专利名称：太阳能集热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及盖板式太阳能集热器和用于生产这种集热器的方法。这 种太阳能集热器通常具有矩形框架，所述矩形框架中容置有吸热器、位于 吸热器下方的绝热层、以及间隔设置在吸热器上方的盖板。这种集热器特 别适用于结合到斜屋顶上，但也可以通过安装框架安装在平屋顶上。
背景技术：
已经设计出多种类型的用于太阳能设备的平板式集热器面板组件。 在平板式集热器中，通常采用吸热板，所述吸热板适当地包括涂敷有消光
(mat)黑色涂料的钢、铝或铜板，其特征在于能够吸收辐射能量并转换 成热能。吸热板由盖M盖，以减少吸热板的热量损失，而没有由于玻璃 或透光盖板选择性地透射太阳光线而引起的相应的热量输入的减少。诸如 水之类的热流体作为与吸热板热接触的传导介质循环，从而移走由吸热板 吸收的热量，并且这通常通过采用安装在吸热板的后侧上的间隔开的平行 管来实现。所述流体循环管连接至位于吸热板一端的共用供应集管并且连 接至位于另 一端的回流集管，以便将热流体从管转移至适当的热存储区域 中。绝热层设置在吸热板下方，并且附加的绝热层可以i殳置成环绕吸热板。 整个集热器祐i且装在框架或者托架中，所述框架或者托架大体上包括平坦 的底部以及金属或木制的外侧面板和端面板。
盖板的边缘覆盖有保护条或者所谓的盖罩条，以防止边缘在操作、 安装的过程中以及在安装在房顶上时被损坏。保护条通常由L形型材形成， 所述L形型材包括覆盖盖板的外围上表面的上部凸缘和向下凸出的部分。
在大部分公知的构造中，保护条将盖板保持在相对于集热器框架的 适当位置。尽管已经采用卡合系统，然而保护条也可以通过螺栓、螺钉或 类似的紧固件来保持。
因此建议提供一种安装在屋顶的、坚固且易于制造和安装的太阳能
集热器。
发明内容
在这种背景技术下，本发明的目的在于提供一种改进的太阳能集热 器。该目的根据权利要求l通过提供一种太阳能集热器来实现，所述太阳
能集热器包括吸热器；绝热层，其位于吸热器下方；盖板，其间隔i殳置 在吸热器上方；外部框架，其具有端面M侧面板，所述端面M侧面板 环绕绝热层的周边；盖板附连凸缘，其邻近端面板及侧面板的上端从端面 板及侧面板朝内和/或朝外定向；以及保护条，其具有覆盖盖板的上侧的 周边区域的顶部凸缘和置于所述附连凸缘上的底部凸缘。
具有顶部凸缘和底部凸缘的保护条使得能够采用端面板及侧面板，
所述附连凸缘支撑盖板和保护条。由此获得坚固且易于制造的太阳能集热 器。
顶部凸缘和底部凸缘能够通过大体上水平延伸的连接部分互联。底 部凸缘可以被紧固至所述附连凸缘。
保护条可以包括用于将防7jc板的一部分容纳在其中的面向外的U形
凹槽。这使得防7JC板能够成为太阳能集热器的一体化部分。防7JC板可以包
括朝内定向的顶部凸缘、肩部、以及将所述顶部凸缘与所述肩部连接起来 的大体上竖直的连接部分。
肩部可以由所述保护条的底部凸缘支撑从而提供稳定的防7jc板。
防水板的连接部分可以平行于保护条的连接部分的方式延伸，并且 防7jc板的连接部分和保护条的连接部分之间存在既定间隙，从而提供用于 紧固元件的空间，所述紧固元件将保护条的底部凸缘紧固至端面板及侧面 板的附连凸缘。防水板进一步包括从所述肩部向下凸出的侧缘。所述防水 板的朝内定向的顶部凸缘的内周可以容纳在所述U形凹槽中。
盖板能够有利地通过介于盖板下侧上的周边区域和凸缘的上表面之 间的挠性粘合密封剂的连续层附连至外部框架。这使得盖板能够成为太阳能集热器的一体化及支承部分，而不会使导致框架或盖板中产生不可接受 的机械应力的热膨胀率差值形成。
本发明的另一个目的在于提供一种太阳能集热器，其中后板能够容
