专利名称：用负压源为太阳能系统提供真空隔热的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用负压源为太阳能系统提供真空隔热的方法及设备。
背景技术：
釆用真空隔热可有效提高太阳能集热温度和效率。现有产品的真空隔热层在集热元件制造时形成并依靠密封来保持，其产品形式、性能、所用的材料及使用寿命受到真空隔热层密封技术的制约，对真空集热器内的少量气体也无法再行排除。
发明内容
本发明的目的是要提供用负压源为太阳能系统提供真空隔热的方法及设备。
本发明解决其技术问题所采取的方法是用透光封闭容器、太阳能收集利用装置、
测控系统和负压源组成一个有源真空太阳能收集利用系统。透光封闭容器包括带有透
过体、内置太阳能收集利用装置或与太阳能收集利用装置一体制造的一体式透光封闭
容器；也包括带有透过体和非内置太阳能收集利用装置的分体式透光封闭容器。太阳
能收集利用装置包括吸收体、热工装置、热电元件和加热负载。将负压源譬如真空泵
与透光封闭容器连通并将透光封闭容器内的气体抽出形成真空隔热层。因这个真空依
赖于负压源所以称作有源真空。
本发明根据上述方法解决其技术问题所采取的技术方案是用透光封闭容器、太
阳能收集利用装置、测控系统和负压源组成一个有源真空太阳能收集利用系统。透光
封闭容器与负压源之间含有排气通道。透光封闭容器包括带有透过体、内置太阳能收
集利用装置或与太阳能收集利用装置一体制造的一体式透光封闭容器；也包括带有透过体和非内置太阳能收集利用装置的分体式透光封闭容器。太阳能收集利用装置包括
吸收体，热工装置，热电元件和加热负载。负压源譬如真空泵将透光封闭容器内的气体抽出形成真空隔热层。为抵抗负压可使用支撑件。各透光封闭容器可用阀门隔离。透光封闭容器可取各种形状包括曲面板状和球冠状。透过体边缘或端口可包裹粘结护套。
本发明的有益效果包括依靠负压源提供的有源真空可解决慢性漏气、材料放气、氦气渗透和高温气体膨胀使真空度下降的问题。可用密封圈或粘结密封等普通密封技术制造各种太阳能真空收集利用新产品，扩大了材料和工艺选用范围譬如用钢化玻璃透过体来提高抗冰雹能力。产品使用寿命可与建筑物同步。热能成本低。采用护套有助于解决玻璃管板的尺寸误差问题并改善其受力工况。幕墙玻璃薄片分体式透光封闭容器安装使用方便、隔热效果好。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是有源真空太阳能海水蒸馏系统实施例的构示图。
图2是中通双U型有源真空太阳能集热管实施例的构示图。
图3是直通式有源真空太阳能集热管实施例的构示图。
图4是折弯直通式有源真空太阳能集热管实施例的构示图。
图5是幕墙玻璃薄片分体式透光封闭容器实施例的侧视和正视构示图。图中l.护套；2.透过体；3.边框；4.冷凝器；5.壳体；6.透光封闭容器；7.蒸发器;8.小孔;9.吸收体;IO.支撑件;ll.隔热套管;12.驳管;13.排气通道;14.排气干道;15.自动止回限流阀；16.低真空泵；17.高真空泵；18.常闭阀；19.常开阀；20.连接器;21.密封接口； 22.U型连接器；23.太阳能收集利用装置；24.拱形体；25.通片；26.罩
片；27.玻璃。
具体实施例方式
图1中，由一块粘有铝质横截面为U型的包边护套1的平板透过体2和一个与边框3及冷凝器4 一体制造的壳体5粘结密封构成一个一体式透光封闭容器6。透光封闭容器6内含有一个与蒸发器7—体制造、带许多小孔8的吸收体9。透过体2与壳体5之间用许多穿过吸收体9小孔8的支撑件10支撑抵抗负压。支撑件10与吸收体9的小孔8不接触。
透光封闭容器6采用一个凹进的隔热套管11以减少进出水驳管12连接处的热损失。隔热套管11里端密封连接驳管12，驳管12从隔热套管11内穿过伸出。
透光封闭容器6通过真空管网与真空度不等的负压源分时连通。真空管网包括排气通道13、排气干道14及串接于排气通道和排气干道上作为测控系统组成部分的自动阔门譬如自动止回限流阀15。排气通道13汇集各透光封闭容器6到负压源；或者排气通道13汇集各透光封闭容器6到排气干道14、排气干道14汇集各排气通道13到低真空泵16及高真空泵17。本发明各实施例的抽空过程为打开常闭阀18、关闭常开阀19用低真空泵16对各透光封闭容器6抽真空至设定值；然后关闭常闭阀18、打开常开阀19切换插入高真空泵17继续抽真空。同时用仪器测量显示各组透光封闭容器6的真空度。如某个透光封闭容器6真空状态异常则关闭相关的自动止回限流阀15。采用两级负压源低真空泵16和高真空泵17接力抽真空适合起始大流量抽气和平时高真空度的工作要求。
图1实施例中，吸收体9将太阳能转变为热能提供给蒸发器7;冷凝器4将热能散发到外侧大气中。在真空中，作为热工装置高、低温热源的吸收体9和冷凝器4间隔0.5mm就能保持绝热状态，因此可制造各种超薄真空平板太阳能热利用装置。
图1实施例中，海水在蒸发器7中形成蒸气，然后蒸气在冷凝器4中凝结成水完成海水淡化。真空集热的温度和效率都很高，可采用多效蒸馏技术提高淡水产量。以6效蒸馏计算，每1112每天最多可产50升淡水，其淡水成本可低至14元/吨。
图2中，连接器20两侧各连接个一端闭口、 一端带护套1的管状透过体2构成一个一体式透光封闭容器6。连接器20还连接U型管板吸收体9的驳管12。为减小两个驳管12之间的热短路，可采用如图1实施例介绍的隔热套管11。图2实施例的吸收体9两端能自由移动不与透光封闭容器6接触。图2实施例在太阳辐照强度500w/m2条件下，10分钟内就能输出160'C热能。
图3中，用连接器20连接两个一端收口的管状透过体2构成一个一体式透光封闭容器6。透光封闭容器6采用一个金属波纹管弹性元件密封接口 21，使驳管12热
胀冷縮时能自由伸縮。
图3实施例与全玻璃真空集热管内插金属流道的方式相比少一层内玻管，受光面积增加11%;阳光照射在吸收体上只有一次平均7皿长的金属传热就达到传热介质，热阻很小。用于一维聚光高温集热时，长度40米的集热器，单管输出功率可达40kw。
图4实施例采用U型连接器22同侧连接两根平行布置的管状透过体2。 U型连接器22内部空间足够大，碰不到因热胀冷缩而移动的太阳能收集利用装置23。具有省料和可靠的优点。用三个U型连接器还可连接四根平行布置的管状透过体。图5实施例采用一片其上制有单侧各自连通的微小拱形体24阵列的可挠曲透明薄片简称通片25、两片罩片26和一块幕墙玻璃27制成三个层叠布置、相互隔离的分体式透光封闭容器6。也可用通片25与罩片26制成一个可挠曲分体式透光封闭容器6。还可将通片25附着于幕墙玻璃27上并对通片25四周密封构成一个分体式透光封闭容器6。
图5实施例中的薄片单侧各自连通有助于排气。微小拱形体24阵列既是为了形成真空隔热空间，也为了抵抗真空负压引起的变形。采用微小拱形体24阵列可省略支撑件。微小拱形体24的两个表面光滑，对直射光的扭曲小，实际产品可以做到几乎不影响视觉。微小拱形体24尺寸很小，这里为了直观而放大并简化画出。微小拱形体24的形状根据需要可以有许多种譬如细而长的钟罩状。罩片26用于与通片25一起构成平板状分体式透光封闭容器6形成有源真空隔热层，罩片26表面也可制有单侧各自连通的微小拱形体24阵列以增加抗压能力和方便与光滑表面吸合。通片25与罩片26之间可以没有明确的界限。
还可在建筑物玻璃的外侧设置分体式透光封闭容器，并在分体式透光封闭容器的玻璃、通片或罩片上设置只能从里往外看的单向可视镀层、紫外线阻隔涂层或滤色膜。
用塑料制造具有各种需要的性能、色彩和弹性的通片、罩片及薄片透光封闭容器，具有造价低、不易碎、可巻曲、运输安装方便的优点。用三层薄片制造的可挠曲透光封闭容器产品重量可低至每平米数百克，可直接粘接在玻璃上。使建筑物的窗户或幕墙玻璃能同时获得所需的采光、保温、大视野观景及减少紫外线辐射的功能。 一个玻璃幕墙上可设置多个分体式透光封闭容器形成阵列。这里，将室内受到光照的物体都看做是太阳能收集利用系统中的加热负载。
即使采用其压力与大气压力之间的压力差〉0，《0. lkg/cm2的负压源与带薄片包括通片和罩片的透光封闭容器连通用于建筑物玻璃形成中空隔热层，也具有保温节能、负压吸合、负压张力、隔音、去湿效果好不易结露、使透光封闭容器内壁的各种镀膜远离湿热空气延长镀膜使用寿命、重量轻、造价低和容易实施等优点。
薄片透光封闭容器的抽真空方式可以简化降低要求，譬如采用鱼缸充气泵抽到0.95大气压。图5实施例的幕墙玻璃薄片多层分体式透光封闭容器其真空度即使都接近大气压，仍可将热损系数从单层玻璃的约6. 21w/ (m、k)降低至low-e中空玻璃的约1. 5-3. 2w/ (m2*k)甚至更低。以室内外温差28。C计，节省的供暖功率可达131. 8w/m2。其透光性能和隔音性能与low-e中空玻璃相近。因为有负压张力，其质感和可清洁性也与玻璃相近。
