SE0950004A1 - Silica aerogel body as insulation in a solar collector system - Google Patents

Silica aerogel body as insulation in a solar collector system

Info

Publication number
SE0950004A1
SE0950004A1 SE0950004A SE0950004A SE0950004A1 SE 0950004 A1 SE0950004 A1 SE 0950004A1 SE 0950004 A SE0950004 A SE 0950004A SE 0950004 A SE0950004 A SE 0950004A SE 0950004 A1 SE0950004 A1 SE 0950004A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
male
female
solar collector
long side
along
Prior art date
Application number
SE0950004A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE533058C2 (en
Inventor
Leif Gullberg
Christer Westlund
Original Assignee
Airglass Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airglass Ab filed Critical Airglass Ab
Priority to SE0950004A priority Critical patent/SE0950004A1/en
Priority to PCT/SE2010/050003 priority patent/WO2010080059A1/en
Publication of SE533058C2 publication Critical patent/SE533058C2/en
Publication of SE0950004A1 publication Critical patent/SE0950004A1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/60—Thermal insulation
    • F24S80/65—Thermal insulation characterised by the material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/10—Bandages or covers for the protection of the insulation, e.g. against the influence of the environment or against mechanical damage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/157—After-treatment of gels
    • C01B33/158—Purification; Drying; Dehydrating
    • C01B33/1585—Dehydration into aerogels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/02—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials
    • F16L59/021—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials comprising a single piece or sleeve, e.g. split sleeve, two half sleeves
    • F16L59/024—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials comprising a single piece or sleeve, e.g. split sleeve, two half sleeves composed of two half sleeves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/06—Arrangements using an air layer or vacuum
    • F24J2/515—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/40—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • F24S10/45—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors the enclosure being cylindrical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/20—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/10—Solid density
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Description

2 panelenhet i vilken en värmekoliektorpanel och rör för värmemedium är förenade med transparent isoleringsmaterial. Det transparenta isolerings- materialet kan t ex vara ett silikaaerogelmaterial som framställs genom superkritisk torkning av en våtgel som framställts från alkoxisilaner genom hydrolys och polykondensation. Vid framställningen genomförs ett adhesions- förfarande för integrering av en siiikaaerogel med värmekollektorplattan och rören, vilka har belagts med en selektiv absorptionsfilm. Först framställs en solgel för vidare framställning av en vàtgel. Ammoniumhydroxid tillsätts som katalysator till alkoxisilanet, vilket t ex kan vara metylsilikat, som är utspätt med metanol för att framställa solgelen. Detta genomgår sedan ett gjutnings- förfarande för att framställa en vàtgel. Efter åldring under cirka en dag blir vàtgelen förenad med värmekoilektorplattan och rören. Då frigörs gelen från gjutformen där den fàtt övergå från solgel till vàtgel. Superkritisk torkning av våtgelen genomförs därefter, lämpligen i en alkohol. Den framställda formen av silikaaerogel enligt EP 1 707 897 A1 äri rektangulära block där kollektorn och dess koliektorvingar samt rör därtill är inneslutet i blocket. Solfängarsys- temets utformning är sådanisom är typisk för lågtemperatursolfångarsystem och som typiskt används för mindre system, t ex för enskilda hushåll. I dessa lågtemperatursolfängarsystem ligger driftstemperaturen normalt sett under 100 °C, såsom t ex vid 25-75°C. 2 panel unit in which a heat collector panel and pipes for heating medium are connected with transparent insulating material. The transparent insulating material may be, for example, a silica gel material prepared by supercritical drying of a wet gel prepared from alkoxysilanes by hydrolysis and polycondensation. In the manufacture, an adhesion process is carried out for integrating a silicone airgel with the heat collector plate and the tubes, which have been coated with a selective absorption film. First, a sun gel is prepared for further preparation of a water gel. Ammonium hydroxide is added as a catalyst to the alkoxysilane, which may be, for example, methyl silicate, which is diluted with methanol to produce the sun gel. This then undergoes a casting process to produce a wattle gel. After aging for about a day, the wet gel is connected to the heat coil plate and the tubes. The gel is then released from the mold where it was allowed to change from sun gel to wet gel. Supercritical drying of the wet gel is then carried out, preferably in an alcohol. The manufactured form of silica aerogel according to EP 1 707 897 A1 is in rectangular blocks where the collector and its collector collector wings and pipes therefor are enclosed in the block. The design of the solar collector system is such that it is typical of low-temperature solar collector systems and is typically used for smaller systems, eg for individual households. In these low temperature solar collector systems, the operating temperature is normally below 100 ° C, such as at 25-75 ° C.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett förbättrat silikaaerogelmaterial för användning som en isoleringsenhet i ett solfångar- system, särskilt för högtemperatursolfångarsystem där värmningen av medier uppgår till mellan 150°C och 500°C. Ett annat syfte med föreliggande uppfin- ning är att tillhandahålla en isoleringsenhet för ett högtemperatursotfångar- system innefattande det förbättrade silikaaerogelmaterialet eniigt uppfin- ningen.An object of the present invention is to provide an improved silica gel material for use as an insulation unit in a solar collector system, especially for high temperature solar collector systems where the heating of media amounts to between 150 ° C and 500 ° C. Another object of the present invention is to provide an insulation unit for a high temperature soot trap system comprising the improved silica aerogel material according to the invention.

Sammanfattning av uppfinningen Det först angivna syftet ovan uppnås medeist en kropp för användning som isolering i ett solfångarsystem, varvid kroppen består av ett silikaaerogel- material som: - har en densitet i intervallet 100-250 kg/m3; och 3 - har en värmeledningsförmåga Å som är lägre än 0,020 W/(m*K) då uppmätt vid en densitet av 150 kg/ms och temperatur av cirka 20°C.Summary of the invention The first object stated above is achieved by a body for use as insulation in a solar collector system, the body consisting of a silica aerogel material which: - has a density in the range 100-250 kg / m3; and 3 - has a thermal conductivity Å of less than 0.020 W / (m * K) when measured at a density of 150 kg / ms and a temperature of about 20 ° C.

Silikaaerogelmaterialet enligt föreliggande uppfinning har ett väldigt lågt värmeledningstal. Vid en densitet av 150 kg/ma och en temperatur av cirka 20°C och i icke-evakuerat tillstånd, dvs ett tillstånd då det fortfarande finns luft kvar i porerna av materialet, är värrneledningsförmågan (värmeled- ningstalet) under 0,020 W/(m*K), vilket skall jämföras med 0,021 W/(m*K) för aerogelmaterialet som beskrivs i SE 422 045, det senare i och för sig uppmätt vid en högre densitet på 240 kg/mß men dock i evakuerat tillstånd (luftfritt till- stånd för porerna), vilket i sig innebär ett betydligt lägre värmeledningstal än vid icke-evakuerat tillstånd. Som jämförelse kan sägas att för vakuum ligger värmeledningstalet på 0,022 W/(m*K) vid rumstemperatur.The silica aerogel material of the present invention has a very low thermal conductivity. At a density of 150 kg / ma and a temperature of about 20 ° C and in the non-evacuated state, i.e. a state where there is still air left in the pores of the material, the thermal conductivity (thermal conductivity) is below 0.020 W / (m * K), which is to be compared with 0,021 W / (m * K) for the airgel material described in SE 422 045, the latter per se measured at a higher density of 240 kg / mß but in an evacuated state (airless condition of the pores), which in itself means a significantly lower thermal conductivity than in the case of non-evacuated condition. For comparison, it can be said that for vacuum the thermal conductivity is 0.022 W / (m * K) at room temperature.

Kort beskrivning av ritningen Fig. 1 visar en tvärsnittsvy av ett solfångarrör enligt föreliggande upp- finning med två stycken symmetriska rörskålsformade kroppar av silikaaero- gelmaterial som isolerar ett absorbatorrör och innesluts av vars ett skyddande transparent glashölje.Brief Description of the Drawing Fig. 1 shows a cross-sectional view of a solar collector tube according to the present invention with two symmetrical tubular cup-shaped bodies of silica gel material which insulate an absorber tube and are enclosed by a protective transparent glass envelope.

Fig. 2 visar en tvärsnittsvy av ett solfångarrör enligt föreliggande upp- finning med en symmetrisk rörskàlsformad kropp av silikaaerogelmateriai som isolering i botten, dvs på skuggsidan, medandelen där solstrålar ska tränga igenom endast är täckt av yttre transparent skyddande glashöije.Fig. 2 shows a cross-sectional view of a solar collector tube according to the present invention with a symmetrical tubular shell-shaped body of silica aerogel material as insulation at the bottom, i.e. on the shadow side, the part where solar rays are to penetrate is covered only by outer transparent protective glass height.