易地紧固至框架。该目的根据权利要求14通过一种集热器实现，所述集 热器包括吸热器；绝热层，其位于吸热器下方；盖板，其间隔^:置在吸 热器上方；外部框架，其具有端面;fcOL侧面板，所述端面M侧面板环绕 绝热层的周边；后板，其设置在所述绝热层下方；盖板附连凸缘，其邻近 端面板及侧面板的上端从端面板及侧面板朝内和/或朝外定向；以及后板 附连凸缘，其从侧面板朝内定向并且大体上比所述盖板附连凸缘向内延伸 得更远，从而使大体上呈C形的紧固或焊接工具同时M所述后板的上侧 和所述后板附连凸缘的下侧。
后板能够通过TOXing、焊接或空心铆钉铆接(pop-riveting)的方 式连接至所述底部凸缘。
端面板及侧面板可以进一步包括向内凸出的导引凸缘，所述导引凸 缘设置在底部凸缘的正上方从而在所述导引凸缘和底部凸缘之间形成用 于将后板的周边容纳在其中的凹槽。导引凸缘可以包括有利于后板的周边 进入所述凹槽的向上倾斜的尖端。
本发明的又一目的在于提供一种能够容易地紧固至屋顶结构的太阳 能集热器。该目的根据权利要求18通过一种包括太阳能集热器的集热器 实现，所述太阳能集热器包括吸热器；绝热层，其位于吸热器下方；盖 板，其间隔设置在吸热器上方；外部框架，其具有侧面板，所述侧面板环 绕绝热层的周边；朝外定向的底部凸缘，其设置有用于将紧固件容纳在其 中的间隔开的通孔，所述紧固件用于将集热器紧固至位于集热器下方的屋 顶构造。
通过详细描述，根据本发明的太阳能集热器的进一步的目的、特征、 优点和特性将变得明显。
在本说明书的以下详述部分中，将参照在附图中示出的示例性实施方式更详细地解释本发明，图中
图l是根据本发明的太阳能集热器的立体剖视图2是图1的分解图3是沿根据本发明的太阳能集热器的一个侧面板剖开的剖面图4是沿根据本发明的太阳能集热器的下端面板剖开的剖面图5是沿根据本发明的太阳能集热器的上端面板剖开的剖面图；以
及
图6是沿根据本发明的另一集热器的侧面板剖开的剖面图。
具体实施例方式
下面将参照平板式集热器组件具体描述本发明的优选实施方式，但 是应当理解的是，也可以采用在结构上具有^W、变化的其它吸热器类型。
图l通过i兌明性示例示出了一种平板式太阳能集热器，而图2是相 应的分解图。参见图l和图2的剖视立体图，太阳能集热器具有框架、绝 热层2、吸热板3a和盖板4。框架、绝热层2和盖板4形成具有围室 (enclosure)的壳体。所述围室用于为吸热板3a拔^供支撑并且保护集热 器不会因为刮风而损失热量，所述围室还有一项重要功能，即，使得来自 雨、雪和露水的湿气不会^集热器。
所述框架包括后板5和外侧及端面板1。绝热层2由矿物棉或玻璃 棉材料的垫形成，然而也可以由硬泡沫氨基甲酸乙酯(PUR)或聚异氰脲 酸酯(PIR)的层形成。所有这些材料都具有极好的每单位厚度的绝热值， 并且由于它们非常轻而易于进行处理。
绝热层2的上表面覆盖有反射银箔2a。附加绝热层2 以环绕吸热 板3a的方式设置。
后板5保护绝热层2免受天气的影响并且增加所述构造的刚性。后 板5适于由金属形成，即钢或铝。
吸热器包括吸热板3a和吸热管3b、 3c，所述吸热管引导用于传送 所收集的热能的介质一一通常是水。吸热板3a和吸热管3b、 3c可以适当 地分别由钢质、铜质或铝质的板材或管材构成。吸热板3a和穿入所述箱 体的吸热管3b、 3c在所有支撑点处与所述壳体热绝缘。
吸热板3a设置有半选择性或选择性涂层，以便提高吸热板3a的吸 热能力。
吸热管通过诸如熔焊接或钎焊之类的适当技术附连至吸热板的后 侧，并且所述吸热管包括具有较大直径的、沿吸热板3a的两个相对边缘 延伸的两根管3c。这两根管3c通过多根相互平行地间隔开的直径较小的 管3b互联，管3b沿大体上横向于直径较大的管3c的方向在所述直径较 大的管之间延伸。尽管未图示，但是所有管3b和3c可以具有相等的直径。
两根直径较大的管3c经由柔性管部分(未图示)分别连接至入口集 管(未图示)和出口集管(未图示)。柔性管部分确保吸热板3a和吸热管 3c能够热胀冷缩，而在吸热管3b、 3c和框架之间的连接处不产生任何张 力。
