[发明专利]设有内压指示器的真空太阳能集热板

说明书

技术领域

本发明涉及一种设有内压指示器的真空太阳能集热板，并且涉及一种用于制造所述真空太阳能集热板的相关方法。

背景技术

众所周知，真空太阳能集热板包括真空密封的外壳，其中至少前板对太阳辐射是透明的。该集热板包括设置在真空外壳内的热吸收器和传送导热流体的管道。

因此，太阳辐射经过前板进入真空外壳，通过热吸收器收集起来并且转换成热量。然后将转换的热量传递到流入管道中的导热流体。

例如，在公开号为WO2010/003653的PCT申请中描述了同一申请人的一种公知类型的真空太阳能集热板。

作为现有太阳能集热板的一个特征的外壳内的真空，极大地减少了导致装置更高效率的对流热损失。在现有技术的高真空面板中，为了忽略对流损失，内压应保持在10^-3托以下。

为了保持所述随时间变化的高真空环境，将能够通过化学反应或吸收来俘获残余气体分子的吸气剂材料封装在该真空外壳内。这种布置通常称为吸气泵。

然而，当这种压力超过10^-2托时，吸气泵的饱和度和/或对真空外壳的真空密封的破坏会导致该面板内压的逐渐上升，引起该面板效率的突然下降。

在这种情形下，尽快地检测临界条件至关重要，以便置换受损的真空面板并且恢复加热设备的初始效率。然而，面板的视觉检查也许不足以估算初始高真空环境的部分损失。实际上，很难检测到由于大气压力引起的真空外壳变形的变化，因为所述变化通常与压力差呈现线性关系，因此仅当内压超过10托时才可观察到，具有三个数量级的数值高于面板效率下降到不可接受水平的数值。

一种对真空太阳能集热板的内压进行检测和检验的公知方案是将高真空计量器附接到面板本身上；然而，由于这种计量器的高成本，因此将该计量器附接到组成热功率设备的每个面板上在商业上是不可接受的。

因此，本发明的潜在技术问题是提供一种具有既精确又高性价比的内压指示器的真空太阳能集热板。

发明内容

对于上述技术问题，一种方案是提供一种真空太阳能集热板，该类型的真空太阳能集热板包括：真空密封的外壳，其具有至少一个太阳辐射能透过的前板和用于所述前板的支撑结构；热吸收部件，其封装在所述真空密封的外壳内；以及主吸气剂部件，其用于保持真空外壳内的高真空，其中所述真空太阳能集热板还包括沉积在所述前板内侧上的反应材料的压力指示点（pressure indicator spot）。当所述外壳内的压力超过阈值时，反应材料经历从真空密封的外壳的外部可观察到的反应。

本发明的潜在构思在于使用反应材料的点，以便在视觉上检测真空密封的外壳内的高真空环境的损失。

有益的是，这样一种反应材料可以是元素钡。

当钡与进入真空外壳内的气体分子快速反应时，随着压力增大，钡点的尺寸将会减小，最终从银色变为白色，因此表明该面板已经被置换。

应当注意的是，即使有时将钡用作真空系统中的吸气剂，但在本发明中使用这种元素也具有不同的目的，即检测高于预设阈值的内压的任意增加。实际上，如上所述，除了压力指示点外，根据本发明的真空太阳能集热板还具有主吸气剂部件。

由于该点不执行吸气泵的功能，因此可以适当地限制其尺寸；这一点极其重要，因为反应材料在前板上的大量沉积会显著降低前板的透明度，因此导致面板效率下降。

基于相同原因，优选的是使用非闪蒸式吸气剂类型（flash getter type）的主吸气剂部件。例如，该主吸气剂部件有益地包括公知的非蒸发型吸气剂。

如上所述，压力指示点应保持尽可能的小，可能不超过10平方厘米，以便不阻挡太阳辐射。

基于相同原因，其面积应该优选地至多为前板总透明面积的1%。

此外，反应材料的数量和压力指示点的尺寸识别确定在点形貌方面的变化的压力阈值。有益地，压力指示点的面积应该保持在1平方厘米和3平方厘米之间，而反应材料的总量应该保持在1毫克至5毫克之间。当内压达到大约10^-2托的临界值时，具有这种特征的钡点将会改变尺寸和/或颜色。

有益地，根据本发明的真空太阳能集热板可以包括反应材料贮存器，其牢固地附接到邻接前板内侧的支撑结构上。在制造步骤中使用所述贮存器，其被预先布置为在反应材料升华之前容纳该反应材料。

该贮存器优选为环状，其可以放置在距前板的内侧1毫米至3毫米之间的距离处。

上述提及的贮存器可以是一种在市场上可买到的具有预先确定容量的反应材料的闪蒸式吸气器。