[發明專利]具有一體化儲熱器的太陽能集熱器

無效

• 申請號: 200680019014.1
• 申請日: 2006-06-02
• 公開（公告）號: CN101184962A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發明（設計）人: 安東尼厄斯·伯納德斯·沙普
• 申請（專利權）人: 益康森公司
• 主分類號: F24J2/34
• 分類號: F24J2/34
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種具有一體化儲熱器的太陽能集熱器，其中所述太陽能集熱器包括包含底板和透明蓋板的殼體，殼體內在漸開線反射鏡和透明蓋板之間提供有用于儲存水的儲箱，并且儲箱具有光輻射吸收翅片。

背景技術

這種類型的太陽能集熱器，也被稱為ICS(一體化集熱器)，是本領域公知的，例如可從EP0743495中獲知。這種類型的太陽能集熱器包括具有細長外形的殼體，其內放置有細長的儲箱。該儲箱被設計以吸收太陽熱量。為了增加產量，在儲箱下方設置有面向透明蓋板的漸開線反射鏡，使得儲箱也收集和吸收來自底部的光輻射。已知的太陽能集熱器在面向反射鏡的一側的兩端都具有在儲箱長度上延伸的翅片以增加產量。利用這種類型的太陽能集熱器，儲箱中的水可以被加熱并且然后能夠被用于各種用途，通常是家用的用途。特別的，它可以被用于盆浴，淋浴，清洗碗碟和類似情況。在實踐中，根據EP0743495，ICS的儲箱遠端的翅片具有6cm的長度。在儲箱上方沿縱向延伸并且面向漸開線反射鏡的翅片的高度為5cm。翅片的用途是增加熱產量。然而，在實踐中，測量意外地顯示翅片會導致熱量損失。

ICS儲箱必須能夠承受由于不同供水壓力而產生的高壓。因此，這種類型的儲箱優選具有較短的縱向外形。然而，由于由箱體和漸開線鏡的投射區一起構成的ICS光吸收區域隨儲箱的直徑增加而線性增加，同時儲箱的體積隨該直徑的增加成平方地增加，因此在實踐中較長的儲箱仍然在使用。

發明內容

因此，本發明的目的在于增加具有一體化儲熱器的太陽能集熱器(ICS)的熱產量。進一步的目的在于提供一種ICS，其直徑和長度之比R_d1比現有技術中ICS的大而熱產量相當。

因此，根據本發明的太陽能集熱器的特征在于儲箱具有較低端和較高端，較低端靠近安裝有翅片系統的儲箱的圓周，翅片系統被安裝用于向儲箱傳熱，翅片系統包括光吸收翅片，其具有沿儲箱的縱向長至少10cm的縱向元件，并且翅片系統被設計成當翅片系統從儲箱較低端上的位于穿過儲箱的中心線上的點被投射到以該點為中心的位于翅片系統以外的虛擬單元球體上時，投射面積(由于被翅片系統遮擋)覆蓋了虛擬單元球體至少25％的面積。

所以，可以得到的是儲箱較低端發射的輻射或翅片系統發射的輻射，可選地在進一步(任意的漫射)反射在翅片系統的內側之后，具有更多的機會被翅片系統反射到儲箱的較低端。發射的熱輻射也可以被翅片系統再吸收，這也將有助于減少ICS熱能損失。翅片面積，會更大，不僅由于其沿儲箱縱向更長的長度而且可能由于使用具有更大半徑的以獲得更多的光能吸收量的儲箱，因此翅片系統也被用作輻射遮擋物以防止熱輻射從ICS中逃走。“25％的虛擬單元球體面積”的表述是指當光線從儲箱較低端上的點沿各個方向被捕集時，該點位于穿過儲箱的中心線上，25％的這些光線將穿過翅片系統。翅片系統是，例如圓柱形的。嚴格地講，術語“漸開線”是指數學上精確定義的曲線，但是在本發明的范圍內，其包括將光投射到儲箱上的任何形狀并且優選的是凹形的形狀，更優選的是聚光的形狀。數學上的漸開線形狀是最優選的。

光吸收翅片沿儲箱縱向的長度優選的是至少15cm，更優選的是至少20cm。

這使得有可能吸收更多光并將儲箱的直徑和長度之比R_d1從0.15(EP0743495的實踐)擴大到超過0.20，更優選的是0.25或更高。其間接的優點是儲箱更牢固(更能承受高壓)，以及，如果需要，其可以被設計成更輕同時一樣牢固，這樣可以節約成本。

根據一個重要的實施例翅片系統被設計成錐形以遠離儲箱。

這樣在儲箱的較低端可獲得更有效的限制熱量流失的遮擋。由于對流(空氣)產生的損失也被限制了。對于后者，優選的是翅片系統包括位于箱體中心線上方的翅片并且優選的其從箱體和較低端的較高一側延伸到中心線以下。這樣被箱體較低端加熱的上升的空氣被阻止并且防止帶走熱量。

一個優選的實施例的特點在于位于透明蓋板一側的翅片系統的翅片與中心線之間形成的夾角比漸開線鏡一側的更鈍。

有利地是，漸開線鏡的設計可以相對簡單而不導致光的損失和因此的產量損失。在該實施例中也可能的是在漸開線鏡一側至少部分翅片系統與儲箱中心線平行。

一個非常有趣的實施例的特點是翅片系統包括熱量傳輸管，其將光吸收翅片與儲箱相連。