[实用新型]太阳能集热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及真空平面太阳能集热器。

背景技术

太阳能集热器是能够将太阳辐射发出的能量转化成回收在载热流体中的热能的模块。通常，平面太阳能集热器包括两个相对的壁，在这两个相对的壁之间限定了能量转化元件的接收容腔。两个相对壁中的至少一个是透明的，且用于指向太阳辐射入射在集热器上的一侧，以允许良好地向能量转化元件传递太阳辐射。所述能量转化元件的形式通常是与一个或若干个载热流体的流通管道热连接的吸收板。

为了提高这样的太阳能集热器的能量转化效率，已知在能量转化元件的接收容腔中产生真空，从而允许限制由于对流和分子传导所造成的热量损失。在这种情况下，为了抵抗外部大气压力施加在集热器壁上的压缩力，集热器配备有间隔装置，其允许保持相对壁之间恒定的距离。能量转化元件有利地与限定其接收容腔的壁保持距离，以同样限制由于在所述壁处的接触所造成的热损失。

WO-A-87/06328描述了一种真空太阳能集热器的结构，在该结构中，间隔装置呈杆的形式，所述杆支撑在集热器的两个相对壁之间。所述杆分布在集热器中与载热流体的流通管道保持距离，且穿过吸收板。由于吸收板钻有孔以允许杆穿过，因此用于吸收太阳辐射发出的能量的工作板面积减小，这就限制了集热器的能量转化效率。这种太阳能集热器的已知结构的另一个缺点是，构成间隔装置的杆必须逐个地被放置在集热器中，这就增加了集热器制造的时间和成本。另外，这种已知集热器具有大的厚度，这就不允许其美观地集成到建筑物的屋顶或立面上。

实用新型内容

更具体地，本实用新型正是旨在通过提出一种太阳能集热器来弥补上述缺陷，该太阳能集热器具有同时在集热器中热分布方面和集热器的机械强度方面上优化的结构，其允许改善集热器的能量转化效率，所述太阳能集热器还具有最小化的体积和经济又简单的制造方法。

为此，本实用新型的主题是用于置于真空状态的太阳能集热器，其包括：

-彼此相对的上壁和下壁，在二者之间限定了容腔，上壁是透明的且用于指向太阳辐射入射在集热器上的一侧；和

-设置在容腔中、用于吸收太阳辐射发出的能量的吸收装置，所述吸收装置包括至少一个载热流体的流通管道，

所述太阳能集热器的特征在于，其另外包括在流通管道处固定在吸收装置上的至少一个上间隔装置和至少一个下间隔装置，所述至少一个上间隔装置和至少一个下间隔装置设置在流通管道的每一侧，分别是上间隔装置在朝上壁的方向上，下间隔装置在朝下壁的方向上。

通常，术语“间隔装置”指的是用于保持两壁之间距离的元件。如本实用新型中定义的，上、下间隔装置允许在集热器中形成真空时在集热器的上壁和下壁之间保持恒定的距离。事实上，当集热器处于真空状态时，上壁和下壁支撑在间隔装置上，所述间隔装置支撑上壁和下壁抵抗由于外部大气压力所造成的压缩力。

由于上、下间隔装置垂直于载热流体的流通管道、即在吸收装置冷点处的设置，限制了穿过间隔装置的热损失。通过吸收装置来收集太阳辐射发出的能量和太阳能集热器的能量转化效率因此得到优化。

所述在载热流体的流通管道处设置间隔装置同样有助于太阳能集热器整体的机械刚性。特别地，当吸收装置包括与流通管道固定在一起的吸收板时，吸收板的形式通常是非常薄的金属片，其会在充满载热流体的流通管道的重量作用下变形。例如，对于铜吸收板，吸收板的厚度可以包括在0.1到0.5毫米之间。这样就存在这样的风险：固定在吸收板上的流通管道靠近集热器的上壁和下壁，这会导致在所述壁处的大量的热损失。将间隔装置设置于流通管道处允许在流通管道和集热器的壁之间保持恒定的距离，并因此允许限制由于流通管道和集热器的壁之间的接触所造成的热损失。

根据本实用新型，上间隔装置和下间隔装置的形式可以是绝热块体(plot isolé)，尤其是截面是圆形或多边形的块体。作为变型，上间隔装置和下间隔装置的形式可以是延长的段。在这种情况下，段的纵向方向优选地与载热流体的流通管道的纵向方向平行地延伸。间隔装置具有绝热块体形式的配置是有利的，这在于该配置最小化间隔装置和太阳能集热器的壁之间的接触面积，这就允许限制穿过间隔装置的热损失。

根据一个有利的特征，每个间隔装置在朝向与其接触的太阳能集热器的壁的方向上具有圆化的形状。间隔装置这样的圆化的形状允许最小化间隔装置和集热器的壁之间的接触面积，同时避免间隔装置和壁之间接触的尖端效应，这种尖端效应会导致壁的开裂，尤其是当壁是由玻璃制成的时候。