穿透式太阳能集热器制造技术

本披露涉及一种穿透式太阳能集热器(100)，包括：吸热板(108)，所述吸热板的主体(118)为不锈钢材质；表面涂层(120)，所述表面涂层为氧化铬，涂在所述吸热板主体(118)的外表面(122)；和至少一个通孔(110)，所述至少一个通孔贯穿所述吸热板主体(118)和所述表面涂层(120)，所述表面涂层(120)的厚度(126)不低于70纳米。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】穿透式太阳能集热器本披露涉及一种穿透式太阳能集热器。建筑结构的改进导致建筑物内部不透气的情况日渐普遍。因而安装通风系统以在建筑物内循环新鲜空气变得越来越重要。当引入的新鲜空气的温度低于排出的暖空气的温度时，建筑物内部的温度会下降。这意味着可能需要对建筑物进行供热。US4899728公开了一种系统，其通过设置在朝南墙面上吸收太阳能的集热器面板来对建筑物的通风空气进行预热，该面板具有至少一个与面板后面的空气收集通道连通的进气口。沿着面板向上传送的外部空气由面板的热量进行加热，而面板本身通过太阳能辐射和建筑物内部损失的热量进行加热。外部空气沿面板经过小段距离到达最近的进气口，进而被抽入空气收集通道并排入建筑物内部。US4899728中描述的太阳能集热器类型被称为穿透式太阳能集热器。穿透式太阳能集热器可用于对引入建筑物的空气进行预热，从而降低所需的由标准加热系统产生的热量。穿透式太阳能集热器也可提供预热的空气以用于其他方面。穿透式太阳能集热器所提供的热量来自可免费获得的太阳能(可再生能源)。穿透式太阳能集热器所需的唯一外部电力是驱动空气循环系统(例如，风扇)所需的电力。而标准加热系统则需要大量的外部电力来产生热量。外部电力(用于空气循环系统或标准加热系统)可能来自化石燃料(如煤或气)、核能或可再生能源。因此，使用穿透式太阳能集热器可以减少外部电力的需求量，从而降低成本。并且，当该外部电力来源于化石燃料或核能时，穿透式太阳能集热器的使用会带来显著的环境效益，且减少了对耗竭性资源的使用。但是，穿透式太阳能集热器系统的效率受到从穿透式太阳能集热器材料到大气的辐射热损失的限制。这种辐射热损失是由环境温度低于该穿透式太阳能集热器造成的，并且随着穿透式太阳能集热器的温度的升高而显着增强。这种辐射热损失还限制了穿透式太阳能集热器材料以及由其加热的外部空气的温度升高。这限制了使用加热空气的应用范围。此外，穿透式太阳能集热器通常使用软钢或铝制成，并普遍具有通常为黑色的涂料涂层，以增加所吸收的太阳能的比例。受紫外线照射的影响，这些涂层易随着时间的推移而发生褪色和老化，限制了穿透式太阳能集热器的预期使用寿命。根据本披露的第一方面，提供一种穿透式太阳能集热器。所述穿透式太阳能集热器可以包括：吸热板，所述吸热板的主体可以为不锈钢材质；表面涂层，所述表面涂层可以为氧化铬，涂在所述吸热板主体的外表面；和至少一个通孔，所述至少一个通孔可以贯穿所述吸热板主体和所述表面涂层，所述表面涂层的厚度不低于70纳米。加厚氧化铬涂层为穿透式太阳能集热器的吸热板提供了低发射率和高吸收率的特性(即，其构成了选择性吸收器)。因此，该穿透式太阳能集热器比其他穿透式太阳能集热器效率更高，也就是说其将落在吸热板的给定区域上的太阳能辐射以更高的比例转换为有用的热能。所述吸收板吸热板也具有很好的耐腐蚀性，也就是说集热器具有很长的使用寿命。此外，由于该氧化铬涂层是吸热板的化学结构的一个组成部分而不是被涂覆的涂层，并且耐紫外线，因此不易褪色或剥落。另外，该穿透式太阳能集热器能够将经通过自身的空气加热到更高的温度，因此，经预热的空气可以用于建筑物通风之外的应用场合。在一些实施例中，所述表面涂层的厚度可以在70纳米到400纳米之间。优选地，所述表面涂层的厚度可以在100纳米到280纳米之间。在一些实施例中，所述表面涂层的厚度可以确定所述穿透式太阳能集热器的外观。所述表面涂层的厚度可以确定所述穿透式太阳能集热器的颜色。在一些实施例中，所述吸热板的发射率不高于0.30。所述吸热板的发射率可以在0.10到0.30之间。所述吸热板的发射率可以在0.10到0.26之间。在一些实施例中，所述吸热板的太阳能吸收率不低于0.50。所述吸热板的太阳能吸收率可以在0.50到0.90之间。在一些实施例中，所述表面涂层可以构成所述穿透式太阳能集热器的外表面。在一些实施例中，所述穿透式太阳能集热器可以进一步包括：后面板，所述后面板与所述吸热板可以形成空腔，所述表面涂层可以涂于所述空腔外表面。在一些实施例中，所述后面板可以由建筑物的墙面或屋顶构成。在一些实施例中，所述表面涂层可以为通过化学方法或电化学方法增厚的氧化铬涂层。根据本专利技术披露的第二方面，提供一种具有通过化学方法或电化学方法增厚的氧化铬涂层的不锈钢穿透式太阳能集热器。本专利技术披露的第二方面可以包括第一方面的任何一个或多个可选特征。根据本披露的第三方面，提供一种安装有本披露的第一或第二方面提供的穿透式太阳能集热器的建筑物。所述穿透式太阳能集热器可以安装在所述建筑物的墙面或屋顶，使得所述表面涂层构成所述建筑物的外表面。根据本披露的第四方面，提供一种制造穿透式太阳能集热器的方法。