框架包括四个面板1——两个侧面板和两个端面板，它们是挤制型 材的一部分。所述型材优选地由铝制成并且在框架的拐角处形成凹口以便 使矩形框架能够通过折叠单个挤制型材而形成。
参照图3，侧面板及端面板l成形有上部朝内定向的附连凸缘la和下部朝内以及朝外定向的凸缘或支脚1b(附连凸缘也可以包括朝外定向的部分,图中未示出)。上部凸缘la的内端设置有直立缘1c。 °
直立缘lc用作支撑盖板4并在装配盖板的过程中使凸缘la的上表 面和盖板4的底表面之间保持一定距离的隔离件。连续的EPDM氯丁橡胶 衬垫7设置在直立缘lc上。衬塾7以密封方式抵接盖板4的底表面的周 边区域从而形成保护围室的湿气屏障并使盖板4与端面板及侧面板1热绝 缘。
当在缘lc上设置衬垫时，盖板4设置在衬垫7的顶部上，并且附连 凸缘la的上侧和盖板4的底表面之间的空间填充有挠性粘合密封剂，例 如液体形式的基于硅树脂的密封剂。衬垫7还用作在涂敷液体挠性粘合密
封剂时防止液体挠性粘合密封剂进入空腔的屏障。
当密封剂已经固化时，密封剂形成挠性层8，挠性层8将盖板4牢 固地附连至端面;tOL侧面板1。挠性粘合密封剂层8还形成保护围室的第 二湿气屏障。
挠性粘合密封剂层8将盖板4附连至侧面板从而盖板4成为所述构 造的有助于太阳能集热器的整体稳定性和刚性的一体化支承部分。
上部或盖板附连凸缘la包括附连部分la，所述挠性粘合密封剂8 附连至附连部分la;以及肩部部分la ，所述保护条的底部凸缘9b置于 肩部部分la 上。肩部部分la设置成略低于附连部分la从而在肩部部 分la和附连部分la之间的过渡位置形成脊部。由于用作抵接面的脊部 有利于在紧固保护条时对保护条进行定位，因此所述脊部有利于将保护条 9安装在框架上。
集热器设置有保护条9。保护条9具有覆盖盖板4的上边缘的顶部 凸缘9a和置于附连凸缘la上并由附连凸缘la支撑的底部凸缘9b。顶部 凸缘9a通过大体上竖直延伸的连接部分9c连接至底部凸缘9b。连接部分 与盖板的侧表面间隔开，从而使得盖板4的侧表面在运输过程中或者在热 膨胀作用下能够移动，而不会与保护条相接触。
底部凸缘9b通过沿面板1的长度间隔开的诸如螺钉或空心铆钉之类 的紧固件15紧固至附连凸缘la。可替代地，保护条可以通过卡合系统固 定至所述面板。
顶部凸缘9a的自由末端朝向盖板4 #向下倾斜，从而只有其尖端 与盖板4抵接，由此避免了在顶部凸缘9a和盖板4之间截留住水。
顶部凸缘9a还包括面向外的U形凹槽，防7jc板10的一部分容纳在 U形凹槽中。防7JC板包括朝内定向的顶部凸缘10a、肩部或中间凸缘10b、 以及将顶部凸缘10a与中间凸缘10b连接起来的大体上竖直的连接部分 10c。肩部10b置于保护条的底部凸缘9b上并由保护条的底部凸缘9b支 撑。
防水板10的连接部分10c设置成大体上平行于保护条的连接部分9c并且两者之间存在既定间隙，从而为紧固元件提供空间，所述紧固元件 用于将保护条的底部凸缘9b紧固至端面板及侧面板l的附连凸缘la。
防水板10包括裙缘10d，裙缘10d从肩部10b向下凸出以确保从盖 板4向下行进的#定向屋顶(未图示)或被导入并列设置的防水板(未 图示)中。
保护条9形成将盖板4固定至框架1的备用装置， 一旦框架1和盖 板4之间的硅树脂连接件8出现意外故障，那么保护条9将防止盖板4下 落。
在所述所有实施方式中，盖板4优选地由钢化玻璃_一即质地结实 且耐用的玻璃制成。然而，盖板的边缘对机械沖击尤为敏感，并且可能会 由于物体(例如，冰雹)撞击边缘而损坏，从而导致盖板出现缺口或破裂。 保护条9保护盖板免受机械冲击。保护条9还用于保护硅树脂层8免受诸 如潮湿和阳光直射之类的天气影响。保护条9和硅树脂层8之间还设置有 排气空间。
