太阳能热交换面板的制作方法
【专利摘要】在此披露了一种太阳能热交换面板，该太阳能热交换面板包括一个下板和一个上板，该下板和上板一起限定了包含一种流动的热传递流体的一个内部容积。该上板包括多个向上延伸部和向下延伸部，这些延伸部覆盖该太阳能热传递面板的顶表面并且被配置成用于捕获太阳辐射能量。该下板包括多个向上延伸的中空下板延伸部。这些下板延伸部是与该上板的每个向上延伸部的底部部分对齐的并且几乎碰到。该上板的这些向下延伸部形成该上板、各自向下延伸并且被联接到该下板的基体上。在运行中，引入该太阳能热传递面板的一端上的进口中的一种热传递流体穿过这个限定的内部容积并且与从该上板向下延伸进入该太阳能热传递面板中的这些经太阳能加热的表面紧密接触。横跨该太阳能热传递面板的顶表面的一个基本上红外可透的板创造了一个顶部内部空间，该顶部内部空间封闭了一条流动空气路径，该流动空气与该下部内部空间中的封闭的热传递流体一起同时被加热。
【专利说明】太阳能热交换面板
[0001]优先权
[0002]本申请要求由同一发明人于2011年10月3日提交的美国临时申请61/542382的优先权。
发明领域
[0003]在此说明的本发明总体上涉及一种太阳能热传递面板并且更确切地涉及一种轻质的且容易制造的聚合物或聚合物复合材料面板，该面板可以灵活地组合成不同的构型以同时加热液态流体和空气两者。
[0004]发明背景
[0005]太阳能热交换面板通常包括多个通道，一种流体、如热交换流体(例如，水)穿过该多个通道。典型地，一个热交换面板被定向成将这些通道的外表面暴露给一个热能(例如辐射热)来源(例如，太阳)。这些通道通过暴露给该热量来源而被加热，并且热能被传递给穿过这些通道内部的流体。这些被加热的流体可以直接地或间接地使用，例如用于加热另一种流体如空气或水，在此情况下该经加热的流体典型地被描述为热交换流体。
[0006]制造的成本和复杂性已经成为接受许多此类系统的一个限制因素。尤其是由金属制成的那些系统。已经提出了大量的基于塑料的系统来尝试降低这些系统的成本和重量，特别是因为希望在屋顶上放置许多这样的系统。使用塑料材料则引入了强度和刚度问题。
[0007]除此之外，许多这样的系统已经局限于液体(例如水)系统或者气体(例如空气)系统。
[0008]已经作出多种尝试来通过增大这些外部通道表面的、被暴露给辐射能量的表面积而改善太阳能热交换面板的效率。例如，已经披露了多种具有V形或三角形的外部通道表面的太阳能热交换面板。例如参见美国专利号4，290，413 ;4，243，020 ;以及4，171,694。
[0009]美国申请13/144，254描述了一种热交换面板，该热交换面板包括一个上板和一个下板以及在它们之间的一系列延伸部，从而限定了用于一种流体穿过其中的一个中空内部空间。它提供的面板可以用于太阳能加热但制造却相对困难并且没有提供能有效捕获足够太阳能的顶表面。
[0010]希望的是开发一种具有改善的效率的新型太阳能热交换面板。具体地讲，希望的是此类新开发的热交换面板提供多个因素的有利平衡和结合，这些因素包括轻的重量、最佳热传送、最佳热交换流体通过量、最小面板尺寸、加热流体和气体两者的能力、以及容易地连接这些面板的多个阵列以用于不同应用的能力。除此之外，进一步希望的是此类新开发的热交换面板本身是相对易于制造、组装和使用的。
[0011]发明概述