所述方法包括：获取不锈钢板，所述不锈钢板的第一表面可以包含原始氧化铬涂层；通过化学或电化学方法对所述第一表面的原始氧化铬涂层进行加厚处理，以得到加厚氧化铬涂层；在所述不锈钢板上穿孔以得到至少一个通孔；和将所述包含至少一个通孔的不锈钢板加工形成穿透式太阳能集热器的吸热板，所述加厚氧化铬涂层构成了所述穿透式太阳能集热器的外表面。所述通过化学或电化学方法对所述第一表面的原始氧化铬涂层进行加厚处理的步骤可以在穿孔步骤前或在穿孔步骤后。在一些实施例中，所述通过化学或电化学方法对所述第一表面的原始氧化铬涂层进行加厚处理，以得到加厚氧化铬涂层，可以包括：通过化学或电化学方法对所述第一表面的原始氧化铬涂层进行加厚处理，以得到厚度不低于70纳米的加厚氧化铬涂层。在一些实施例中，所述通过化学或电化学方法对所述第一表面的原始氧化铬涂层进行加厚处理，以得到加厚氧化铬涂层，可以包括：通过化学或电化学方法对所述第一表面的原始氧化铬涂层进行加厚处理，以得到厚度在70纳米和400纳米之间的加厚氧化铬涂层。在一些实施例中，所述通过化学或电化学方法对所述第一表面的原始氧化铬涂层进行加厚处理，以得到加厚氧化铬涂层，可以包括：通过化学或电化学方法对所述第一表面的原始氧化铬涂层进行加厚处理，以得到厚度在100纳米和280纳米之间的加厚氧化铬涂层。在一些实施例中，所述制造穿透式太阳能集热器的方法，可以进一步包括：将所述吸热板安装在建筑物的墙面或屋顶以构成穿透式太阳能集热器，所述吸热板与所述建筑物的墙面或屋顶形成空腔；和所述表面涂层构成所述建筑物的外表面。在一些实施例中，所述制造穿透式太阳能集热器的方法，可以进一步包括：通过制造后面板以构成穿透式太阳能集热器，所述后面板与所述吸热板形成空腔，所述表面涂层涂于所述空腔外表面。本申请的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的检查或者对实施例的生产或操作的了解，本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是显而易见的。本披露的特征可以通过对以下描述的具体实施例的各种方面的方法、手段和组合的实践或使用得以实现和取得。下面通过示例性实施例对本披露作进一步说明。参考附图来详细描述这些示例性实施例。这些实施例是非限制性的示例性实施例，在这些实施例中，类似的参考数字表示类似的结构，并且其中：图1是根据本披露的一些实施例所示的安装在建筑物外的穿透式太阳能集热器的横截面示意图；图2是根据本披露的一些实施例所示的吸热板的横截面示意图；图3是根据本披露的一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种穿透式太阳能集热器，包括：吸热板，所述吸热板的主体为不锈钢材质；表面涂层，所述表面涂层为氧化铬，涂在所述吸热板主体的外表面；和至少一个通孔，所述至少一个通孔贯穿所述吸热板主体和所述表面涂层，所述表面涂层的厚度不低于70纳米。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.15 GB 1512356.51.一种穿透式太阳能集热器，包括：吸热板，所述吸热板的主体为不锈钢材质；表面涂层，所述表面涂层为氧化铬，涂在所述吸热板主体的外表面；和至少一个通孔，所述至少一个通孔贯穿所述吸热板主体和所述表面涂层，所述表面涂层的厚度不低于70纳米。2.根据权利要求1所述的穿透式太阳能集热器，所述表面涂层的厚度在70纳米到400纳米之间。3.根据权利要求2所述的穿透式太阳能集热器，所述表面涂层的厚度在100纳米到280纳米之间。4.根据前述任意一项权利要求所述的穿透式太阳能集热器，所述表面涂层的厚度确定了所述穿透式太阳能集热器的外观。5.根据权利要求4所述的穿透式太阳能集热器，所述表面涂层的厚度确定了所述穿透式太阳能集热器的颜色。6.根据前述任意一项权利要求所述的穿透式太阳能集热器，所述吸热板的发射率不高于0.30。7.根据权利要求6所述的穿透式太阳能集热器，所述吸热板的发射率在0.10到0.30之间。8.根据前述任意一项权利要求所述的穿透式太阳能集热器，所述吸热板的太阳能吸收率不低于0.50。9.根据前述任意一项权利要求所述的穿透式太阳能集热器，所述吸热板的太阳能吸收率在0.50到0.90之间。10.根据前述任意一项权利要求所述的穿透式太阳能集热器，所述表面涂层构成了所述穿透式太阳能集热器的外表面。11.根据前述任意一项权利要求所述的穿透式太阳能集热器，进一步包括：后面板，所述后面板与所述吸热板形成空腔，所述表面涂层涂于所述空腔外表面。12.根据权利要求11所述的穿透式太阳能集热器，所述后面板由建筑物的墙面或屋顶构成。13.根据前述任意一项权利要求所述的穿透式太阳能集热器，所述表面涂层为通过化学方法或电化学方法增厚的氧化铬涂层。14.根据前述任意一项权利要求所述的穿透式太阳能集热器，所述穿透式太阳能集热器为建筑物的一部分，安装在所述建筑物的墙面或屋顶，使得所述表面涂层构成所述建筑物的外表面。15....

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·约翰·布洛尔，理查德·霍尔，
申请(专利权)人：能源转换有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB