CN103459939A - 用于执行真空太阳能热面板的排气循环的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种对真空太阳能热面板执行排气循环的方法，该方法包括对整个面板加热达到至少一个面板部件可承受的最高温度（Tm）的阶段。根据本发明可以看出另一加热阶段，该另一加热阶段是对一些选定的面板部件的选择性加热阶段，且在高于最高温度（Tm）的第二温度（Th）下执行。

Description

用于执行真空太阳能热面板的排气循环的方法
技术领域
本发明涉及一种执行真空太阳能热面板的排气循环的方法。
背景技术
众所周知，真空太阳能热面板至少包括扁平真空密闭壳体，该壳体具有可透射可见太阳能辐射的玻璃板。在真空壳体内部布置有吸热器以及进入和离开壳体并连接至吸热器的管道。
因此，太阳能辐射通过玻璃板进入真空壳体，由吸热器吸收并转换成热。所转换成的热传递至管道，随后传递至在管道中流动的传热流体。
在包围吸热器和与吸热器连接的部分管道的壳体内部保持真空，以防止热通过对流而逸出到外部环境。
例如，在以同一申请人的名义公布的PCT申请WO2010/003653中描述了已知类型的真空太阳能热面板。从公布的PCT申请WO2005/075900中还已知一种可抽真空的平板太阳能集热器。
众所周知，真空太阳能热面板需要从其内表面受限制地除气，以便通过合适的吸气泵将内部压力维持在所需的水平持续数年。
更具体地，通过排气循环减少了除气，其中，面板温度升高以便提供能量来促进气体从内表面解吸，同时使该面板连接到真空泵以排出这样的气体。
排气循环的持续时间和内表面除气的最终水平紧密关联于排气循环期间面板达到的最高温度。
该排气循环的最高温度应该高于正常操作期间面板任何部分达到的最高温度，以避免另外的除气迸发，所述另外的除气迸发能够显著地增大面板内部的压力和/或降低与面板连接的吸气泵的泵送能力。对于各种类型的吸气泵，泵速根据吸附的气体量而减小是已知的。
尤其是，在排气循环期间由面板的吸热器达到的最高温度应该高于在滞止状态（即，当面板暴露于最大太阳能辐照度且连接到面板的管道中没有流动的流体时）下面板的吸热器达到的最高温度。众所周知，对于高质量的真空太阳能热面板，这样的最高温度可以超过300℃。
对真空太阳能热面板执行排气循环和对其内表面执行除气的已知方法要求面板附连至真空泵且插入到烘箱中，在烘箱中，小心地增大面板的温度，注意不要超过对于各种面板部件的结构性限制。
可以证实，实现面板的玻璃-金属密封件的成分通常限制上文指出的排气循环允许的最高温度以及由此限制面板内表面的除气所允许的最高温度。具体地，用于该密封件的材料的固相线温度或软化温度设定了不应当达到的极限，因为由于大气压力和组成材料热膨胀度的差异，这些密封件已经严重地受到了结构应力和变形的影响。
根据WO2010/003653，在高于200℃的温度下执行抽气过程。这样的过程会在最高温度上受玻璃金属密封件中所使用的玻璃料的转变温度限制，对于玻璃类型的转变温度一般接近320℃。在这种情况下，应该使用270℃的最高排气温度（一般地，可以达到比转变温度低50℃）。然而，考虑到在面板滞止的情况下，由高真空围绕的高度选择性太阳能吸收器达到的最高温度可以容易地超过300℃，所描述的排气循环不会超过太阳能吸收器在面板操作期间可以达到的最高温度，这会导致局部的和不完全的面板除气。
此外，在WO2005/075900中，所描述的排气过程的最高排气温度受限于用于玻璃-金属密封件的软金属带的固相线温度，该软金属带除非使用特种合金，一般为铅或铅合金，该最高排气温度不会超过高真空围绕的高选择性太阳能吸收器在面板滞止的情况下所达到的最高温度。
根据这些已知的方法，因此，面板的滞止会产生不期望的附加的除气，这将通过增大面板的内部压力和/或降低与面板连接的吸气泵的泵送能力而影响面板的性能。
本发明的技术问题是提供一种对真空太阳能热面板执行排气循环的方法，该方法保证在面板滞止期间进行的面板内表面的除气保持在令人满意的水平，通过这种方法，克服了仍影响根据现有技术实现的方法的限制。
发明内容
本发明进行的方案观点是，对真空太阳能热面板执行排气循环，将一些选定部件的温度保持在比面板的真空壳体的温度高的温度；通过选择性加热该选定的部件，获得该温度上的差异。
基于该方案观点，通过对真空太阳能热面板执行排气循环的方法解决该技术问题，该方法包括将整个面板加热到一最高温度的阶段，该最高温度是至少一个面板部件可承受的温度，其特征在于，该方法包括另一加热阶段，该另一加热阶段是对一些选定的面板部件进行的选择性加热阶段并在高于所述最高温度的第二温度下执行。
有利地，所述第二温度是所述选定部件可以承受的。
而且，所述第二温度被选定在250℃和550℃之间的范围内。
与所述第一加热阶段同时执行选择性加热阶段。
选择性加热阶段涉及并入于所述面板中的太阳能吸收器。
而且，选择性加热阶段包括照射所述面板。
此外，例如，选择性加热阶段包括采用在可见光范围内的电磁辐射照射所述面板。
作为替选，例如，选择性加热阶段包括采用射频电磁辐射照射所述面板。
有利地，在烘箱中、达到所述最高温度下，进行对整个面板进行的第一加热阶段。
根据下文的描述，对根据本发明的真空太阳能热面板执行排气循环的方法的特征和优点在以下的描述中将是显而易见的。
附图说明
在附图中：
图1和图2分别在相应的图中示意性地示出申请人采用已知的方法和本发明的方法进行的实验的结果。