Fig. 3 visar en tvärsnittsvy av ett solfångarrör enligt föreliggande upp- finning med en symmetrisk rörskàlsformad kropp av silikaaerogelmaterial som isolering på skuggsidan och en osymmetrisk rörskàlsformad kropp av siiika- aerogelmaterial som isolering på solsidan, vilka kroppar innesluts av vars ett skyddande transparent glashölje.Fig. 3 shows a cross-sectional view of a solar collector tube according to the present invention with a symmetrical tubular shell-shaped body of silica airgel material as insulation on the shadow side and an asymmetrical tubular shell-shaped body of silica airgel material as insulation on the solar side, which bodies are enclosed in a protective beer.

Specifika utföringsformer av uppfinninqen Materialet enligt föreliggande uppfinning kan ha olika egenskaper bero- ende på solfångarapplikationen som materialet är ämnat för. Då materialet är tilltänkt att ha en placering där solljus tränger igenom, vilket är vanligast, så måste materialet enligt föreliggande uppfinning ha en hög transmittans för solljuset. Eniigt en specifik utföringsform av föreliggande uppfinning har därför kroppen en soiijustransmittans som är åtminstone 90% vid en materialtjocklek 4 av 15 mm, såsom t ex 90-95%, tex åtminstone 92%. Med transmittans menas i detta fall genomsläpplighet av hela solspektrumet, dvs alla ljusvåg- längder som solljus består av. Transmittansen uppmäts genom att dividera intensiteten hos utgående ljus genom intensiteten hos ínfallande ljus. Ett vär- de på transmittans ska kopplas samman med en viss tjocklek eftersom trans- mittans beror på denna.Specific Embodiments of the Invention The material of the present invention may have different properties depending on the solar collector application for which the material is intended. Since the material is intended to have a location where sunlight penetrates, which is most common, the material of the present invention must have a high transmittance of the sunlight. Therefore, according to a specific embodiment of the present invention, the body has a soybean transmittance which is at least 90% at a material thickness 4 of 15 mm, such as for example 90-95%, eg at least 92%. In this case, transmittance means the transmittance of the entire solar spectrum, ie all light wavelengths that sunlight consists of. The transmittance is measured by dividing the intensity of the outgoing light by the intensity of the incident light. A value of transmittance must be linked to a certain thickness because transmittance depends on this.

Om materialet endast ska fungera som isolering behöver det däremot inte ha denna höga transmittans utan kan t ex vara transiucent eller till och med opakt genom inblandning av andra komponenter, såsom till exempel fibermaterial för att öka den mekaniska hållfastheten. Kolfibermaterial är t ex möjliga att blanda in.If the material is only to function as insulation, on the other hand, it does not have to have this high transmittance but can, for example, be transient or even opaque by mixing in other components, such as, for example, carrier material to increase the mechanical strength. Carbon fiber materials are, for example, possible to mix in.

En inneboende möjlig egenskap hos ett silikaaerogelmaterial enligt föreliggande uppfinning är dock den höga transmittansen hos materialet.However, an inherent possible property of a silica aerogel material of the present invention is the high transmittance of the material.

Eftersom silikaaerogelmaterialet enligt föreliggande uppfinning ska användas i solfångarsystem som isoieringsenhet av kollektorer är detta en viktig egen- skap om materialet ska vara placerat på den så kallade solsidan där solljus ska tränga genom det isolerande materialet. På grund av materialets möjliga höga transmittans samt låga värmeledningstal, dvs höga isoleringsförmåga, är därför materialet enligt föreliggande uppfinning lämpligt för användning som isolering av koliektorer i olika. solfångarsystem.Since the silica aerogel material according to the present invention is to be used in solar collector systems as an isolation unit of collectors, this is an important property if the material is to be placed on the so-called solar side where sunlight is to penetrate the insulating material. Due to the possible high transmittance of the material and low thermal conductivity numbers, ie high insulation capacity, the material according to the present invention is therefore suitable for use as insulation of collectors in various. solar collector system.

Det finns även andra processmässiga möjliga åtgärder att genomföra för att öka vissa egenskaper som kan vara av intresse för silikaaerogelmate- rialet enligt föreliggande uppfinning. Såsom nämnts ovan är evakuering av materialet, vilket innebär att väsentligen all luft som finns kvar i porerna av materialet drivs bort, en möjlig metod som innebär att värmeiedningstalet av föreliggande material kan förbättras ytterligare. Enligt en specifik utförings- form av föreliggande uppfinning är kroppen evakuerad och är superisolerande och har en värmeledningsförmåga /l som är 0,007 W/(m*K) eller lägre, då uppmätt vid en densitet av 150 kg/m3 och temperatur av cirka 20°C. Detta är ett värde på värmeledníngstalet som ligger betydligt lägre än såväl vakuum som materialet som beskrivs i SE 422 045. Eftersom värmeledningstaiet bland annat varierar med densiteten kan det vara av intresse att reglera den erhållna densiteten av materialet för vissa applikationer. Såsom angivits kan densiteten för silikaaerogelmateriaiet enligt föreliggande uppfinning tigga melian 100 och 250 kg/m3, såsom meltan 120 och 230 kg/m3, men i ett antal applikationer ligger den önskade densiteten mellan 100 och 200 kg/m3, såsom i intervallet 125-175 kgrmß, i ex vid cirka 150 kg/ms.There are also other process-wise possible steps to be taken to increase certain properties which may be of interest to the silica aerogel material of the present invention. As mentioned above, evacuation of the material, which means that substantially all of the air remaining in the pores of the material is expelled, is a possible method which means that the thermal conductivity of the present material can be further improved. According to a specific embodiment of the present invention, the body is evacuated and is super-insulating and has a thermal conductivity / l which is 0.007 W / (m * K) or lower, when measured at a density of 150 kg / m 3 and a temperature of about 20 °. C. This is a value of the thermal conductivity that is significantly lower than both the vacuum and the material described in SE 422 045. Since the thermal conductivity varies with the density, among other things, it may be of interest to regulate the obtained density of the material for certain applications. As stated, the density of the silica aerogel material of the present invention can beg between 100 and 250 kg / m 3, such as the melt 120 and 230 kg / m 3, but in a number of applications the desired density is between 100 and 200 kg / m 3, such as in the range 125-175. kgrmß, in ex at about 150 kg / ms.

Kroppen enligt föreliggande uppfinning kan vidare vara innesluten i ett omgärdande transparent material. Detta är något som kan medföra att silika- aerogelkroppar enligt föreliggande uppfinning blir lättare att hantera och tran- sportera. Eniigt en specifik utföringsform av föreliggande uppfinning omgärdar därför ett transparent inneslutande material kroppen. Enligt en annan utför- ingsform av uppfinningen är det transparenta inneslutande materialet vait från gruppen bestående av transparenta glasmaterial. Om denna inneslutning omgärdar kroppen fullständigt så kan även ett evakuerat material inneslutas som kan bibehålias evakuerat.The body according to the present invention may further be enclosed in a surrounding transparent material. This is something that can make silica airborne bodies according to the present invention easier to handle and transport. Therefore, in accordance with a specific embodiment of the present invention, a transparent enclosing material surrounds the body. According to another embodiment of the invention, the transparent enclosing material is from the group consisting of transparent glass materials. If this enclosure completely surrounds the body, an evacuated material can also be enclosed that can be maintained evacuated.

Med kropp menas enligt föreliggande uppfinning en geometrisk kropp.By body is meant according to the present invention a geometric body.

Vilken typ av geometrisk kropp som är önskvärd enligt föreliggande uppfin- ning beror givetvis på vilken typ av solfångarsystem som den är tänkt att vara en isoleringsenhet i. Enligt en specifik utföringsform av föreliggande uppfin- ning är kroppen en panelformad kropp. Med panel enligt föreliggande uppfin- ning avses vidare geometriska former där längd och bredd är större än tjock- leken. Enligt föreliggande uppfinning är helt olika tjocklekar, längder och bredder möjliga. De former på kroppar som beskrivs enligt föreliggande upp- finning skiljer sig från de biock av silikaaerogel som beskrivs i EP 1 707 897.The type of geometric body desired according to the present invention depends, of course, on the type of solar collector system in which it is intended to be an isolation unit. According to a specific embodiment of the present invention, the body is a panel-shaped body. Panel according to the present invention further refers to geometric shapes where the length and width are greater than the thickness. According to the present invention, completely different thicknesses, lengths and widths are possible. The shapes of bodies described according to the present invention differ from the biocs of silica aerogel described in EP 1 707 897.

Blocken enligt EP1 707 897 är ämnade för annan typ av användning än silikaaerogelkropparna enligt föreliggande uppfinning. Blocken enligt EP 1 707 897 ska nämligen omgärda en kollektorenhet med dess kollektor- vingar och rör tiil denna kollektorenhet, vilka är typiska enheter i ett lågtempe- ratursolfångarsystem, såsom för hushàllsbruk. Panelerna enligt föreliggande uppfinning är däremot inte ämnade för sådana solfångarsystem utan finner användning som isolering i större enheter i vilka medierna dessutom normalt sett värms upp till över 150°C.The blocks according to EP1 707 897 are intended for other types of use than the silica aerogel bodies according to the present invention. The blocks according to EP 1 707 897 are to enclose a collector unit with its collector wings and touch this collector unit, which are typical units in a low-temperature solar collector system, such as for household use. The panels according to the present invention, on the other hand, are not intended for such solar collector systems but find use as insulation in larger units in which the media also normally heat up to over 150 ° C.

Skillnaden mellan ett lågtemperatursolfångarsystem och ett högtem- peratursolfångarsystem är att i det senare utförs en koncentrering av solljuset och dess energi. Detta utförs med hjälp av speglar, såsom t ex parabelspeg- _ 6 lar och/eller sekundärspeglar, vilka reflekterar solljuset så att det träffar i ett tilltänkt kollektorområde. I lågtemperatursolfångarsystem däremot tilläts sol- ljuset att träffa direkt på en koiiektor och dess kollektorvingar. Detta medför att i ett sådant system är energitillförseln av solljus förhållandevis inte iika stor, räknat per ytenhet, och bland annat därför är uppvärmningen av de an- vända medierna till en jämförelsevis lägre temperatur.The difference between a low-temperature solar collector system and a high-temperature solar collector system is that in the latter a concentration of the sunlight and its energy is performed. This is done by means of mirrors, such as, for example, parabolic mirrors and / or secondary mirrors, which reflect the sunlight so that it hits in an intended collector area. In low-temperature solar collector systems, on the other hand, sunlight is allowed to hit directly on a collector and its collector wings. This means that in such a system the energy supply of sunlight is not relatively large, calculated per unit area, and this is one of the reasons why the heating of the media used is at a comparatively lower temperature.

En panel enligt föreliggande uppfinning finner alltså användning i vissa typer av solfångarsystem. Dessa solfångarsystem kan vara av mycket olika utseende, men gemsamt för dem är att de behöver en isolering av det ut- rymme där kollektorenheten sitter som skata emot solenergi. Denna isolering utgörs idag ofta endast av till exempel glas som inrymmer ett iuftutrymme där kollektoren heten sitter. Detta innebär att värmeiedningstalet ligger förhåilan- devis högt eftersom luft i sig ligger på cirka 0,026 W/(m*K) vid rumstempera- tur, viiket i sin tur ger energiförluster. Genom att införa en silikaaerogelpanel enligt föreliggande uppfinning innanför glaset kan energiförlusterna minskas då värmeledningstalet för silikaaerogelmaterialet åtminstone ligger under 0,020 W/(m*K) vid cirka 20°C. t fallet då en evakuerad silikaaerogelpanel enligt uppfinningen används, vilken då är innesluten i ett transparent material, såsom till exempel ovanliggande och underliggande glasskivor, kan såsom nämnts värmeledningstal under 0,007 W/(m*K) uppnås för materialet vid cirka °C, vilket är en kraftig förbättring i jämförelse med att endast ha glas som isoleringsenhet för kollektorn. Det är viktigt att inse att värmeiedningstalet dessutom är beroende av temperaturen och ökar med denna. Detta innebär att de värmeledningstal som är aktuella vid användning av kroppar enligt föreliggande uppfinning i solfångarsystem, dvs vid temperaturer över 150°C och ibland över 400°C, ligger betydligt högre än värmeledningstalen vid mät- ning på materialet vid 20°C.A panel according to the present invention thus finds use in certain types of solar collector systems. These solar collector systems can be of very different appearances, but what they have in common is that they need insulation of the space where the collector unit sits as a receiver against solar energy. Today, this insulation often only consists of glass, which houses an air space where the collector heat is located. This means that the heat dissipation rate is relatively high because air itself is about 0.026 W / (m * K) at room temperature, which in turn results in energy losses. By inserting a silica aerogel panel according to the present invention inside the glass, the energy losses can be reduced when the thermal conductivity of the silica aerogel material is at least below 0.020 W / (m * K) at about 20 ° C. In the case where an evacuated silica aerogel panel according to the invention is used, which is then enclosed in a transparent material, such as for example overlying and underlying glass sheets, as mentioned heat conduction number below 0.007 W / (m * K) can be achieved for the material at about a sharp improvement compared to having only glass as an insulation unit for the collector. It is important to realize that the heat dissipation rate also depends on the temperature and increases with it. This means that the thermal conductivity figures that are relevant when using bodies according to the present invention in solar collector systems, ie at temperatures above 150 ° C and sometimes above 400 ° C, are significantly higher than the thermal conductivity figures when measuring the material at 20 ° C.

Enligt en annan specifik utföringsform är kroppen enligt föreliggande uppfinning en rörskålsformad kropp. Denna variant flnner användning som isolering av absorbatorrör i högtemperatursolfångarsystem. Dessa solfångar- system är såsom nämnts utformade med någon form av speglar som reflek- terar eller riktar solljus eller -strälar, i detta fall mot ett absorbatorrör vilket 7 fångar solvärmen och på så vis värmer upp ett medium som strömmar inuti absorbatorröret.According to another specific embodiment, the body according to the present invention is a tubular cup-shaped body. This variant is used as insulation of absorber tubes in high-temperature solar collector systems. These solar collector systems are, as mentioned, designed with some form of mirrors which reflect or direct sunlight or rays, in this case against an absorber tube which captures the solar heat and thus heats a medium flowing inside the absorber tube.

Idag används glasvakuumrör för isolering av absorbatorrör. Vakuum- rören släpper genom solstrålarna, dock inte med 100% transmittans utan snarare normalt sett vid cirka 96% transmittans, och har som uppgift att för- hindra energiförlusterfrån absorbatorrören. Det finns dock problem med att använda dessa vakuumrör för att isolera ett absorbatorrör enligt ovan. För det första är risken stor för att läckage uppstår vid kopplingar mellan olika vakuumrörmoduler eller på grund av sprickor i själva vakuumrören. Detta medför att rören förlorar sitt vakuum och att energiföriusterna blir betydligt större. För det andra så även om vakuum i sig är välisolerande så skulle man trots detta ändå önska att vårmeledningstalet var ännu lägre. Energiförluster- na i dessa solfångarsystem är som sagt var något som man vill hålla så låga som möjligt. Ovanstående innebär att vakuumrör som isolering kan blir kost- samt i längden då verkningsgraden för absorbatorrören sjunkeri dessa sol- fångarsystem. Föreliggande uppfinning tillhandahåller ett alternativ till dessa vakuumrör som råder bot på ovanstående problem.Today, glass vacuum tubes are used to insulate absorbent tubes. The vacuum tubes let through the sun's rays, but not with 100% transmittance but rather normally at about 96% transmittance, and have the task of preventing energy losses from the absorber tubes. However, there are problems with using these vacuum tubes to insulate an absorber tube as above. Firstly, there is a great risk that leakage will occur during connections between different vacuum tube modules or due to cracks in the vacuum tubes themselves. This means that the pipes lose their vacuum and that the energy losses become significantly greater. Secondly, even if the vacuum itself is well insulating, one would still wish that the spring conduction rate was even lower. As I said, the energy losses in these solar collector systems are something that you want to keep as low as possible. The above means that vacuum tubes as insulation can be costly in the long run as the efficiency of the absorber tubes drops these solar collector systems. The present invention provides an alternative to these vacuum tubes which overcomes the above problems.

Genom användning av rörskälsformade silikaaerogelkroppar enligt föreliggande uppfinning som isolering av absorbatorrör i högtemperatursol- fångarsystem kan värmeledningstalet hålls på en mycket låg nivå. Dessutom föreligger inte liknande risker av energiförluster som för vakuumrör vid läckage. De rörskålsformade silikaaerogelkroppar enligt föreliggande uppfin- ning är lämpade att användas som isolering av absorbatorröri högtempera- tursolfångarsystem i vilka medier värms upp till över 150°C, ofta till upp mot och över 400°C-500°C.By using tubular scale-shaped silica aerogel bodies according to the present invention as insulation of absorbent tubes in high temperature solar collector systems, the thermal conductivity number can be kept at a very low level. In addition, there are no similar risks of energy loss as for vacuum tubes in the event of leakage. The tubular cup-shaped silica aerogel bodies of the present invention are suitable for use as insulators of absorber tubes in high temperature solar collector systems in which media are heated up to over 150 ° C, often to up to and above 400 ° C-500 ° C.

Det kan vara viktigt att optimera tjockleken på kropparna enligt förelig- gande uppfinningen. Detta beror på att en tjockare kropp isolerar bättre, men släpper å andra sidan genom mindre ljus eller sänker den genomgående ijus- intensiteten ijämförelse med en tunnare kropp. Detta innebär alltså att tjus- transmittansen minskar. Detta innebär vidare att såväl isoleringsförrnåga som transmittans måste tittas över gemensamt då ett optimerat system enligt före- liggande uppfinning utformas för en viss applikationstyp. För den rörskåls- formade varianten kan t ex en osymmetrisk variant vara möjlig enligt förelig- 8 gande uppfinning, där kroppen är tunnare på vissa ställen där mycket solljus ska tränga genom, dvs på solsidan, medan tjockare där god isolering är den enda viktiga egenskapen, dvs på skuggsidan. Vidare kan ett opakt material enligt föreliggande uppfinning användas på skuggsidan i kombination med glas på solsidan, för isolering av ett absorbatorrör i ett högtemperatursol- fångarsystem.It may be important to optimize the thickness of the bodies according to the present invention. This is because a thicker body insulates better, but on the other hand lets in less light or lowers the overall light intensity compared to a thinner body. This means that the magic transmittance decreases. This further means that both insulation capacity and transmittance must be reviewed jointly when an optimized system according to the present invention is designed for a certain application type. For the tube cup-shaped variant, for example, an asymmetrical variant may be possible according to the present invention, where the body is thinner in certain places where a lot of sunlight should penetrate, ie on the sunny side, while thicker where good insulation is the only important property. ie on the shadow side. Furthermore, an opaque material according to the present invention can be used on the shadow side in combination with glass on the solar side, for insulating an absorber tube in a high-temperature solar collector system.

Med föreliggande uppfinning beskrivs även användning av silikaaero- gelkroppar enligt ovan för isolering av en kollektorenhet i ett solfångarsystem.The present invention also describes the use of silica aerobic bodies as above for isolating a collector unit in a solar collector system.

Enligt en utföringsform av uppfinningen avses användning av en rörskålsfor- mad kropp av silikaaerogelrnaterial, för isolering av en kollektorenhet, såsom ett absorbatorrör, i ett solfångarsystem. Enligt en specifik utföringsform avses användning av en rörskålsformad kropp av silikaaerogelmaterial, som isole- ring genom direkt kontakt och inneslutning av ett absorbatorrör i ett högtem- peratursolfångarsystem. Absorbatorröret kan inneslutas av silikaaerogel- kroppar enligt föreliggande uppfinning på olika sätt. Detta kan till exempel åstadkommas genom att två likadana rörskålsformade kroppar ligger an mot varandra så att de bildar ett yttre rör som innesluter absorbatorröret. Vidare kan såsom nämnts en av dessa rörskålar vara osymmetrisk formad sä att den är tunnare på soisidan där solljus ska tränga genom. En sådan rörskål med osymmetriskt tvärsnitt ska även betraktas som en rörskålsformad kropp enligt föreliggande uppfinning. Vidare kan solsidan vara helt fri från isolering eniigt föreliggande uppfinning så att endast resterande del av absorbatorröret, dvs den del som inte träffas av solljus, isoleras av material enligt föreliggande uppfinning. I det senare fallet behöver inte materialet vara transparent och i detta fall bör isolering och mekanisk hållfasthet optimeras så att värmeled- ningstalet blir så lågt som möjligt och materialet blir hållbart. I detta fall kan till exempel fibrer vara inblandade i materialet enligt föreliggande uppfinning. I en applikation eniigt ovan sitter transparent glas på solsidan.According to an embodiment of the invention, this relates to the use of a tubular bowl-shaped body of silica aerogel material, for insulating a collector unit, such as an absorber tube, in a solar collector system. According to a specific embodiment, this refers to the use of a tubular bowl-shaped body of silica aerogel material, which is insulated by direct contact and enclosing an absorber tube in a high-temperature solar collector system. The absorber tube can be enclosed by silica aerogel bodies according to the present invention in various ways. This can be achieved, for example, by two identical tubular cup-shaped bodies abutting each other so that they form an outer tube which encloses the absorber tube. Furthermore, as mentioned, one of these tube bowls can be asymmetrically shaped so that it is thinner on the sois side where sunlight is to penetrate. Such a tube bowl with an asymmetrical cross-section should also be considered as a tube bowl-shaped body according to the present invention. Furthermore, the solar side can be completely free from insulation according to the present invention so that only the remaining part of the absorber tube, i.e. the part which is not hit by sunlight, is insulated by material according to the present invention. In the latter case, the material does not have to be transparent and in this case insulation and mechanical strength should be optimized so that the thermal conductivity is as low as possible and the material is durable. In this case, for example, fibers may be involved in the material of the present invention. In an application just above, transparent glass sits on the sunny side.

Vidare avses med föreliggande uppfinning användning av en panel- formad kropp av silikaaerogelmaterial, för isolering av ett utrymme som om- gårdar en kollektorenhet i ett solfångarsystem. Panelen enligt föreliggande uppfinning är i detta fait placerad som isolering i en position där solljus ska passera genom och nå kollektor- eller solljusuppfångarenheten. Panelen en- 9 ligt föreliggande uppfinning kan vara evakuerad och innesluten i ett transpa- rent material. Därmed kan panelen vara evakuerad och innesluten av glas på ' alla sidor. Genom evakueringen uppnås ett material med extremt god isole- ringsförmåga.Furthermore, the present invention relates to the use of a panel-shaped body of silica aerogel material, for insulating a space which surrounds a collector unit in a solar collector system. The panel according to the present invention is in this fact placed as insulation in a position where sunlight is to pass through and reach the collector or sunlight collector unit. The panel according to the present invention may be evacuated and enclosed in a transparent material. Thus, the panel can be evacuated and enclosed by glass on 'all sides. The evacuation results in a material with extremely good insulation capacity.

Med föreliggande uppfinning beskrivs även en isoleringsenhet för ett högtemperatursolfångarsystem, vilken isoleringsenhet innefattar en rörskåls- formad kropp av silikaaerogelmaterial enligt uppfinningen som på utsidan är omgärdacl av ett matchande rörskålsformat skyddshölje av ett transparent material. Denna enhet utgör den ena halvan av isoleringen till ett absorbator- rör. Skyddshöljet kan till exempel vara gjort av ett transparent glasmaterial, såsom t ex ett borsilikatglas. Skyddshöljet kan vidare ha en hona eller hane längs en långslda och en hona eller hane längs den andra långsidan, vilken hona eller hane längs den ena långsidan respektive hona eller hane längs den andra långsidan kan sammanföras och läsas med en hane eller hona respektive hane eller hona hos ytterligare en isoleringsenhet med skydds- hölje. Skrivelsen ovan innebär alltså att ett skyddshölje för en isoleringsenhet enligt föreliggande uppfinning kan ha en hona längs en iångsida och en hane längs den andra långsidan, vilket visas i figurerna, men kan även ha en hona längs den ena långsidan och dessutom en likadan hona längs den andra långsidan. Givetvis är det även fullt möjligt att ett skyddshölje enligt före- liggande uppfinning har en hane längs den ena långsidan och en hane längs den andra långsidan.The present invention also discloses an insulation unit for a high temperature solar collector system, which insulation unit comprises a tubular body of silica aerogel material according to the invention which is surrounded on the outside by a matching tubular protective cover of a transparent material. This unit forms one half of the insulation for an absorber tube. The protective cover can, for example, be made of a transparent glass material, such as, for example, a borosilicate glass. The protective cover may further have a female or male along a longitudinal sling and a female or male along the other long side, which female or male along one long side and female or male along the other long side may be joined and read with a male or female or male or female. with another insulation unit with protective cover. The letter above thus means that a protective cover for an insulation unit according to the present invention may have a female along one long side and a male along the other long side, as shown in the figures, but may also have a female along one long side and also a similar female along the other long side. Of course, it is also quite possible that a protective cover according to the present invention has a male along one long side and a male along the other long side.

