SE533058C2 - Silikaaerogelkropp som isolering i ett solfångarsystem - Google Patents

Description

533 058 2 panelenhet i vilken en värmekollektorpanel 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 silikaaerogel med värmekollektorplattan och rören, vilka har belagts med en selektiv absorptionsfilm. Först framställs en solgel för vidare framställning av en våtgel, 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 våtgelen förenad med värmekollektorplattan och rören. Då frigörs gelen från gjutformen där den fått 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 är i rektangulära block där kollektorn och dess kollektorvingar samt rör därtill är inneslutet i blocket. Solfàngarsys- temets utformning är sådan som är typisk för làgtemperatursolfångarsystem och som typiskt används för mindre system, t ex för enskilda hushåll. I dessa Iågtemperatursolfångarsystem ligger driftstemperaturen normalt sett under 100 °C, såsom t ex vid 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 högtemperatursolfångar- system innefattande det förbättrade silikaaerogelmaterialet enligt uppfin- ningen.

Sammanfattning av uppfinninqen Det först angivna syftet ovan uppnås medelst en kropp för användning som isolering i ett solfångarsystem, varvid kroppen består av ett silikaaerogel- material som: - har en densitet l intervallet 100-250 kg/mi; 533 058 3 - har en värmeledningsförmåga Å som är lägre än 0,020 W/(m*K) då uppmätt vid en densitet av 150 kg/m3 och temperatur av cirka 20°C; och - har en solljustransmittans som är åtminstone 90% vid en materialtjocklek av mm.

Silikaaerogelmaterialet enligt föreliggande uppfinning har ett väldigt lågt värmeledningstal. Vid en densitet av 150 kg/mß 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 värmeledningsförmågan (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/ms 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.

Kort beskrivning av ritninqen Fig. 1 visar en tvärsnittsvy av ett solfångarrör enligt föreliggande upp- finning med tvâ stycken symmetriska rörskålsformade kroppar av silikaaero- gelmaterial som isolerar ett absorbatorrör och innesluts av vars ett skyddande transparent glashölje.

Fig. 2 visar en tvärsnittsvy av ett solfångarrör enligt föreliggande upp- finning med en symmetrisk rörskålsformad kropp av silikaaerogelmaterial som isolering i botten, dvs på skuggsidan, medan delen där solstràlar ska tränga igenom endast är täckt av yttre transparent skyddande glashölje.

Fig. 3 visar en tvärsnittsvy av ett solfångarrör enligt föreiiggande upp- finning med en symmetrisk rörskålsformad kropp av silikaaerogelmaterial som isolering på skuggsidan och en osymmetrisk rörskâlsformad kropp av silika- aerogelmaterial som isolering på solsidan, vilka kroppar innesluts av vars ett skyddande transparent glashölje.

Specifika utförinqsformer av uppfinningen 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 533 058 4 solljuset. Enligt föreliggande uppfinning har därför kroppen en solljustrans- mittans som är åtminstone 90% vid en materialtjocklek av 15 mm, såsom t ex 90-95%, tex åtminstone 92%. Med transmittans menas i detta fail geno- msläpplighet av hela solspektrumet, dvs alla ljusvåglängder som solljus består av. Transmittansen uppmäts genom att dividera intensiteten hos utgående ljus genom intensiteten hos infallande ljus. Ett värde på trans- mittans ska kopplas samman med en viss tjocklek eftersom transmittans beror på denna.

Om materialet endast ska fungera som isolering behöver det däremot inte ha denna höga transmittans utan kan tex vara translucent 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.

En inneboende möjlig egenskap hos ett silikaaerogelmaterial enligt föreliggande uppfinning är dock den höga transmittansen hos materialet.

Eftersom silikaaerogelmaterialet enligt föreliggande uppfinning ska användas i solfångarsystem som isoleringsenhet 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 kollektorer i olika solfångarsystem.

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 värmeledningstalet av föreliggande material kan förbättras ytterligare. Enligt en specifik utförings- form av föreliggande uppfinning är kroppen evakuerad och är superisolerande och har en värmeledningsförrnåga A som är 0,007 W/(m*K) eller lägre, då uppmätt vid en densitet av 150 kg/ms och temperatur av cirka 20°C. Detta är ett värde på värmeledningstalet som ligger betydligt lägre än såväl vakuum som materialet som beskrivs i SE 422 045. Eftersom värmeledningstalet 533 058 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 silikaaerogelmaterialet enligt föreliggande uppfinning ligga mellan 100 och 250 kg/mß, såsom mellan 120 och 230 kg/ms, men i ett antal applikationer ligger den önskade densiteten mellan 100 och 200 kg/ms, såsom i inre-mailet 125-175 kg/mß, t ex vid cirka 150 kg/mß.