[0012]这些需求是通过提供一种太阳能热交换面板(10 )来满足的，该太阳能热交换面板包括一个下板(320)和一个上板(310),该下板和上板一起限定了包含一种流动的热传递流体的一个内部容积。该上板(310)包括多个向上延伸部(50)(在此称作陷窝)和向下延伸部(60)(在此称作凹穴)，这些向上和向下延伸部覆盖了该太阳能热传递面板的顶表面并且被配置成用于捕获太阳辐射能量。该下板(320)包括多个向上延伸的中空下板延伸部(330)。这些下板延伸部(330)是与该上板的每个向上延伸部(50)的底部中心部分对齐的并且几乎碰到。来自该上板(310)的这些向下延伸部(60)各自向下延伸并且被联接到该下板(320)的基体上。在运行中，引入该太阳能热传递面板的一端上的进口(30)中的一种热传递流体穿过这个限定的内部容积并且与从该上板向下延伸进入该太阳能热传递面板中的这些经太阳能加热的表面紧密接触。横跨该太阳能热传递面板的顶表面的一个基本上红外可透的板创造了一个顶部内部空间，该顶部内部空间封闭了一条流动空气路径，该流动空气与该下部内部空间中的封闭的热传递流体一起同时被加热。
[0013]在另一方面，该太阳能热传递面板被模制的方式为使得，这些向上延伸的中空下板延伸部(330)被模制成联接到或接合到该上板的每个向上延伸部(50)的底部中心部分。
[0014]在本披露中对表征该太阳能热传递面板的这些特征进行了描述。这些运行方面的优点以及由其使用而获得的能力将从以下详述的说明书和附图中更全面地得到了解，在附图中展示且说明了多个优选的(但非限制性的)实施例。
[0015]在此处以及权利要求书中使用的取向和位置术语如“上”、“下”、“顶”、“底”、“外”、
“内”以及类似术语被用来按照附图中所定向和描绘的来对本发明进行说明。除非另外指出，否则此类术语的使用并不旨在代表对本发明范围的限制，因为本发明可以采用替代的位置和取向。
[0016]附图的简要说明
[0017]图1是一种太阳能热交换面板的代表性俯视透视图。
[0018]图2是配置成用于面板之间液体和气体两者流通的一系列图1的太阳能热交换面板的一个代表性透视图。
[0019]图3是图1的热交换面板的截面的一个代表性透视图。
[0020]图4是图1的热交换面板的截面的另一个透视图。
[0021]图5是图1的热交换面板的截面的另一个透视图。
[0022]图6是图1的热交换面板的截面的另一个透视图。
[0023]图7是图1的热交换面板的一个实施例的截面的透视图。
[0024]图8是一种太阳能热交换面板的代表性仰视透视图。
[0025]图9展示了一种对在图1至图8展示的设计中实现的流型的模拟。
[0026]在图1至图9中，除非另外指出，类似的参考号是指代相同的部件和结构特征。
[0027]发明的详细说明
[0028]图1和图2是透视图，展示了一个单一太阳能热交换面板10以及相连的多个太阳能热交换面板100连接成网络而形成的一个系统。从图1开始，一个太阳能热交换面板的透视图被示出为编号10。该视图为向下观察该太阳面板的顶表面，该顶表面将接收太阳辐射。该太阳能热交换面板的每端上有用于将一种热交换流体传送进入和离开该面板的内部容积的一个进口 30和一个出口 35。该太阳能热交换面板的内部安排和容积将在随后的附图中被示出。该热交换流体通常会是水但也可以是其他适合的流体。该太阳能热传递面板的内部顶表面由一系列重复的深凹穴60和隆起的陷窝50组成，这些深凹穴和陷窝构成了该太阳能热传递面板的一个上板。这个上板和一个将在随后的附图中进行描述的下板封闭了该面板的内部容积。太阳能热交换面板10被一个侧壁结构25围绕并且这个结构的顶部具有一个搁架结构40，该搁架结构基本上环绕该太阳面板的顶部。搁架40可以接纳一个扁平的红外可透的板(未示出)，该红外可透的板覆盖该太阳能热传递面板的顶部部分，从而在该太阳能热传递面板与该红外可透的板之间创造一个封闭容积。这个封闭容积可以用于加热空气，该空气随后可以通过多个互连管道130而从面板到面板流动。