具体实施方式
本发明涉及一种用于执行真空太阳能热面板的排气循环的方法，其中，一些选定部件的温度通过选择性加热该选定部件而保持在比面板的真空壳体的温度高的温度。具体地，在本发明的优选的实施方式中，选定部件是包括在面板中的太阳能吸收器。
更具体地，该方法包括将整个面板加热至预定的最高温度Tm的第一加热阶段，该最高温度是真空壳体的至少一个部件（即，至少一种组成材料）可承受的温度。
在该第一加热阶段期间，整个面板在烘箱中被加热。
根据本发明的一方面，该方法还包括第二加热阶段，尤其是对面板的一些选定部件的选择性加热阶段，该选择性加热阶段在第二温度Th下执行，第二温度Th高于面板的组成材料中的至少一种组成材料可以承受的最高温度Tm，但同一面板的选定部件刚好可以承受该第二温度Th。该第二温度Th在250℃至550℃之间的范围中。
根据本发明的优选方面，选择性加热阶段涉及并入至面板中的太阳能吸收器。
此外，根据本发明的另一个方面，选择性加热阶段与第一加热阶段同时执行。
具体地，通过在烘箱内用可见光照射实现对太阳能吸收器的选择性加热，该可见光穿过面板的真空壳体的透明玻璃板且被太阳能吸收器的选择性涂层吸收，从而升高太阳能吸收器的温度。
可替选地，通过射频电磁辐射的辐射实现对太阳能吸收器的选择性加热，该射频电磁辐射穿过面板的真空壳体的电绝缘玻璃板，引发作为太阳能吸收器的一部分的选择性金属板中产生电流，从而增加太阳能吸收器的温度。
可见光和/或RF（射频）电磁辐射的使用仅是用于实现根据本发明的方法的选择性加热阶段的示例。
通过该方式，面板获得较好的除气。因此，根据本发明的用于对真空太阳能热面板执行排气循环的方法可以获得在内部具有高真空且因此具有优良性能的太阳能面板，在长期滞止所处的温度高于真空壳体的组成材料可以承受的最高温度的情况下也是如此。
采用本发明的方法获得的减少的除气尤其关联于包括在面板中的太阳能吸收器。
在图1的附图中，记录了由于采用1000W/m2的太阳能辐照度且达到300℃的温度的处于滞止状态下的面板的高度选择性太阳能吸收器的除气而导致的压力增大。具体地，太阳能吸收器经受270℃的温度Tm的对整个面板进行的整体加热阶段，参考现有技术描述提供的整体排气过程。因此，由于已经解释的不完全的排气过程，图解中的第一个峰对应于附加的除气。
在图2的附图中，记录了由于采用1000W/m2的太阳能辐照度且达到300℃的温度的处于滞止状态下的高度选择性太阳能吸收器的除气而导致的压力增大。在这种情况下，太阳能吸收器同时经受在270℃的温度Tm下（烘箱中）对整个面板进行的整体加热阶段以及在烘箱内利用可见光照射的在325℃的温度Th下（仅涉及吸收器）的选择性加热（具有相应的局部排气过程）。因此，应该注意，通过实施选择性加热，没有观测到大的除气峰，这是由于获得太阳能吸收器的更完全的排气。
这些记录是由申请人采用本发明的方法进行实验的结果。
其实，利用本发明的方法，在排气循环期间达到的最大温度可以大大超过太阳能吸收器的滞止温度，这减少太阳能吸收器的除气。反过来，这将维持吸气剂泵的泵送能力，且因此延长了面板的寿命和/或降低了所需吸气剂材料的量。
明显地，针对满足附带的需要和特别的需要的目的，本领域的技术人员可以对上文描述的方法做出多处改动，所有这些改动都在如附加的权利要求书所限定的本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于对真空太阳能热面板执行排气循环的方法，所述真空太阳能热面板连接到真空泵以排出脱附的气体，所述方法包括将整个面板加热达到最高温度Tm的阶段，该最高温度是至少一个面板部件能够承受的最高温度，其特征在于，所述方法包括另一加热阶段，所述另一加热阶段是对一些选定的面板部件进行的选择性加热阶段，该另一加热阶段是在高于所述最高温度Tm的第二温度Th下执行的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二温度Th是所述选定的部件能够承受的温度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二温度Th在250℃和550℃之间。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述选择性加热阶段与所述第一加热阶段同时执行。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述选择性加热阶段涉及包括在所述面板中的太阳能吸收器。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述选择性加热阶段包括照射所述面板。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，采用在可见光范围中的电磁辐射执行对所述面板的所述照射。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，采用射频电磁辐射执行对所述所述面板的所述照射。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在烘箱中、达到所述最高温度Tm来进行对整个面板进行的所述第一加热阶段。
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