När skyddshöljena sammanförs och slutligen låses erhålls en cylinder- formad isolering till ett absorbatorrör där silikaaerogelmaterialet enligt uppfin- ningen ligger an mot absorbatorröret som isolering och är inneslutet av trans- parent skyddshölje. Med föreliggande uppfinning avses därför även använd- ning av två isoleringsenheter enligt ovan, för inneslutning av ett absorbatorrör i ett högtemperatursolfångarsystem, varvid två rörskålsformade kroppar av silikaaerogelmaterial ligger an mot varandra för att bilda en symmetrisk eller osymmetrisk cyiinderforrnad kropp av silikaaerogelmaterial som innesluter och isolerar absorbatorröret och varvid honan eller hanen längs den ena långsidan respektive honan eller hanen längs den andra långsidan för ett skyddshölje är anslutna med hanen eller honan längs en långsida respektive hanen eller honan längs den andra långsidan för ett annat skyddshölje.When the protective covers are brought together and finally locked, a cylindrical insulation is obtained for an absorber tube where the silica aerogel material according to the invention abuts against the absorber tube as insulation and is enclosed by a transparent protective cover. The present invention therefore also relates to the use of two insulating units as above, for enclosing an absorber tube in a high temperature solar collector system, wherein two tubular body bodies of silica aerogel material abut each other to form a symmetrical or asymmetrical cylindrical body of silica aerogel material and insulator absorbent tube material. and wherein the female or male along one long side and the female or male along the other long side of a protective cover are connected to the male or female along a long side and the male or female along the other long side of another protective cover, respectively.

Hona eller hane på det ena skyddshöljet och hane eller hona på det andra skyddshöljet kan dessutom vara säkerhetsanslutna till varandra med hjälp av en klämma, tex en metallklämma, på båda sidorna av isolerings- enheten.The female or male on one protective cover and the male or female on the other protective cover can also be securely connected to each other by means of a clamp, such as a metal clamp, on both sides of the insulation unit.

Såsom framgår enligt ovan för enheten som isolering av ett absor- batorrör är dessa silikaaerogelmaterial normalt sett inte evakuerade eftersom dessa kommer att vara i kontakt med luft före montering på ett absorbatorrör.As shown above for the unit as insulation of an absorber tube, these silica aerogel materials are not normally evacuated as they will be in contact with air prior to mounting on an absorber tube.

Detta innebär alltså att dessa halvor kommer som moduler och sätts på plats runtom absorbatorrören vid montering. Det skulle enligt uppfinningen dock kunna vara möjligt att framställa moduler som innefattar evakuerat silika- aerogelmaterial. Dessa halvor är då fullt inneslutna av glas. Fördelen med detta är givetvis att det skulle vara möjligt att erhålla väldigt låga värmeled- ningstal för silikaaerogelmaterialet, till och med så lågt som ner till under 0,007 W/(m*K), vid en densitet av 150 kglmß och temperatur av cirka 20°C. Å andra sidan kräver det mycket glasmaterial och hantering av detta material såsom vi svetsning därav.This means that these halves come as modules and are put in place around the absorber tubes during assembly. According to the invention, however, it could be possible to produce modules which comprise evacuated silica airgel material. These halves are then fully enclosed by glass. The advantage of this is of course that it would be possible to obtain very low thermal conductivity figures for the silica aerogel material, even as low as down to below 0.007 W / (m * K), at a density of 150 kg / m 2 and a temperature of about 20 °. C. On the other hand, it requires a lot of glass material and handling of this material as we are welding it.

Med föreliggande uppfinning beskrivs även ett solfångarrör för hög- temperatursolfångarsystem, innefattande: - ett absorbatorrör för inneslutning av ett värmande medium; ~ två stycken rörskålsformade kroppar av silikaaerogelmaterial enligt uppfin- ningen, vilka rörskålsformade kroppar ligger an mot varandra för att bilda en symmetrisk eller osymmetrisk cylinderformad isolering som ligger an mot absorbatorröret; och -två stycken skyddshöijen av ett transparent glasmaterial som vardera om- gärdar en rörskålsformad kropp av silikaaerogelmaterial, varvid skydds- höljena är anslutna till varandra. Även i detta fall kan skyddshöljena givetvis innefatta en hona eller hane längs en längsida och en hona eller hane längs den andra långsidan, varvid en hona eller hane respektive en hona eller hane hos ett skyddshölje är ansluten tili en hane eller hona respektive en hane eller hona hos det 11 andra skyddshöljet och varvid varje anslutning av hona och hane dessutom är säkerhetsanslutna med en klämma, t ex en metallklämma.The present invention also describes a solar collector tube for high temperature solar collector systems, comprising: an absorber tube for enclosing a heating medium; ~ two pieces of tubular bodies of silica aerogel material according to the invention, which tubular bodies abut each other to form a symmetrical or asymmetrical cylindrical insulation abutting the absorber tube; and - two pieces of the protective height of a transparent glass material, each enclosing a tubular cup-shaped body of silica aerogel material, the protective housings being connected to each other. Also in this case the protective covers may of course comprise a female or male along one longitudinal side and a female or male along the other long side, wherein a female or male or a female or male of a protective cover is connected to a male or female and a male or female, respectively. of the second protective cover and wherein each connection of female and male is also securely connected with a clamp, for example a metal clamp.

Vidare är exempel på nämnda värmande medium ånga, olja eller överhettat vatten.Furthermore, examples of said heating medium are steam, oil or superheated water.

Exempel på framställning Framställningen av ett silikaaerogelmaterial enligt föreliggande upp- finning kan utföras på många olika sätt. Nedan ges ett exempel på en sådan framställning och detta ska endast ses som ett exempel och inte begränsa omfånget av föreliggande uppfinning. Omfånget definieras av patentkraven.Examples of preparation The preparation of a silica aerogel material according to the present invention can be carried out in many different ways. An example of such a preparation is given below and this is to be considered only as an example and not to limit the scope of the present invention. The scope is defined by the claims.

Startpunkten för just detta framstäliningsexempel är att en blandning utförs av åtminstone en silanförening och ett lösningsmedel i form av en alkohol, såsom metanol, etanol eller propanol, och att en katalysator tillförs, t ex titanlaktat eller ammoniak. Detta utförs under temperaturkontroll för bild- ning av en så kallad solgel som genom polymerisation övergår i en våtgel.The starting point for this particular preparation example is that a mixture is carried out of at least one silane compound and a solvent in the form of an alcohol, such as methanol, ethanol or propanol, and that a catalyst is added, for example titanium lactate or ammonia. This is carried out under temperature control to form a so-called sun gel which, by polymerization, turns into a wet gel.

Vätgelen processas därefter vidare genom ett gjutningsförlarande och extrak- tion i en autoklav där alkoholen drivs av med hjälp av superkritisk eller flytan- de koldioxid. På så vis bildas ett silikaaerogelmaterial som genom ytterligare värmníng vid t ex över 200°C kan bli än mer fritt från alkoholinblandning.The hydrogen gel is then further processed by a casting loss and extraction in an autoclave where the alcohol is driven off with the help of supercritical or liquid carbon dioxide. In this way, a silica aerogel material is formed which, by further heating at, for example, above 200 ° C, can become even more free from alcohol mixing.

För att ge ytterligare förklaring av det exempel som tillhandahålls ovan ges en förklaring av olika definitioner och termer nedan.To provide further explanation of the example provided above, an explanation of various definitions and terms is given below.

En solgel är definitionsmässigt en suspension bestående av ett lös- ningsmedel och en sol som sedan får polymerisera och aggregera för att bilda en gel. Lösningsmedlet, i detta fall tex metanol, etanol eller propanol, kan sedan evaporeras bort och resultatet blir ett poröst material.A sun gel is by definition a suspension consisting of a solvent and a sol which is then allowed to polymerize and aggregate to form a gel. The solvent, in this case eg methanol, ethanol or propanol, can then be evaporated off and the result is a porous material.