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. Enligt 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 valt från gruppen bestående av transparenta glasmaterial. Om denna inneslutning omgärdar kroppen fullständigt så kan även ett evakuerat material inneslutas som kan bibehållas evakuerat.

Med kropp menas enligt föreliggande uppfinning en geometrisk kropp.

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 fomfer 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 block av silikaaerogel som beskrivs i EP 1 707 897.

Blocken enligt EP 1 707 897 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 till denna kollektorenhet, vilka är typiska enheter i ett lågtempe- ratursolfångarsystem, såsom för hushållsbruk. 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. 533 058 6 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- lar och/eller sekundärspeglar, vilka reflekterar solljuset så att det träffar i ett tilltänkt kollektorområde. l lågtemperatursolfångarsystem däremot tillåts sol- ljuset att träffa direkt på en kollektor och dess kollektorvingar. Detta medför att i ett sådant system är energitillförseln av solljus förhållandevis inte lika stor, räknat per ytenhet, och bland annat därför är uppvärmningen av de an- vända medierna till en jämförelsevis lägre temperatur.

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 ska ta emot solenergi. Denna isolering utgörs idag ofta endast av till exempel glas som inrymmer ett luftutrymme där kollektorenheten sitter. Detta innebär att värmeledningstalet ligger förhållan- devis högt eftersom luft i sig ligger på cirka 0,026 W/(m*K) vid rumstempera- tur, vilket 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. l fallet då en evakuerad silikaaerogelpanel enligt uppfinningen används, vilken då är lnnesluten 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 ijämförelse med att endast ha glas som isoleringsenhet för kollektorn. Det är viktigt att inse att värmeledningstalet 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.

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- 533 058 7 system är såsom nämnts utformade med någon form av speglar som reflek- terar eller riktar solljus eller -strålan i detta fall mot ett absorbatorrör vilket fångar solvärmen och på så vis värmer upp ett medium som strömmar inuti absorbatorröret. ldag 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 energiförluster från 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 energiförlusterna blir betydligt större. För det andra så även om vakuum i sig är välisolerande så skulle man trots detta ändå önska att värmeledningstalet var ännu lägre. Energiförluster- na i dessa solfångarsystem är som sagt var något som man vill hälla så låga som möjligt. Ovanstående innebär att vakuumrör som isolering kan blir kost- samt i längden då verkningsgraden för absorbatorrören sjunker i dessa sol- fångarsystem. Föreliggande uppfinning tillhandahåller ett alternativ till dessa vakuumrör som råder bot på ovanstående problem.

Genom användning av rörskålsformade 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 absorbatorrör i högtempera- tursolfångarsystem i vilka medier värms upp till över 150°C, ofta till upp mot och över 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 ljus- intensiteten ijämförelse med en tunnare kropp. Detta innebär alltså att ljus- transmittansen minskar. Detta innebär vidare att såväl isoleringsförmåga som transmittans måste tittas över gemensamt då ett optimerat system enligt före- 533 058 8 liggande uppfinning utformas för en viss applikationstyp. För den rörskåls- formade varianten kan tex en osymmetrisk variant vara möjlig enligt förelig- 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.

Med föreliggande uppfinning beskrivs även användning av silikaaero- gelkroppar enligt ovan för isolering av en kollektorenhet i ett solfångarsystem.

Enligt en utföringsform av uppfinningen avses användning av en rörskålsfor- mad kropp av silikaaerogelmaterial, 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 rörskàlsformade 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 så att den är tunnare på solsidan 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 enligt föreliggande uppfinning så att endast resterande del av absorbatorröret, dvs den del som inte träffas av solljus, isoleras av material enligt föreliggande uppfinning. l 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. l detta fall kan till exempel fibrer vara inblandade i materialet enligt föreliggande uppfinning. l en applikation enligt ovan sitter transparent glas på solsidan.

