系统。
[0028]附图的详细描述
[0029]图1示出太阳能热吸收器元件(组件)100的横截面。
[0030]元件100包括高度透明的玻璃罩110，所述玻璃罩110允许太阳能辐射到达压焊式吸收器120并且同时覆盖高选择性真空涂覆的吸收器120以避免机械损伤、昆虫和灰尘。此外，玻璃罩110减少来自吸收器120的热损失。
[0031]所述吸收器120配置为吸收太阳能辐射。吸收器120包括至少一根传热管126并且它通过压焊技术形成，其中，两块例如铝板通过滚压工艺结合在一起。所述一个或多个管126的图案和尺寸通过特殊的丝网和油墨被印在一块板的内表面上。印刷图案保留在结合板的内表面之间，并且在所述结合后，所述一个或多个管126通过膨胀贯穿印刷图案的压缩空气形成。
[0032]所述一个或多个管126形成连续的传热通道，该通道具有入口 127a和出口 127b并且配置为循环吸收器120内部的传热流体，例如水、空气或防冻剂。所述一个或多个管126的设计可设计成例如作为单扭管(single twisting tube) 126和/或多支管126，其配置用于减少传热流体的流动阻力。
[0033]入口 127a和出口 127b配置为连接外部装置，例如太阳能集热器或其转接机构的管。
[0034]刚性吸收器120在玻璃罩110和吸收器120之间始终保持距离h—一防止所述吸收器120朝所述玻璃罩110弯曲以使热损失最小化。当距是1mm时，热损失最小化。如果所述吸收器120朝所述玻璃罩110弯曲，使得距离h小于10mm，则热损失显著增加。
[0035]吸收器120包括在吸收器120的前表面122上的高选择性真空涂层150，例如所谓的包括基于硅、铝和钛的陶瓷层的MEMO涂层。包括层152、154、156的涂层150通过物理气相沉积(PVD)工艺和/或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺一次性(at once)真空沉积在整个和所有的吸收器120上。
[0036]前表面122上的第一层152配置为吸收光并且防止吸收器材料的元素的扩散，所述扩散降低吸收器120的性能。层152具有包含钛、铝、氮和以下元素:硅、钇、铈和铬之一的组成。
[0037]层152可以具有例如10nm-600nm的层厚度并且它可以包括例如钛、铝、硅和氮(TixAlySiz)N3O或者，钇、铈和/或铬可被另外使用或替代硅。
[0038]系数x、y、z和a还有随后的系数b表示层152、154、156的化学计量(stequ1metric)组成或非化学计量(nonstequ1metric)组成。
[0039]层152的X、y、z和a的值可分别是例如0.4,0.5,0.1和1.0。典型地，x的值是
0.3-0.5，y 的值是 0.3-0.6，z 的值是 0.03-0.2，而 a 的值是 0.9-1.1。
[0040]层152上的第二中间层154配置为吸收光并且增加所选择波长的干涉。层154具有包含钛、铝、氮、氧和以下元素:硅、钇、铈和铬之一的组成。
[0041]层154可以具有例如10nm-150nm的层厚度并且它可以包含钛、铝、硅、氮和氧(TixAlySiz)Na0b°或者，钇、铈和/或铬可被另外使用或替代硅。X、1、z、a和b的值可分别是例如0.4,0.5,0.1,0.8和0.3。典型地，x的值是0.3-0.5，y的值是0.3-0.6，z的值是
0.03-0.2，a 的值是 0.2-0.8，而