[发明专利]具有一体化储热器的太阳能集热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有一体化储热器的太阳能集热器，所述太阳能集热器包括壳体，壳体包括底板和透明盖帽，壳体内在渐开线镜和透明盖帽之间布置有用于储存水的储箱，太阳能集热器被布置成与水平方向成角度以便储箱具有较高端和较低端，并且其中在储箱和透明盖帽之间设置有遮挡板以减少热损失，所述遮挡板被布置在较高端，在储箱和透明盖帽之间，并且遮挡板覆盖了至少部分的储箱的较高端以便阻止储箱与透明盖帽之间在较高端处的对流，其中储箱体积的20％至60％被遮挡板覆盖。

背景技术

这种太阳能集热器是本领域已知的，并且缩写为ICS。这种太阳能集热器具有细长的外形，其内放置有细长的储箱。该储箱被设计成吸收太阳热量。被吸收的热量加热储箱中存在的介质，介质多数为水。为了增加热产量，在储箱下方布置有面向透明盖帽的渐开线镜，通过这种方式储箱也可接收和吸收来自其底部的光辐射。通过使用这种太阳能集热器，储箱中的水可以被加热并且之后能够被用于各种用途，通常是家用的用途。特别的，它可以被用于盆浴，淋浴，清洗碗碟和类似情况。已知的带有遮挡板的ICS来自US4598450，其中在开头的第13栏提到了在储箱较高端提供遮挡板的可能性。结果，获得了更高的热产量。与全遮挡的相比，材料费用降低了。除了遮挡板尺寸减小之外，还显示，由于热产量增加，热损失(尤其是那些夜间产生的)对出水的优良性能没有负面影响。也就是说，在清晨也有充足的高温水。

虽然在采集太阳能方面已经有多年尝试，但是大多数情况下还是通过使用高质的能量载体如燃气和电来获取热水。使用这些高质的能量载体来生产低质的能量实际上是一种浪费。这种情况更大程度上是基于费用考虑的。因此为了使太阳能的利用更广泛，其必须能够以更好的方式与传统能量载体进行经济性竞争。另一重要的问题是热水应该在大范围内可以获得并且充分不受热水出水时间点的约束。遮挡板的使用对此十分有效。

发明内容

因此本发明的目的在于提供一种太阳能集热器，其具有一体化的储热器，对于使用热水的时间点而言，储热器提供增加的产量和改进的性能。

为此目的，根据本发明的太阳能集热器的特征在于遮挡板留有至少部分的较低端不去遮挡，由此储箱体积的20％至60％被遮挡板覆盖，通过储箱中心轴线的虚平面，即与渐开线镜平面平行的平面，将遮挡板分为位置靠近透明盖帽的部分和靠近渐开线镜的部分，其中储箱被所述第一部分包围的体积比被所述后一部分包围的至少大15％。

因此，容器较高部分的对流引起的热损失被削弱，同时遮挡板上的反射引起的光线损失也得以避免。经发现可以通过该方法完成实现增加的产量，同时遮挡板使用的材料更少。由于遮挡板，储箱内的存物可以将它的温度保持更长的时间，以便在清晨也可获得同样充足的和/或更充足的热水，或者减少再次加热的需要。

严格地说，术语“渐开线”是指数学上精确定义的曲线，但是在本发明的范围内，其包括将光投射到储箱上的任何形状并且优选的是凹形的形状，更优选的是聚光的形状，数学上的渐开线形状是最优选的。

AU 530 878(1983年公开)描述了一种非ICS型的太阳能集热器，其在壳体内具有斗篷状管系统的遮挡板。优选的实施例的特征在于至少部分遮挡板的表面是光学透明的。

所以虽然由于遮挡板上的反射不能完全利用当地光线的入射，但当地光线的入射可以用在很大部分上，用于加热储箱内的水。

在这种情况下，虽然优选部分遮挡板是光学透明的，但是2％至5％的储箱最高处体积被光学不透明的部分覆盖。

这也防止水过热。

一个重要的优选实施例的特征在于所述第一部分覆盖的体积比第二部分覆盖的多至少30％，更优选多至少50％。

有利地，该实施例的特征在于遮挡板具有基本水平的较低边缘，也就是说与水平面的夹角最多为10°。

用这种方法，空气就能有效地被捕集。换句话说，对流引起的热损失大大减少。

优选地遮挡板用聚碳酸酯制成。

聚碳酸酯很容易成形，具有较好的光学透射性，尤其是优良的热阻。

最后，本发明涉及一种放置根据本发明的集热器的方法，其特征在于其被放置成遮挡板的较低边缘与水平面形成的夹角最多为±30°，优选最多±20°，并且最优选不超过±10°。

用这种方法热空气最优化地被捕集在遮挡板下方，同时被镜反射的太阳能辐射可以很大程度地到达渐开线镜一侧的储箱。

附图说明

本发明将参考附图进行阐述，其中

图1描绘了根据本发明的太阳能集热器的俯视平面图；