后板5适于由金属制成，并且其周边容纳在底部凸缘lb的向内凸出 部分和附加的向内凸出的导引凸缘ld之间的凹槽中。导引凸缘ld具有向 上倾斜的尖端，从而有利于后板5的周边进入底部凸缘lb和导引凸缘ld 之间的凹槽中。
后板5通过焊接件22或T0XING连接件(未图示)紧固至底部凸缘 lb的向内凸出部分。凸缘lb的向内凸出部分比附连凸缘la向内凸出得更 远，由此使大体上呈C形的焊接或T0XING工具(未图示)同时M后板5 的上侧和底部凸缘lb的下侧。沿端面板及侧面板1的长度分布的一系列 间隔开的焊接或T0XING连接件22确保后板5和框架之间的坚固的连接。
底部凸缘或支脚lb的向外凸出部分设置有沿侧面板及端面板l的长 度间隔开的一系列孔。太阳能集热器由屋顶结构的撑条19支撑并且通过 螺栓或螺钉20固定至撑条19。
图4是沿下(安装在斜屋顶或斜框架上的太阳能集热器的下部)端 面板l剖开的剖视图。下端面板l与侧面板l的构造完全相同，保护条9、 防7jc板10、底部凸缘lb及其到后板5的连接的构造也是相同的。安装托架25与吸热管3c接合以便将吸热器保持在适当位置。
图5是沿上(安装斜屋顶或斜框架上的太阳能集热器的上部)端 面板1剖开的剖视图。上端型材与侧面板1的构造完全相同，保护条9、 底部凸缘lb及其到后板5的连接的构造也是相同的。然而，对防水板ll 的构造进行了改型，以便能够与另一防水板(未图示)协作，所述另一防 7K&霞盖位于太阳能集热器正上方的屋顶部分的周边。在此，防7K板包括 向上凸起的侧缘10 ,从而与中间凸缘10b和连接部分10c —起形成U形 通道。具有U形通道的上端型材10沿整个上部型材延伸并且从该位置沿 侧面板延伸一段短的距离，从而沿太阳能集热板的侧面引导雨水。
保护条9可以沿盖板4的整个周边延伸。
防水板(未图示)的覆盖位于太阳能集热器正上方的屋顶部分的向 下凸出的侧缘至少部分地延伸到U形通道内，从而使从太阳能集热器上方 的屋顶向下行进的任何水都被导入U形通道中。侧缘10d的上部凸缘背 向弯折从而提供可以与屋顶防水板(未图示)的相应唇缘掩^的附连唇缘。
图6是沿本发明的可替代实施方式的侧面板剖开的剖视图。该实施 方式与上述实施方式基^目同，区别之处在于型材1通过轧制形成。进一 步地，底部凸缘lb设置有凹部，从而在后板5和底部凸缘lb之间提供空 间16，空间16填充有硅树脂或其它粘合剂以便在后板5和底部凸缘lb之 间建立密封连接。底部凸缘lb的朝外定向的部分i殳置有间隔开的通孔， 所述孔容纳用于将集热器紧固至其下方的屋顶构造的紧固件。
尽管已经基于说明性目的详细地描述了本发明，然而应当理解的是， 这些细节仅用于说明性目的，在不背离本发明的范围的情况下本领域的冲支 术人员能够做出各种变型。
权利要求
1.一种太阳能集热器，包括吸热器；绝热层，其位于所述吸热器下方；盖板，其间隔设置在所述吸热器上方；外部框架，其具有端面板及侧面板，所述端面板及侧面板环绕所述绝热层的周边；盖板附连凸缘，其邻近所述端面板及侧面板的上端从所述端面板及侧面板朝内和/或朝外定向；以及保护条，其具有覆盖所述盖板的上侧的周边区域的顶部凸缘和置于所述附连凸缘上的底部凸缘。
2.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其中，所述顶部凸缘和 所述底部凸缘通过大体上竖直延伸的连接部分互联。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能集热器，其中，所述底部凸 缘紧固至所述附连凸缘。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能集热器，其中，所 述保护条没置有连接至防水板的装置。
5.根据权利要求4所述的太阳能集热器，其中，所述用于将防水 板连接至所述保护条的装置包括形成在所述保护条中的面向外的U形凹