Vidare avses med föreliggande uppfinning användning av en panel- formad kropp av silikaaerogelmaterial, för isolering av ett utrymme som om- gärdar en kollektorenhet i ett solfångarsystem. Panelen enligt föreliggande 533 053 9 uppfinning är i detta fall placerad som isolering i en position där solljus ska passera genom och nå kollektor- eller solljusuppfångarenheten. Panelen en- ligt föreliggande uppfinning kan vara evakuerad ooh 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.

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 omgärdad av ett matchande rörskålsforrnat 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 tex ett borsilikatglas. Skyddshöljet kan vidare ha en hona eller hane längs en långsida 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 låsas 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 långsida 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.

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 cylinderformad kropp av silikaaerogelmaterial som innesluter och isolerar absorbatorröret och varvid honan eller hanen längs den ena 533 058 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. å 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, t ex en metallklämma, på båda sidorna av isolerings- enheten.

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.

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 kg/m3 och temperatur av cirka 20°C. Å andra sidan kräver det mycket glasmaterial och hantering av detta material såsom vid svetsning därav.

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 skyddshöljen 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 långsida och en hona eller hane längs den andra långsidan, varvid en hona eller hane respektive en hona eller hane hos ett skyddshölje är ansluten till en hane eller hona respektive en hane eller hona hos det 533 058 1 1 andra skyddshöljet och varvid varje anslutning av hona och hane dessutom är säkerhetsanslutna med en klämma, tex en metallklämma.

Vidare är exempel på nämnda värmande medium ånga, olja eller överhettat vatten.

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.

Startpunkten förjust detta framställningsexempel är att en blandning utförs av åtminstone en silanförenlng och ett lösningsmedel iform av en alkohol, såsom metanol, etanol eller propanol, och att en katalysator tillförs, tex titanlaktat eller ammoniak. Detta utförs under temperaturkontroll för bild- ning av en så kallad solgel som genom polymerisation övergår i en våtgel.

Våtgelen processas därefter vidare genom ett gjutningsförfarande 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 värmning vid t ex över 200°C kan bli än mer fritt från alkoholinblandning.

För att ge ytterligare förklaring av det exempel som tillhandahålls ovan ges en förklaring av olika definitioner och termer nedan.

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 t ex metanol, etanol eller propanol, kan sedan evaporeras bort och resultatet blir ett poröst material.

Exempel på silanföreningen som används kan vara tetrametylorto- silikat (TMOS), även kallad tetrametoxisilan, eller tetraetylortosilikat (TEOS), den senare även kallad tetraetoxisilan, eller en blandning därav.

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 E33 058 12 HF används som katalysator vid bildning av solgelen, vilket inte heller är önskvärt.

Då det gäller katalysatorer som kan användas enligt föreliggande upp- finning kan detta förfarande köras såväl basiskt som surt. l det sura fallet är tänkbara alternativ HF, HCl och H2S04, 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 till- gänglig titanlaktatkatalysator som kan användas vid föreliggande förfaranden är vidare Tyzor®. Bland annat detta skiljer sig också ijämförelse med EP 1 707 897 A1 där ammoniumhydroxid tillsätts som katalysator till alkoxi- silanet.

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 i de glasrör som sedan ska utgöra skyddshölje i isoleringsenheterna. Krympning är 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.

Detta kan t ex göras med hjälp av att tillföra bitar av silikaaerogelmaterial efter polymerisationen så att konstruktionen blir fullständig.

Ett exempel på ett material för en gjutform i detta fall är t ex glas, men det finns andra material som är lika tänkbara.

Det skulle även t ex vara möjligt att utföra tillverkningen genom att in- föra ett avformningssteg där våtgelen avlägsnas från gjutformarna före extraktlonen.

Detaljerad beskrivning av ritninqen I 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 533 G58 13 an mot varandra och på så vis bildar en symmetrisk cylinderformad isolering runt absorbatorröret 2. Respektive rörskålsfonnad 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.

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 tex en metallklämma, vilket dock inte visas i fig. 1.

Såsom visas enligt figurerna så har varje skyddshölje 4 en hona 5 längs en långsida 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 föreliggande 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 honorna 5 utan någon större risk för att vatten tar sig in mellan hona 5 och hane 6 där dessa är anslutna till varandra.

I fig. 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 533 058 14 vara transparent förutsatt att solljus inte ska tränga igenom på detta ställe.

Detta innebär att optimering av materialet i detta fall kan göras på endast lsoleringsförmåga då hög transmittans inte är viktigt för denna del. 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.