[0029]在围绕侧壁结构25的多个选定位置处存在多个小的凹部20，这些凹部允许这些互连管道130插入。如图2中所示，这些空气流动管道130是用于连接面板110与面板120以及面板120与面板125。对于不需要互连空气管道的构型而言，一种适合的塞子150被插入凹部20中。以一种类似的方式，进口 30和出口 35用于热传递液态流体从面板110流动到面板120。如可以看到的，这些太阳能热传递面板的一个重要方面是能够同时在同一系统中同时加热空气和一种液态流体。空气流和液态流可以从面板到面板顺流地或逆流地流动。
[0030]在图3中，以编号300示出的是图1的面板的透视图，这次是以截面示出以便展示该太阳能热传递面板的内部结构。该截面是穿过一排陷窝结构50的中心剖开的。该太阳能热传递面板被不出为具有一个上板310和一个下板320。上板310的下表面和下板320的上表面界定该太阳能热传递面板的一个内部容积，该液态热传递流体在进口 30处进入该面板的一端并且在出口 35处离开另一端时流动通过该内部容积。下板320具有一系列连续的延伸部，这些延伸部表现为从下板320的最低平面向上延伸的多个“山丘”330，每个延伸部都延伸直到并且非常接近位于其正上方的陷窝50的底部。
[0031]这在图4中用编号400以侧视图进一步地呈现，该图中示出了这些下板延伸部330各自如何延伸到几乎直至每个上板陷窝50的底部波谷。这种设计选择确保了该热传递流体在穿过该太阳能热传递面板时的紊流和混合。
[0032]总体上不出为编号500的图5是与图3和图4 一样但来自不同角度的一个截面视图并且示出了由下板320的上表面与板310的下表面界定的内部容积。在此还示出了这些深凹穴60的下部部分355如何一直向下延伸至下板320的上表面并且被模制到板320的该上表面上以便增加该太阳能热传递面板的强度和刚度。除此之外，这些深凹穴代表了一种将许多入射太阳光线深入捕捉到该太阳能热传递面板的空间内的方式，因为进入的光线被更深地反射到这些凹穴中而不是反射回空中。这些深凹穴于是很好地向下延伸入由该流动热传递流体占据的内部容积。类似地，这些陷窝结构50具有一个弯曲部，该弯曲部捕获多得多的辐射能并且有效地将该辐射能传送到内部流体中。因此这种交替的深凹穴/陷窝构型提供了对辐射太阳能的改善的能量捕获、有效地将其深入传送至该面板中、并且提供了这些热传递流体的增加的紊流，这提供了从上板进入所含流体中的改善的热传递。
[0033]在图6中示出了与图3、图4和图5中所示相同的太阳能热传递面板，但该截面是穿过一排深凹穴截取的以便以不同的方式示出该内部容积。此时更直接地看到了这些深凹穴60、特别是在420处它们与底板320的接触420。这些深凹穴因此在模制过程中在横跨该太阳能热传递面板的多个位置处被模制到该底板320上以便改善所得太阳能热传递面板的强度和刚度。
[0034]图7是与图5 —样的视图但示出了另一个实施例，在该实施例中该面板的模制方式是使得上板上的每一个陷窝50的最深的中心部分被模制到下板320的每个延伸部330的顶部上。这个实施例对该太阳能热传递面板提供了刚度和强度。这些相接的部分55被示出。这种更刚性的设计允许上板和下板更薄并且因此改善了内部与这些热传递流体的热传递。
[0035]总体上示出为编号800的图8是太阳能热传递面板的底侧(也就是与接收太阳光线一侧相反的那侧)的透视图。这些深区域430是在例如图4和图7中示出的延伸部或“山丘”330的底面。侧壁25中的多个凹口 450被模制到该设计中以破坏该下部内部容积中的流型并且保证热传递流体通过该面板的流动不会在外侧周围短路、而是维持一个混合很好的液流通过该面板内部的、使与来自图5的这些深凹穴表面355的流体之间的热传递最大化的那个部分。
[0036]这些太阳能热传递面板的塑料材料被模制成薄的以便将重量最小化并且改善传导性热传递。对于非常高的运行温度而言，如图8中所示，该太阳能热传递面板的底侧可能损失太多热量到环境中。对于这种可能性，可以围绕该太阳能热传递面板的底部基体放置一个额外的绝热箱或面板(未示出)。这个绝热“箱”可以是以任何适合的绝热材料制造的。一个实例可以是适当厚的聚苯乙烯泡沫塑料箱，但其他绝热材料也是可能的。
[0037]在使用中希望实现经过该太阳能热传递面板内部的热传递流体的良好紊流以使效率最大化。在该设计工艺中使用了一种有限元流动模拟来评估多种不同的构型。在图9中示出了对于图1至图8中示出的太阳能热传递面板的流动分析。该流型是非常有效的并且示出了这些凹口 450的重要性，没有这些凹口，流动将呈现高度旁通行为而使得大部分流体围绕该面板的这些外侧壁流动。这些凹口 450在该下部内部容积中创造了迫使该热传递流体沿着一条曲折路径通过每个面板中的下部内部容积的结构。
[0038]在该太阳能热交换面板的工作过程中，一种热交换流体进入进口 30、并且沿着一条曲折路径通过该下部内部容积并且在上板的这些向下的受太阳能加热的延伸部355 (图5)和下板的这些向上的延伸部330 (图3)周围经历紊流，从而将从该太阳能热传递面板的太阳侧收集的辐射热传递至该流体中，该流体最终在35处离开。
[0039]在示出的太阳能热传递面板的其他实施例中，这些下板延伸部330的上部部分的形状并不局限于示出的这些、而是可以选自于更加矩形的形状或者选自具有上部截头形表面的截头棱锥形状。该上部截头形表面将限定该下板延伸部的上部部分的上部横向表面。类似地，这些上板延伸部355的下部部分的形状并不局限于示出的这些、而是可以选自于更加矩形的形状或者选自具有上部截头形表面的截头棱锥形状。该上部截头形表面将限定该下板延伸部的上部部分的上部横向表面。关于该太阳能热传递面板的发明概念并不局限于图1至图8中示出的这些形状。
[0040]如前文说明的，该太阳能热交换面板可以任选地进一步包括一个板(未示出)，该板覆盖由该侧壁结构限定的开放顶部。该板典型地对于红外辐射是基本上可透过的、并且可以搁置在并任选地固定地附接到该侧壁结构的上部端点上。术语“基本上红外可透的”以及类似的术语是指该板允许较大量(例如至少50%)的入射红外辐射穿过其中并且进入该内部侧壁结构空间中。该基本上红外可透的板可以任选地通过以下方式横跨侧壁25的顶部进行固定地附接:粘合剂(未示出)；延伸穿过该板并且进入侧壁结构中的紧固件(未示出)；和/或卡扣装配件(未示出)。该板基本上封闭了该内部侧壁结构空间。
[0041]在本发明的一个进一步的实施例中，该侧壁结构包括一个搁架40，该红外可透的板被放置在该搁架上。对于这个搁架实施例，该侧壁结构的高度大于该多个上板陷窝50的最大高度。
[0042]该太阳能热交换面板的基本上红外可透的板允许红外辐射进入该内部侧壁结构空间中并且至少部分地被上板陷窝50的外部表面、深凹穴60以及上板310的其他外部表面吸收，这样使得该热能的一个实质性部分被传送到流动经过这些内部通路的热交换流体。除此之外，该红外可透的板防止外来物(例如，降水、树叶和鸟粪)进入内部侧壁结构空间中并且弄脏这些上板延伸部的外部表面。该红外可透的板本身可以容易地进行清洁。该红外可透的板还允许一种气体(例如空气)被截留在内部侧壁结构空间内并且被入射的红外辐射所加热，因此产生了从被加热的截留气体到/通过上板310并且进入流动经过该太阳能热传递面板的这些内部通路的热交换流体中的热能传递。
[0043]除此之外，将该内部侧壁结构空间内的空气加热的能力可以用来使空气与内部热传递流体同时穿过该太阳能热传递面板，从而使该太阳能热传递面板变成一个双用途加热器，该加热器可以例如同时加热水和空气。