6.根据权利要求5所述的太阳能集热器，所述太阳能集热器进一 步包括防7JC板，所述防7K板包括朝内定向的顶部凸缘、肩部、以及将所 述顶部凸缘与所述肩部连接起来的大体上竖直的连接部分。
7.根据权利要求6所述的太阳能集热器，其中，所述肩部由所述 保护条的所述底部凸缘支撑。
8. 根据权利要求7所述的太阳能集热器，其中，所述防水板的所 述连接部分以平行于所述保护条的连接部分的方式延伸，并且所述防水 板的所述连接部分与所述保护条的连接部分之间存在既定间隙，从而提 供用于紧固元件的空间，所述紧固元件将所述保护条的底部凸缘紧固至 所述端面板或侧面板的附连凸缘。
9. 根据权利要求6至8中任一项所述太阳能集热器，其中，所述 防水板进一步包括从所述肩部向下凸出的裙缘。
10. 根据权利要求6至9中任一项所述的太阳能集热器，其中，所 述防7jc板的朝内定向的顶部凸缘的内周容纳在所述U形凹槽中。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的太阳能集热器，其中， 所述盖板通过介于所述盖板的下侧上的周边区域与所述凸缘的上表面 之间的挠性粘合密封剂的连续层附连至所述外部框架。
12. 根据权利要求11所述的太阳能集热器，其中，所述盖板附连 凸缘包括附连部分，所述挠性粘合剂附连至所述附连部分；以及肩部 部分，所述保护条的底部凸缘置于所述肩部部分上。
13. 根据权利要求12所述的太阳能集热器，其中，位于所述肩部 部分与所述附连部分之间的过渡部分形成有利于对所述保护条进行定 位的抵接脊部。
14. 一种太阳能集热器，包括 吸热器； 绝热层，其位于所述吸热器下方； 盖板，其间隔设置在所述吸热器上方；外部框架，其具有端面板及侧面板，所述端面板及侧面板环绕所述 绝热层的周边；后板，其设置在所述绝热层下方；盖板附连凸缘，其邻近所述端面板及侧面板的上端从所述端面;^ 侧面板朝内和/或朝外定向；以及后板附连凸缘，其从所述侧面板朝内定向并且比所述盖板附连凸缘 向内延伸得更远，从而使大体上呈C形的紧固或焊接工具能够同时M 所述后板的上侧和所述后板附连凸缘的下侧。
15.根据权利要求14所述的太阳能集热器，其中，所述后板通过 T0Xing、焊接或空心铆钉铆接的方式连接至所述底部凸缘。
16. 根据权利要求14或15所述的太阳能集热器，其中，所述端面 板及侧面板进一步包括向内凸出的导引凸缘，所迷导引凸缘设置在所述 底部凸缘的正上方从而在所述导引凸缘和所述底部凸缘之间形成用于 将所述后板的周边容纳在其中的凹槽。
17. 根据权利要求16所述的太阳能集热器，其中，所述导引凸缘 包括向上倾斜的尖端，所述向上倾斜的尖端有利于橫J^板的周边i^所 述凹槽中。
18. —种太阳能集热器，包括 吸热器；绝热层，其位于所述吸热器下方；盖板，其间隔设置在所述吸热器上方；外部框架，其具有侧面板，所述侧面板环绕所述绝热层的周边；朝外定向的底部凸缘，其设置有用于将紧固件容纳在其中的间隔设 置的通孔，所述紧固件用于将所述集热器紧固至位于集热器下方的屋顶 构造。
全文摘要
一种盖板式太阳能集热器，其具有环绕吸热器的框架。所述框架设置有朝内和/或朝外定向的附连凸缘(1a)，盖板(4)附连至所述附连凸缘。保护条(9)覆盖盖板(4)的边缘，并且保护条(9)设置有置于所述附连凸缘(1a)上的凸缘(9b)。框架的侧面板及端面板(1)包括向内凸出的底部凸缘(1b)，后板(5)可以通过焊接部或TOXing(22)附连至底部凸缘(1b)。底部凸缘(1b)还包括向外凸出的凸缘，所述向外凸出的凸缘设置有沿所述侧面板及端面板的长度间隔开的通孔，所述通孔用于将紧固件(20)容纳在其中，从而使所述集热器能够被紧固至屋顶结构(19)等。
文档编号F24J2/46GK101203718SQ200680022312
公开日2008年6月18日 申请日期2006年6月20日 优先权日2005年6月24日
发明者布伦特·默勒 申请人:Vkr控股公司