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 till varandra såsom enligt fig. 1. l fig. 3 visas ett solfångarrör 7 på samma vis som ifig. 1 och fig. 2, men i detta fall är den övre rörskàlsformade kroppen 1 osymmetrisk och på så vis tunnare där solljuset ska tränga igenom. Även detta är en utföringsform enligt föreliggande uppfinning som kan medföra väldigt hög solljustransmittans och hög lsoleringsförmåga genom ett lågt värmeledningstal.

Slutsatser Användning av kroppar av silikaaerogelmaterial enligt föreliggande uppfinning i högtemperatursolfångarsystem gör det möjligt att erhålla mycket god lsoleringsförmågan genom att energiförlusterna blir låga. Dessutom kan en hög solljustransmittans erhållas. Exempelvis rörskålsformade kroppar enligt föreliggande uppfinning är användbara vid isolering av absorbatorrör i högtemperatursolfångarsystem istället för dagens vakuumrör. Exempel på hur detta kan göras enligt föreliggande uppfinning visas i fig. 1-3.

Claims (16)

10 15 20 25 30 533 G58 15 PATENTKRAV

1. Kropp för användning som isolering i ett solfångarsystem, varvid kroppen består av ett silikaaerogelmaterial som: - har en densitet i intervallet 100-250 kg/m3; - har en värmeledningsförmåga Å som är lägre än 0,020 W/(m*K) då uppmätt vid en densitet av 150 kg/ma och temperatur av cirka 20°C; och - har en solljustransmittans som är åtminstone 90% vid en materialtjocklek av 15 mm.

2. Kropp enligt krav 1, varvid kroppen är evakuerad och är superisole- rande och har en värmeledningsförmåga Å som är 0,007 W/(m*K) eller lägre, då uppmätt vid en densitet av 150 kg/ms och temperatur av cirka 20°C.

3. Kropp enligt krav 1 eller 2, varvid ett transparent inneslutande material omgärdar kroppen.

4. Kropp enligt krav 3, varvid det transparenta ínneslutande materialet är valt från gruppen bestående av transparenta glasmaterial.

5. Kropp enligt något av kraven 1-4, varvid kroppen är en panelformad kropp.

6. Kropp enligt något av kraven 1-4, varvid kroppen är en rörskåls- formad kropp (1).

7. Användning av en rörskålsformad kropp (1) av silikaaerogelmaterial enligt krav 6, för isolering av en kollektorenhet i ett solfångarsystem.

8. Användning enligt krav 7, som isolering genom direkt kontakt och lnneslutning av ett absorbatorrör (2) i ett högtemperatursolfångarsystem.

9. Användning av en panelformad kropp av sillkaaerogelmaterial enligt krav 5, för isolering av ett utrymme som omgärdar en kollektorenhet i ett solfångarsystem.

10. lsoleringsenhet (3) för ett högtemperatursolfångarsystem, inne- fattande en rörskålsformad kropp (1) av silikaaerogelmaterial enligt krav 6, vilken rörskålsformad kropp (1) på utsidan är omgärdad av ett matchande rörskålsformat skyddshölje (4) av ett transparent material. 10 15 20 25 30 533 058 16

11. lsoleringsenhet (3) enligt krav 10, varvid skyddshöljet (4) är gjort av ett transparent glasmaterial.

12. lsoleringsenhet (3) enligt krav 10 eller 11, 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).

13. Användning av två isoleringsenheter (3) enligt krav 12, för att innesluta ett absorbatorrör (2) i ett högtemperatursolfångarsystem, varvid två rörskålsformade 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 långsida respektive hanen (6) eller honan (5) längs den andra långsidan för ett annat skyddshölje (4).

14. Användning enligt krav 13, 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.

15. Solfångarrör (7) för högtemperatursolfångarsystem, innefattande: - ett absorbatorrör (2) för inneslutning av ett värmande medium; - två stycken rörskålsformade kroppar (1) av silikaaerogelmaterial enligt krav 6, 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.

16. Solfångarrör (7) enligt krav 15, varvid skyddshöljena (4) innefattar en hona (5) eller hane (6) längs en långsida och en hona (5) eller hane (6) 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 533 058 17 hona (5) respektive en hane (6) eller hona (5) hos det andra skyddshöljet (4) och varvid varje anslutning av hona (5) och hane (6) dessutom är säkerhets- anslutna med en klämma.