在幕墙玻璃上复贴玻璃形成一个分体式透光封闭容器，用有源真空可使其热损系数降低至0.7w/ (m、k)，并且对幕墙玻璃几乎不产生有害应力。因减少能源费支出其投资最快可在18个月内收回。这种分体式透光封闭容器即使采用其压力与大气压力之间的压力差〉0，《0. lkg/cm2的负压源形成中空隔热也具有能避免中空层气体受热膨胀短时间内产生上千kg/m2胀力的恶劣工况及内部容易结露的现象。
对单层玻璃的太阳能烘干装置加装一、两层玻璃或薄片构成分体式透光封闭容器使之升级为有源真空太阳能烘干装置可使烘干效率大幅提高，其投资可在三个月内收回。
权利要求
1.用负压源为太阳能系统提供真空隔热的方法用透光封闭容器、太阳能收集利用装置、测控系统和负压源组成一个有源真空太阳能收集利用系统，透光封闭容器包括带有透过体、内置太阳能收集利用装置或与太阳能收集利用装置一体制造的一体式透光封闭容器，也包括带有透过体和非内置太阳能收集利用装置的分体式透光封闭容器；太阳能收集利用装置包括吸收体、热工装置、热电元件和加热负载；将负压源譬如真空泵与透光封闭容器连通形成真空隔热层。
2. 根据权利要求1所述方法制造的有源真空太阳能收集利用系统，由透光封闭容器、 太阳能收集利用装置、测控系统和负压源组成；透光封闭容器包括带有透过体、内 置太阳能收集利用装置或与太阳能收集利用装置一体制造的一体式透光封闭容器， 也包括带有透过体和非内置的太阳能收集利用装置的分体式透光封闭容器；太阳能 收集利用装置包括吸收体、热工装置、热电元件和加热负载；负压源譬如真空泵将 透光封闭容器内的气体抽出形成真空隔热层；为抵抗负压可使用支撑件；各透光封 闭容器可用阀门隔离；透光封闭容器可取各种形状；透过体边缘或端口可包裹粘结 护套，其特征在于透光封闭容器与负压源之间含有排气通道。
3. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于透光封闭容器通过真空管网与真空度不 等的负压源分时连通。
4. 根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于含有测量显示透光封闭容器真空度 的仪器。
5. 根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于透光封闭容器含有一个凹进的隔热 套管，隔热套管里端密封连接驳管，驳管从隔热套管内穿过伸出。
6. 根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于含有一个同侧连接管状透过体的U型连接器。
7. 根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于含有在幕墙玻璃上复贴玻璃形成的 分体式透光封闭容器。
8. 根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于含有一个用一片其上制有单侧各自 连通的微小拱形体阵列的可挠曲透明薄片简称通片附着于玻璃板上并对通片四周密 封构成的分体式透光封闭容器；或者含有一个用通片与罩片制成的可挠曲分体式透 光封闭容器。
9. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于含有置于建筑物玻璃外侧的分体式透光 封闭容器，所述透光封闭容器的玻璃、通片或罩片上带有单向可视镀层、紫外线阻 隔涂层或滤色膜。
10. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于含有其压力与大气压力之间的压力差〉 0，《0. lkg/cm2的负压源。
全文摘要
用负压源为太阳能系统提供真空隔热的方法用透光封闭容器、太阳能收集利用装置、测控系统和负压源组成一个有源真空太阳能收集利用系统，将负压源与透光封闭容器连通形成真空隔热层。根据此方法的有源真空太阳能收集利用系统，由透光封闭容器、太阳能收集利用装置、测控系统和负压源组成，其特征在于透光封闭容器与负压源之间含有排气通道。本发明可解决材料放气和氦气渗透使真空度下降的问题。可用普通密封技术制造各种太阳能真空收集利用新产品，扩大了材料和工艺选用范围。产品使用寿命可与建筑物同步。热能成本低。采用护套有助于解决玻璃管板的尺寸误差问题。幕墙玻璃薄片透光封闭容器中空隔热效果好、使用方便。结合附图给出5个实施例。
文档编号C02F103/08GK101603737SQ20081003889
公开日2009年12月16日 申请日期2008年6月12日 优先权日2008年6月12日
发明者施国梁 申请人:施国梁