Exempel på silanföreningen som används kan vara tetrametylorto- silikat (TlVlOS), även kallad tetrametoxisilan, ellertetraetylortosilikat (TEOS), den senare även kallad tetraetoxisilan, eller en blandning därav.Examples of the silane compound used may be tetramethylorthosilicate (T1V10S), also called tetramethoxysilane, or tetraethylorthosilicate (TEOS), the latter also called tetraethoxysilane, or a mixture thereof.

Det finns även andra tänkbara lösningsmedel än alkoholer som kan användas i allmänhet för att framställa ett silikaaerogelmaterial. Detta är t ex etylacetoacetat. Detta är dock inte något som är önskvärt eftersom värm- ningsprocessen då måste genomföras vid över 400°C för att silikaaerogel- materialet ska bli klart igen, efter att vid ett par hundra grader varit brunaktigt pga det använda lösningsmedlet. Dessutom medför denna kända process att 12 HF används som katalysator vid bildning av solgelen, vilket inte heller är önskvärt.There are also possible solvents other than alcohols which can be used in general to prepare a silica aerogel material. This is, for example, ethyl acetoacetate. However, this is not something that is desirable because the heating process must then be carried out at over 400 ° C for the silica aerogel material to be clear again, after being brownish at a couple of hundred degrees due to the solvent used. In addition, this known process means that 12 HF is used as a catalyst in the formation of the sun gel, which is also not desirable.

Då det gäller katalysatorer som kan användas enligt föreliggande upp- finning kan detta förfarande köras såväl basiskt som surt. I det sura fallet är tänkbara alternativ HF, HCI och H2SO4, men där HF är den som är minst önskvärd. Det är dock föredraget att använda sig av basiska katalysatorer, såsom t ex ammoniak eller titanlaktat. Ett exempel på en kommersiellt tiil- gänglig titanlaktatkatalysator som kan användas vid föreliggande förfaranden är vidare Tyzor®. Bland annat detta skiljer sig också i jämförelse med EP 1 707 897 A1 där ammoniumhydroxid tillsätts som katalysator tiil alkoxi- silanet.In the case of catalysts which can be used according to the present invention, this process can be run both alkaline and acidic. In the acidic case, possible alternatives are HF, HCl and H2SO4, but where HF is the least desirable. However, it is preferred to use basic catalysts, such as, for example, ammonia or titanium lactate. A further example of a commercially available titanium lactate catalyst that can be used in the present processes is Tyzor®. Among other things, this also differs in comparison with EP 1 707 897 A1 where ammonium hydroxide is added as a catalyst to the alkoxysilane.

För framställning av rörskålsformade kroppar enligt föreliggande upp- finning måste gjutformen ha en anpassad form för att denna form ska kunna erhållas. Detsamma gäller givetvis om paneler ska framställas. Under poly- merisationen krymper materialet något och detta är något som bör tas hänsyn till med avseende på hur tillverkningen genomförs, såsom i val av typ av gjut- form och anpassad storlek på gjutformen för att kunna erhålla silikaaerogel- materialrörformer som passar omkring ett specifikt absorbatorrör. Det är vida- re fullt möjligt att gjutningen görs direkt ide glasrör som sedan ska utgöra skyddshölje i isoleringsenheterna. Krympning år återigen något man måste ta hänsyn till och det kan behövas viss justering av det färdigpolymeriserade silikaaerogelmaterialet för att formen ska passa perfekt i isoleringsenheterna.For the production of tubular cup-shaped bodies according to the present invention, the mold must have an adapted shape in order for this shape to be obtained. The same, of course, applies if panels are to be manufactured. During the polymerization, the material shrinks slightly and this is something that should be taken into account with regard to how the production is carried out, such as in the choice of type of mold and adapted size of the mold to be able to obtain silica aerogel material tubes that fit around a specific absorber tube. . It is also quite possible that the casting is done directly in glass pipes which will then form a protective cover in the insulation units. Shrinkage is again something that must be taken into account and some adjustment of the pre-polymerized silica erogel material may be needed for the shape to fit perfectly in the insulation units.

Detta kan t exgöras med hjälp av att tillföra bitar av silikaaerogelmaterial efter poiymerisationen så att konstruktionen blir fullständig.This can be done, for example, by adding pieces of silica gel material after the polymerization so that the construction is complete.

Ett exempel på ett material för en gjutforrn i detta fall ärt ex glas, men det finns andra material som är iika tänkbara.An example of a material for a mold in this case is ex glass, but there are other materials that are equally conceivable.

Det skulle även t ex vara möjligt att utföra tillverkningen genom att in- föra ett avformningssteg där våtgelen avlägsnas från gjutformarna före extraktionen.It would also be possible, for example, to carry out the manufacture by introducing a demoulding step where the wet gel is removed from the molds before extraction.

Detaljerad beskrivning av ritningen l fig. 1 visas ett solfångarrör 7 enligt föreliggande uppfinning, sett i genomskärning. Absorbatorröret 2 är isolerat av vars en rörskålsformad kropp 1 av silikaaerogelmaterial enligt föreliggande uppfinning, vilka kroppar 1 ligger 13 . an mot varandra och på så vis bildar en symmetrisk cylinderformad isolering runt absorbatorröret 2. Respektive rörskålsformad kropp 1 är innesluten av ett skyddshölje 4 som är av ett transparent glasmaterial. Kroppen 1 och dess skyddshölje 4 bildar tillsammans en isoleringsenhet 3 till absorbatorröret 2.Detailed description of the drawing in Fig. 1 shows a solar collector tube 7 according to the present invention, seen in section. The absorber tube 2 is insulated by a tubular cup-shaped body 1 of silica aerogel material according to the present invention, which bodies 1 lie 13. against each other and thus form a symmetrical cylindrical insulation around the absorber tube 2. The respective tubular cup-shaped body 1 is enclosed by a protective cover 4 which is of a transparent glass material. The body 1 and its protective cover 4 together form an insulating unit 3 for the absorber tube 2.

De yttre skyddshöljena 4 har vars en hona 5 och hane 6 som kan anslutas, sammanföras och/eller låsas med ett annat skyddshöljes hane 6 respektive hona 5. Läsningen kan t ex göras med hjälp av en klämma, såsom t ex en metallklämma, vilket dock inte visas i fig. 1.The outer protective covers 4 have a female 5 and male 6 which can be connected, joined and / or locked with another protective cover male 6 and female 5, respectively. The reading can for example be done by means of a clamp, such as a metal clip, which does not appear in fi g. 1.

Såsom visas enligt figurerna så har varje skyddshölje 4 en hona 5 längs en längsida och en hane 6 längs den andra långsidan. Skyddshöljena 4 behöver inte vara utformade på detta sätt enligt föreliggande uppfinning. Så- som nämnts ovan kan ett skyddshölje 4 mycket väl ha en hona 5 längs den ena långsidan och även en hona 5 längs den andra långsidan. Ett sådant skyddshölje 4 skulle då kunna anslutas, sammanföras och/eller låsas med ett annat skyddshölje 4 som har en hane 6 längs sin ena långsida och en hane 6 längs sin andra långsida. Enligt ett exempel på ett solfångarrör 7 enligt före- liggande uppfinning så har det övre skyddshöljet 4 av de två just en hona 5 längs den ena långsidan och en hona 5 längs den andra långsidan. Detta öv- re skyddshölje 4 kan då anslutas, sammanföras och/eller låsas med ett undre skyddshölje 4 som har en hane 6 längs sin ena långsida och ytterligare en hane 6 längs sin andra långsida. En sådan konstruktion enligt föreiiggande uppfinning skulle kunna vara ett användbart alternativ då yttre rengöring av solfångarröret 7 är viktigt med jämna mellanrum, vilket beror på att då vatten spolas ovanifrån så rinner detta längs honoma 5 utan någon större risk för att vatten tar sig in mellan hona 5 och hane 6 där dessa är anslutna till varandra. lfig. 2 visas också ett solfångarrör 7 enligt föreliggande uppfinning, men där endast botten, dvs skuggsidan, har en likadan rörskålsformad kropp 1 såsom enligt fig. 1. På solsidan är endast bitar av material infogat på sidor- na under det övre skyddshöljet 4 medan delen där solljuset ska tränga igenom är helt fri från isolerande silikaaerogelmaterial. Detta är en möjlig utföringsform enligt föreliggande uppfinning för att enligt vissa applikationer maximera transmittansen av solljus och ändå bibehålla hög isoleringsförmåga för systemet. Den rörskålsformade kroppen 1 på skuggsidan behöver inte 14 vara transparent förutsatt att solljus inte ska tränga igenom på detta ställe.As shown according to the figures, each protective cover 4 has a female 5 along one long side and a male 6 along the other long side. The protective covers 4 need not be designed in this way according to the present invention. As mentioned above, a protective cover 4 may very well have a female 5 along one long side and also a female 5 along the other long side. Such a protective cover 4 could then be connected, joined and / or locked with another protective cover 4 which has a male 6 along its one long side and a male 6 along its other long side. According to an example of a solar collector tube 7 according to the present invention, the upper protective cover 4 of the two has just one female 5 along one long side and one female 5 along the other long side. This upper protective cover 4 can then be connected, joined and / or locked with a lower protective cover 4 which has a male 6 along its one long side and another male 6 along its other long side. Such a construction according to the present invention could be a useful alternative as external cleaning of the solar collector tube 7 is important at regular intervals, which is due to the fact that when water is flushed from above it flows along the male 5 without any major risk of water getting in between the female 5 and male 6 where these are connected to each other. lfig. 2 also shows a solar collector tube 7 according to the present invention, but where only the bottom, i.e. the shadow side, has a similar tubular cup-shaped body 1 as in Fig. 1. On the solar side only pieces of material are inserted on the sides under the upper protective cover 4 while the part there the sunlight to penetrate is completely free of insulating silica aerogel material. This is a possible embodiment of the present invention to maximize the transmittance of sunlight in certain applications and still maintain high insulation capacity for the system. The tubular cup-shaped body 1 on the shadow side does not have to be transparent provided that sunlight does not penetrate in this place.

