[发明专利]太阳能集热装置、太阳能热吸收器与制作方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种热吸收器与集热装置，且特别是有关于一种太阳能集热装置、太阳能热吸收器与制作方法。

背景技术

近年来，应用太阳能作为能源的相关产业正快速蓬勃发展，例如是将太阳能的光能转换成电能或热能并加以应用。以太阳能热水器为例，太阳能热水器的工作原理是将来自太阳光的辐射热能吸收下来并用以加热水温。太阳能热水器配置有太阳能热吸收器（solar thermal absorber），用以吸收辐射热能。

图1A是现有的一种太阳能热吸收器的示意图。图1B是图1A的太阳能热吸收器沿I-I’线的局部放大图。请参考图1A与图1B，现有的太阳能热吸收器种类繁多，其中有部份太阳能热吸收器（例如图1A与图1B的太阳能热吸收器10）是以吸收板（absorbing plate）12吸收辐射热能，并将热能传递至分布于吸收板12上的导热管（heat conducting tube）14，进而加热流进导热管14中的未示出的吸热介质（例如是水或其他适用的液体）。换言之，当太阳光的热能经由此类太阳能热吸收器10中的吸收板12吸收后，所吸收的热能通过热传导原理传递至导热管14，再通过热传导与热对流原理将传递至导热管14的高温传递至流经导热管14内的吸热介质，完成加热吸热介质的目的。此外，太阳能热吸收器10的吸收板12上通常会涂布可以提高吸热效率的吸收涂层（未示出），以增加吸收板12的吸热效率。

然而，从上述说明可知，太阳光的热能须经过吸收板12与导热管14后才能传递至导热管14内的吸热介质。换言之，热能从外界传递至吸热介质的传递路径较长。具体来说，如图1A与图1B所示，目前常见的配置有吸收板12与导热管14的太阳能热吸收器10通常是将导热管14焊接在吸收板12上，以通过互相连接的吸收板12与导热管14传递热能至导热管14内的吸热介质。此种做法使得吸收板12与导热管14之间的传递路径较长（热能需经过吸收板12与导热管14各自的管壁方能传递至吸热介质），且由于吸收板12与导热管14之间仅通过焊接点互相接触，两者之间的接触面积较小（如图1B所示的区域A），热能无法有效率地从吸收板12传递至导热管14（热能容易在吸收板12上直接散失）。据此，太阳能热吸收器10的吸热效果有限，进而影响应用太阳能热吸收器10的太阳能集热装置的集热效果。

发明内容

本发明提供一种太阳能热吸收器，具有良好的吸热效率。

本发明提供一种太阳能集热装置，具有良好的整体集热效率（panel efficiency）。

本发明提供一种太阳能热吸收器的制作方法，能提升太阳能热吸收器的吸热效率。

本发明的太阳能热吸收器包括一承载件（carrier）、多个管道以及一吸收涂层（absorbing coating）。管道内埋于承载件内，用以供一吸热介质在其内流动。吸收涂层配置于承载件的一外表面上。吸收涂层包括一缓冲层（damping layer）、一吸收层（absorbing layer）以及一抗反射层。缓冲层配置于承载件的外表面上。吸收层配置于缓冲层上，其中吸收层具有邻近缓冲层的一过渡区，且过渡区内的吸收层包括多个子层。抗反射层配置于吸收层上，其中一光线适于经由抗反射层入射至吸收层，并且光线的热能在被吸收层吸收之后，传递至管道内的吸热介质。

在本发明的一实施例中，上述的承载件的材质包括发射率（emissivity）大于或等于0.1的金属或塑料（plastic），且吸收涂层还包括一金属层。金属层配置在承载件与缓冲层之间，且金属层的发射率低于承载件的发射率。

依照本技术领域中具有通常知识者的理解，本申请记载的发射率可指“物体辐射的能量与同温度的黑体辐射能量的比值”，用以作为物质吸收与辐射能量能力的指标。一般而言，黑体的发射率定为1，而其他物体的发射率通常小于1。

在本发明的一实施例中，上述的承载件的材质包括不锈钢（stainless steel，SUS）或聚合物（polymer）。

在本发明的一实施例中，上述的承载件的材质包括发射率小于0.1的金属。

在本发明的一实施例中，上述的承载件包括两造型板（shaped board），两造型板相对贴合（attached），且在两造型板之间形成管道。

在本发明的一实施例中，上述的承载件以及管道是由单一材料以一体成型的方式来形成。

在本发明的一实施例中，上述的太阳能热吸收器还包括至少一连通管（connecting tube），配置于承载件的一侧，并且连通管道。