[0044]覆盖该开放的顶部并且封闭该侧壁结构的内部侧壁结构空间的这个红外可透的板可以由任何适合的红外可透的材料制作，例如玻璃和/或塑料，如热固性塑料和/或热塑性材料(例如，热塑性聚碳酸酯)。典型地，该红外可透的板是刚性的并且是基本上自支撑的。
[0045]本发明的热交换面板以及这些不同的部件可以各自独立地由任何适合的材料或者材料组合来制造。可以用来制造本发明的热交换面板及其不同的部件的材料包括但不限于金属(例如，黑色金属、钛、铜和/或铝)、如木材等基于纤维素的材料、陶瓷、玻璃、和/或塑料(例如，热塑性材料和/或热固性塑料材料)。
[0046]在得到更轻重量且易于制造的一个优选实施例中，该太阳能热交换面板可以由聚合物或聚合物复合材料在模制操作中制造，可以使用热塑性聚合物或者热固性聚合物。本发明的热交换面板的这些模制的塑料部件可以通过多种模制方法制备，这些模制方法包括但不限于吹气模制、注射模制、反应注射模制、压缩模制和片材热成型。
[0047]在该太阳能热传递面板的一个进一步的实施例中，该面板的顶表面(朝向太阳)可以用“选择性表面”或选择性吸收器覆盖。这些表面利用了不同波长的入射太阳辐射以及从该吸收表面发出的辐射。经常使用不同的材料组合。示例性的选择性表面包括带有一层背面氧化铜的铜、镀有金的钢、硅、二氧化硅、以及镀有黑色铬镍的铜。
[0048]本说明中所使用的术语“热固性聚合物”以及类似术语如“热固化聚合物或热可固化的聚合物”是指具有或形成三维交联网络的塑料材料，该三维交联网络是由化学反应性基团(例如，活性氢基团和游离异氰酸酯基团)之间或者不饱和基团之间的共价键的形成而产生的。可以用来制造该太阳能热交换面板的各个部件的热固性塑料材料包括例如交联的聚氨酯、交联的聚环氧化物、交联的聚酯(例如片材模制复合组合物)以及交联的多元不饱和聚合物。热固化塑料材料的使用典型地涉及反应注射模制。反应注射模制典型地涉及将以下材料分开地并且优选是同时地注射到一个模具中，例如:(i) 一种活性氢官能组分(例如，多元醇和/或多胺);和(ii) 一种异氰酸酯官能组分(例如，如甲苯二异氰酸酯等二异氰酸酯、和/或如甲苯二异氰酸酯等二异氰酸酯的二聚体和三聚体)。这个经填充的模具可以任选地被加热以确保和/或促进这些注入的组分的完全反应。
[0049]本说明中所使用的术语“热塑性聚合物”以及类似术语是指一种具有软化点或熔点、并且基本上不含三维交联网络的聚合物材料，该三维交联网络是由多个分开的聚合物链的化学反应性基团(例如，活性氢基团和游离异氰酸酯基团)之间的共价键的形成和/或交联剂导致的。可以用来制造该太阳能热交换面板的各个部件的热塑性材料的实例包括但不限于热塑性聚氨酯、热塑性聚脲、热塑性聚酰亚胺、热塑性聚酰胺、热塑性聚酰胺酰亚胺、热塑性聚酯、热塑性聚碳酸酯、热塑性聚砜、聚热塑聚酮、热塑性聚烯烃、热塑性(甲基)丙烯酸酯、热塑性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、热塑性苯乙烯-丙烯腈、热塑性丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯以及多种组合。
[0050]在本发明的一个实施例中，可以用来制造该热交换面板的各个不同部件的热塑性材料是独立地选自于多种热塑性聚烯烃。在此以及权利要求书中使用的术语“聚烯烃”以及类似术语、如“聚亚烷基”和“热塑性聚烯烃”是指聚烯烃均聚物、聚烯烃共聚物、均相聚烯烃和/或多相聚烯烃。出于说明的目的，聚烯烃共聚物的实例包括由乙烯和一种或多种C3-C12 α -稀经(如1- 丁稀、1-己稀和/或1-羊稀)制备的那些。