Detta innebär att optimering av materialet i detta fall kan göras på endast isoleringsförmåga då hög transmittans inte är viktigt för denna dei. Detta gäller även för de undre kropparna 1 i fig. 1 och fig. 3 förutsatt att det även i dessa fall inte är tänkt att solljus ska passera genom dessa undre kroppar 1.This means that optimization of the material in this case can only be done on insulation capacity as high transmittance is not important for this dei. This also applies to the lower bodies 1 in fi g. 1 and Fig. 3 provided that even in these cases it is not intended that sunlight should pass through these lower bodies 1.

Om solljus däremot ska passera genom dessa undre kroppar 1 så bör mate- rialen därav enligt föreliggande uppfinning givetvis ha hög transmittans. Även i fig. 2 är de yttre skyddshöljena 4 anslutna tili varandra såsom enligt fig. 1.If, on the other hand, sunlight is to pass through these lower bodies 1, then the material thereof according to the present invention should of course have a high transmittance. Also in Fig. 2 the outer protective covers 4 are connected to each other as according to Fig. 1.

I fig. 3 visas ett solfångarrör 7 på samma vis som i fig. 1 och fig. 2, men i detta fail är den övre rörskålsformade kroppen 1 osymmetrisk och på så vis tunnare där soiljuset ska tränga igenom. Även detta är en utföringsform enligt föreliggande uppfinning som kan medföra väldigt hög solljustransmittans och hög isoleringsförmåga genom ett lågt värmeledningstal.Fig. 3 shows a solar collector tube 7 in the same way as in Fig. 1 and Fig. 2, but in this fail the upper tubular cup-shaped body 1 is asymmetrical and thus thinner where the soil light is to penetrate. This is also an embodiment of the present invention which can result in very high sunlight transmission and high insulation capacity due to a low thermal conductivity.

Slutsatser Användning av kroppar av silikaaerogelmaterial enligt föreliggande uppfinning i högtemperatursolfångarsystem gör det möjligt att erhåiia mycket god isoieringsförmågan genom att energiförlusterna blir låga. Dessutom kan en hög solljustransmittans erhållas. Exempelvis rörskàlsformade kroppar enligt föreliggande uppfinning är användbara vid isolering av absorbatorrör i högtemperatursoifångarsystem istället för dagens vakuumrör. Exempel på hur detta kan göras enligt föreliggande uppfinning visas i fig. 1-3.Conclusions The use of bodies of silica aerogel material according to the present invention in high temperature solar collector systems makes it possible to obtain very good insulating ability by keeping the energy losses low. In addition, a high sunlight transmission can be obtained. For example, tubular shell-shaped bodies according to the present invention are useful in insulating absorbent tubes in high temperature baffle systems instead of today's vacuum tubes. Examples of how this can be done according to the present invention are shown in Figs. 1-3.

Claims (17)