[0051]该太阳能量交换面板的各个部件的塑料材料在各自情况下可以独立地并且任选地包括一种加强材料，该加强材料例如是选自于玻璃纤维、玻璃珠、碳纤维、金属薄片、金属纤维、聚酰胺纤维(如KEVLAR聚酰胺纤维)、纤维素纤维、纳米颗粒粘土、滑石以及它们的多种混合物。若存在的话，该加强材料典型地是以一个加强量存在，例如以基于该部件的总重量(即该塑料材料和该加强材料的重量之和)从按重量计5%到按重量计60%或70%的一个量。
[0052]典型地，纤维在该热交换面板的这些塑料部件中是独立地以基于该塑料部件的总重量(即该塑料材料、纤维以及任何添加剂的重量)从按重量计5%至70%、按重量计10%至60%、或者按重量计30%至50% (例如，按重量计40%)的量存在。相应地，该热交换面板的这些塑料部件可以各自独立地包括基于该塑料部件的总重量从按重量计5%至70%、按重量计10%至60%、或者按重量计30%至50% (例如，按重量计40%)的量的纤维。
[0053]这些纤维可以具有宽的直径范围。典型地，这些纤维具有从I微米至20微米的、或者典型地从I微米至9微米的直径。总体上，每种纤维都包括一束单独长丝(或单丝)。典型地，每种纤维都是由一束10，000至20，000根单独长丝构成。
[0054]除了一 (多)种加强材料之外或者可替代地，该太阳能热交换面板的这些塑料部件在各自情况下可以独立地并且任选地进一步包括一种或多种添加剂。可以存在于这些塑料部件中的添加剂包括但不限于抗氧化剂、如颜料和/或染料等着色剂、脱模剂、如碳酸钙等填料、紫外光吸收剂、阻燃剂以及它们的多种混合物。添加剂在每个塑料部件的塑料材料中能以功能上充足的量存在，例如基于该具体塑料部件的总重量独立地以从按重量计0.1%至按重量计10%的量。
[0055]可替代地，本发明的热交换面板的这些模制的塑料部件(例如该下板和上板)可以是由一种无片材(sheetless)热成型工艺制备的,在该工艺中成形一个经加热的热塑性材料片材(例如，从联接到片材模口上的一台挤出机)并且然后在一个模具部分的内表面上真空拉拔，而所挤出的片材仍然是可热成型的(并且在该片材冷却到一个不可热成型温度之前)。在冷却到一个不可热成型温度之后，将模制的物品(例如，处于下板或上板的形式)从该模具部分中移除、并且典型地经受多个模制后操作，例如将模制的下板和模制的上板联接在一起。该热交换面板及各个部件可以由如例如在美国专利号7，955，550和7，842，225中描述的无片材热成型工艺制备。
[0056]在一个实施例中，该下板是由一种第一塑料材料模制而成的一个基本上单体式下板，并且该上板是由一种第二塑料材料模制而成的一个基本上单体而成上板，其中如本文中先前所讨论的，该第一塑料材料和第二塑料材料各自独立地是选自于热塑性材料、热固性塑料材料以及它们的组合。进一步关于这个实施例，该上板是红外辐射基本上可透过的，该下板是基本上光学不透明的，并且该下板的内表面吸收红外辐射。
[0057]本发明的热交换面板可以具有任何适合的形状和尺寸。例如，该热交换面板可以具有总体上圆形的或椭圆形的形状、多边形的形状(例如，三角形、矩形、五边形、六边形、七边形、八边形的形状等)、不规则的形状(例如，以便配合在另一结构、例如结构梁或烟囱的周围)、或者它们的任意组合。更一般地，该热交换面板可以是基本上扁平的热交换面板(如这些附图中所描绘的)、或者非扁平的(例如弧形的)热交换面板(未描绘出)。非扁平的热交换面板可以例如用于贴合地并且牢固地抵靠在人字形屋顶结构的顶点上。
[0058]本发明的热交换面板可以用于吸收来自任何适合热能来源的热能，例如:辐射热能来源(例如，来自太阳的红外辐射)；或者对流热能来源，例如流体散热器或来源(例如，一池加热的液体、例如水，或者一股加热的气体、例如空气)。在辐射热能来源的情况下，该热交换面板典型地定向成将该上板的外表面以及这些上板延伸部暴露给该辐射热能来源、例如太阳。辐射热能主要是通过这些上板延伸部(并且在较小程度上还通过该上板的这些外表面)传送、并且进入穿过这些上板延伸部通路以及下面通道的流体(例如热交换流体)中。这些经加热的流体在离开该热交换面板时可以直接地(例如，在淋浴情况下)或者间接地(例如用于加热另一种流体、如水或空气)使用，在间接使用的情况下该流体可以被描述成热交换流体。该热交换面板在被用于吸收来自太阳的辐射热能时可以被描述成太阳能热交换面板。
[0059]可替代地，本发明的热交换面板本身可以用作一个热能来源。例如，可以使一种分开加热的流体穿过该热交换面板的内部容积，从而导致热能被传送离开(而不是进入)这些上板延伸部并且进入一种分开的介质中，该介质是例如气体(例如空气)或液体(例如水)。该分开加热的流体可以在一个或多个分开的根据本发明的热交换面板中被加热并且由其提供，该热交换面板被建立用于吸收来自另一个热能来源(例如太阳)的热能、并且是与本身用作热能来源的该热交换面板处于流体联通的。
[0060]已经通过参考本发明的多个具体实施例的特定细节对本发明进行了说明。此类细节并不旨在被看作对本发明范围的限制，除非这些细节已被包含在这些附图中并且到了这样的程度。
【权利要求】
1.一种太阳能热交换面板(10)，包括: a.—个下板(320)和一个上板(310),该下板和上板一起限定了包含一种流动的热传递流体的一个下部内部容积； b.所述上板(310)包括: 1.多个向上的陷窝(50)和向下的凹穴(60)，这些陷窝和凹穴覆盖了该太阳能热传递面板的顶表面并且被配置成用于捕获太阳辐射能量； c.所述下板(320)包括: 1.多个向上延伸的中空下板延伸部(330); d.其中这些下板延伸部(330)是与该上板的每个陷窝(50)的底部中心部分对齐的并且几乎碰到；并且 e.其中来自该上板(310)的这些向下的凹穴(60)向下延伸并且被联接到该下板(320)的基体上；并且 f.其中横跨该太阳能热传递面板的顶表面的一个基本上红外可透的板封闭了一个顶部内部空间，该顶部内部空间提供一条流动空气路径，该流动空气与该下部内部空间中的封闭的热传递流体一起同时被加热。
2.根据权利要求1所述的太阳能热交换面板，进一步包括一个侧壁结构(25)，该侧壁结构围绕所述热交换面板，并且所述侧壁结构的顶部具有一个搁架结构(40)以便接纳封闭了该顶部内部空间的该基本上红外可透的板。
3.根据权利要求2所述的太阳能热交换面板，其中所述侧壁结构具有至少一个凹部(20)以允许插入多个互连的空气流动管道(130)，这些空气流动管道将相邻的太阳能热交换面板连接成一个网络。
4.根据权利要求2所述的太阳能热交换面板，其中所述侧壁结构具有进口管道(30)和出口管道(35 )，这些管道是用于将来自下部内部容积的这些热传递流体连接到相邻的太阳能热交换面板而成为一个网络。
5.根据权利要求1所述的太阳能热交换面板，其中该上板上的每个陷窝(50)的最深的中心部分被模制到来自下板(320)的每个延伸部(330)的顶部上。
6.根据权利要求2所述的太阳能热交换面板，其中至少一个凹口(450)存在于该侧壁结构中以便破坏该下部内部容积中热传递流体的流型。
7.根据权利要求2所述的太阳能热交换面板，其中围绕该太阳能热传递面板的底部基体放置了 一个额外的绝热箱或面板。
8.一种太阳能热交换面板系统，其中一系列如权利要求4所述的太阳能热交换面板被互连而使得该上部内部空间中的空气和该下部内部空间中的热传递流体可以从面板到面板进行流动。
【文档编号】F24J2/20GK103930734SQ201280048101
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2012年10月2日 优先权日:2011年10月3日
【发明者】戴尔·E·波尔克 申请人:Lrm工业国际公司