10 15 20 25 30 15 PATENTKRAV10 15 20 25 30 15 PATENT REQUIREMENTS 1. Kropp för användning som isolering i ett solfångarsystem, varvid kroppen består av ett silikaaerogelmaterial som: - har en densitet i intervallet 100-250 kg/ms; och - har en värmeledningsförmäga /l som är lägre än 0,020 Wl(m*K) då uppmätt vid en densitet av 150 kglma och temperatur av cirka 20°C.A body for use as insulation in a solar collector system, the body consisting of a silica aerogel material which: - has a density in the range 100-250 kg / ms; and - has a thermal conductivity / l of less than 0.020 Wl (m * K) when measured at a density of 150 kg / ml and a temperature of about 20 ° C. 2. Kropp enligt krav 1, varvid kroppen - har en solljustransmittans som är åtminstone 90% vid en materialtjocklek av 15 mm.A body according to claim 1, wherein the body - has a sunlight transmittance of at least 90% at a material thickness of 15 mm. 3. Kropp enligt krav 1 eller 2, varvid kroppen är evakuerad och är superisolerande och har en värmeiedningsförmäga A som är 0,007 W/(m*K) eller lägre, då uppmätt vid en densitet av 150 kglm3 och temperatur av cirka 20°C.Body according to claim 1 or 2, wherein the body is evacuated and is super-insulating and has a thermal conductivity A which is 0.007 W / (m * K) or lower, when measured at a density of 150 kg / m 3 and a temperature of about 20 ° C. 4. Kropp enligt något av kraven 1-3, varvid ett transparent inneslutande material omgärdar kroppen.A body according to any one of claims 1-3, wherein a transparent enclosing material surrounds the body. 5. Kropp enligt krav 4, varvid det transparenta inneslutande materialet är valt från gruppen bestående av transparenta glasmaterial.The body of claim 4, wherein the transparent enclosing material is selected from the group consisting of transparent glass materials. 6. Kropp enligt något av kraven 1-5, varvid kroppen år en panelformad kropp.A body according to any one of claims 1-5, wherein the body is a panel-shaped body. 7. Kropp enligt något av kraven 1-5, varvid kroppen är en rörskåls- formad kropp (1).A body according to any one of claims 1-5, wherein the body is a tubular cup-shaped body (1). 8. Användning av en rörskålsformad kropp (1) av silikaaerogelmaterial enligt krav 7, för isolering av en kollektorenhet i ett solfångarsystem.Use of a tubular cup-shaped body (1) of silica aerogel material according to claim 7, for insulating a collector unit in a solar collector system. 9. Användning enligt krav 8, som isolering genom direkt kontakt och inneslutning av ett absorbatorrör (2) i ett högtemperatursolfångarsystem.Use according to claim 8, as insulation by direct contact and enclosure of an absorber tube (2) in a high temperature solar collector system. 10. Användning av en panelformad kropp av silikaaerogelmaterial enligt krav 6, för isolering av ett utrymme som omgärdar en kollektoren het i ett solfångarsystem.Use of a panel-shaped body of silica aerogel material according to claim 6, for insulating a space surrounding a collector hot in a solar collector system. 11. lsoleringsenhet (3) för ett högtemperatursolfångarsystem, inne- fattande en rörskälsformad kropp (1) av silikaaerogelmaterial enligt krav 7, 10 15 20 25 30 16 vilken rörskålsformad kropp (1) på utsidan är orngärdad av ett matchande rörskålsformat skyddshölje (4) av ett transparent material.Insulation unit (3) for a high temperature solar collector system, comprising a tubular shell-shaped body (1) of silica aerogel material according to claim 7, which tubular bowl-shaped body (1) is externally enclosed by a matching tubular cup-shaped protective cover (4) of a transparent material. 12. lsoleringsenhet (3) enligt krav 11, varvid skyddshöljet (4) är gjort av ett transparent glasmaterial.Insulation unit (3) according to claim 11, wherein the protective cover (4) is made of a transparent glass material. 13. lsoleringsenhet (3) enligt krav 11 eller 12, varvid skyddshöljet (4) har en hona (5) eller hane (6) längs en långsida och en hona (5) eller hane (6) längs den andra långsidan, vilken hona (5) eller hane (6) längs den ena långsidan respektive hona (5) eller hane (6) längs den andra långsidan kan sammanföras och låsas med en hane (6) eller hona (5) respektive hane (6) eller hona (5) hos ytterligare en isoleringsenhet (3) med skyddshölje (4).An insulation unit (3) according to claim 11 or 12, wherein the protective cover (4) has a female (5) or male (6) along one long side and a female (5) or male (6) along the other long side, which female ( 5) or male (6) along one long side and female (5) or male (6) along the other long side can be joined and locked with a male (6) or female (5) or male (6) or female (5) of an additional insulation unit (3) with protective cover (4). 14. Användning av två isolerlngsenheter (3) enligt krav 13, för att innesluta ett absorbatorrör (2) i ett högtemperatursolfångarsystem, varvid två rörskàlsformade kroppar (1) av silikaaerogelmaterial ligger an mot varandra för att bilda en symmetrisk eller osymmetrisk cylinderformad kropp av silika- aerogelmaterial som innesluter och isolerar absorbatorröret (2) och varvid honan (5) eller hanen (6) längs den ena långsidan respektive honan (5) eller hanen (6) längs den andra långsidan för ett skyddshölje (4) är anslutna med hanen (6) eller honan (5) längs en làngsida respektive hanen (6) eller honan (5) längs den andra långsidan för ett annat skyddshölje (4).Use of two insulating units (3) according to claim 13, for enclosing an absorber tube (2) in a high temperature solar collector system, wherein two tubular shell-shaped bodies (1) of silica aerogel material abut each other to form a symmetrical or asymmetrical cylindrical body of silica gel. airgel material enclosing and insulating the absorber tube (2) and wherein the female (5) or the male (6) along one long side and the female (5) or the male (6) along the other long side of a protective cover (4) are connected to the male (6 ) or the female (5) along one long side and the male (6) or the female (5) along the other long side for another protective cover (4). 15. Användning enligt krav 14, varvid hona (5) eller hane (6) på det ena skyddshöljet (4) och hane (6) eller hona (5) på det andra skyddshöljet (4) dessutom är säkerhetsanslutna till varandra med hjälp av en klämma.Use according to claim 14, wherein female (5) or male (6) on one protective cover (4) and male (6) or female (5) on the other protective cover (4) are additionally safety-connected to each other by means of a clamp. 16. Solfångarrör (7) för högtemperatursolfångarsystem, innefattande: - ett absorbatorrör (2) för inneslutning av ett värmande medium; -två stycken rörskålsformade kroppar (1) av silikaaerogelmaterial enligt krav 7, vilka rörskålsformade kroppar (1) ligger an mot varandra för att bilda en symmetrisk eller osymmetrisk cylinderformad isolering som ligger an mot absorbatorröret (2); och - två stycken skyddshöljen (4) av ett transparent glasmaterial som vardera omgärdar en rörskålsformad kropp (1) av silikaaerogelmaterial, varvid skyddshöljena (4) är anslutna till varandra.Solar collector tube (7) for high temperature solar collector system, comprising: - an absorber tube (2) for enclosing a heating medium; two pieces of tubular body (1) of silica aerogel material according to claim 7, which tubular bodies (1) abut each other to form a symmetrical or asymmetrical cylindrical insulation abutting the absorber tube (2); and - two protective covers (4) of a transparent glass material each enclosing a tubular cup-shaped body (1) of silica aerogel material, the protective covers (4) being connected to each other. 17. Solfångarrör (7) enligt krav 16, varvid skyddshöljena (4) innefattar en hona (5) eller hane (6) längs en långsida och en hona (5) eller hane (6) 17 längs den andra långsidan, varvid en hona (5) eller hane (6) respektive en hona (5) eller hane (6) hos ett skyddshölje (4) är ansluten till en hane (6) eller hona (5) respektive en hane (6) eller hona (5) hos det andra skyddshöijet (4) och varvid varje anslutning av hona (5) och hane (6) dessutom är säkerhets- anslutna med en klämma.A solar collector tube (7) according to claim 16, wherein the protective covers (4) comprise a female (5) or male (6) along one long side and a female (5) or male (6) 17 along the other long side, wherein a female ( 5) or male (6) and a female (5) or male (6) of a protective cover (4) is connected to a male (6) or female (5) and a male (6) or female (5) of the protective housing, respectively. the second height of protection (4) and each connection of female (5) and male (6) is also securely connected with a clamp.
SE0950004A 2009-01-08 2009-01-08 Silica aerogel body as insulation in a solar collector system SE0950004A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0950004A SE0950004A1 (en) 2009-01-08 2009-01-08 Silica aerogel body as insulation in a solar collector system
PCT/SE2010/050003 WO2010080059A1 (en) 2009-01-08 2010-01-04 Silica aerogel body as isolation in a solar collector system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0950004A SE0950004A1 (en) 2009-01-08 2009-01-08 Silica aerogel body as insulation in a solar collector system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE533058C2 SE533058C2 (en) 2010-06-15
SE0950004A1 true SE0950004A1 (en) 2010-06-15

Family

ID=42261280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0950004A SE0950004A1 (en) 2009-01-08 2009-01-08 Silica aerogel body as insulation in a solar collector system

Country Status (2)

Country Link
SE (1) SE0950004A1 (en)
WO (1) WO2010080059A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2431470B1 (en) * 2011-05-13 2014-12-05 Termo Fluids, S.L. THERMAL SOLAR COLLECTORS WITH TRANSPARENT INSULATION
ES2417454B1 (en) * 2013-05-29 2014-04-29 Alberto Miguel RETANA PENDÓN ACCESSORY FOR THERMAL INSULATION OF PIPES AND CONNECTIONS IN A THERMAL ENERGY THERMAL USE AND INSTALLATION WITH SUCH ACCESSORY
CN106032948B (en) * 2015-03-17 2017-11-28 中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司 The heat-insulation system of groove type solar thermal-collecting tube

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE422045C (en) * 1979-04-30 1984-12-11 Guy Von Dardel VIEW TO MAKE SILICA EROGEL IN THE FORM OF A SIGNIFICANT CRACKLESS, PREFERRED TRANSPARENT BLOCK AND USE OF THE SAME IN SOLAR PANELS
JP2005164132A (en) * 2003-12-03 2005-06-23 Dainatsukusu:Kk Solar heat collector panel
WO2007011988A2 (en) * 2005-07-18 2007-01-25 Aspen Aerogels, Inc. Aerogel composites with complex geometries
US20090029147A1 (en) * 2006-06-12 2009-01-29 Aspen Aerogels, Inc. Aerogel-foam composites

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010080059A1 (en) 2010-07-15
SE533058C2 (en) 2010-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gong et al. Straight-through all-glass evacuated tube solar collector for low and medium temperature applications
Rajendran et al. Review on influencing parameters in the performance of concentrated solar power collector based on materials, heat transfer fluids and design
WO2005111516A1 (en) Glass vacuum heat pipe type solar heat collection pipe
CN202792647U (en) Medium-high temperature solar evacuated collector tube
Patil et al. Alternative designs of evacuated receiver for parabolic trough collector
JP6164740B2 (en) Overheat protection mechanism for solar collectors.
SE0950004A1 (en) Silica aerogel body as insulation in a solar collector system
PH12015501809B1 (en) Metal heat storage apparatus
CN101929745A (en) Superconducting flat solar water heater
CN102216232B (en) A solar receiver for use in a solar energy concentrator
CN104848571A (en) Solar thermal absorber element
CN102494412A (en) Flat-plate solar heat collector
WO2012176007A1 (en) Solar collector
Kim et al. Experimental evaluation of the performance of solar receivers for compressed air
US9748890B2 (en) Hybrid flow solar thermal collector
CN103528243B (en) Temperature Control Type glass heat pipe
CA2917741A1 (en) System for storing energy
CN104864612A (en) Superconductive flat plate solar water heater
KR101341447B1 (en) Solar receiver for compressed air
CN106091416A (en) A kind of interpolation three fin straight ribbed pipe vacuum tube collector
JP2004278837A (en) Solar heat collection device
EP2843319B1 (en) Aerothermic solar collector
CN201611161U (en) Seperated gas water heater
CN104390374A (en) Photo-thermal mirror medium-high-temperature solar heat supply heating and heat collection device
CN203116348U (en) Solar vacuum heat collection tube

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed