CN101999060B

CN101999060B - 反射装置、太阳能收集器、装备有该类型太阳能收集器的斜顶、和温室

Info

Publication number: CN101999060B
Application number: CN2009801123720A
Authority: CN
Inventors: R·P·格雷森; M·J·斯拉曼
Original assignee: Association Of University Of Windsheim
Current assignee: Association Of University Of Windsheim; VERENIGING VU WINDESHEIM
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2029-02-09
Also published as: US20110047869A1; WO2009099331A3; IL207476A0; WO2009099331A2; US8474177B2; EP2245385B1; EP2245385A2; CN101999060A

Abstract

一种反射光的反射装置（1），包括第一透明壁（3）、第二透明壁（40）和第一调节层（7），第二透明壁（40）基本平行第一透明壁（3）并与其间隔一距离，第一调节层（7）设有第一管道（10），该第一管道（10）限制在第一透明壁（3）和第二透明壁（40）之间，如果第一管道（10）装满透明液体（9），第一调节层（7）基本允许入射在第一透明壁（3）上的光穿过以到达第二透明壁（40），如果第一管道（10）是空的，第一调节层（7）反射入射在第一透明壁（3）上的光，第一调节层（7）设有截面为棱形的第一结构（11），其中反射装置设有第三壁（41）以及第二调节层（7′），第三壁（41）基本平行第二透明壁（40）并与其间隔一距离，第二调节层（7′）设有第二管道（10′），该第二管道（10′）限制在第二透明壁（40）和第三壁（41）之间，第二调节层（7′）设有截面为棱形的第二结构（12）。

Description

反射装置、太阳能收集器、装备有该类型太阳能收集器的斜顶、和温室

本发明涉及一种反射装置，用于任意可调节地反射光，例如太阳光。

US 4270517公开了一种太阳能收集器，当超过最大温度时，该太阳能收集器会自动断开。这种太阳能收集器包括一框架，该框架具有基底和向上延伸的侧壁，所述侧壁被透明盖板覆盖。在基底上布置了一光感受器，该光感受器带有能够吸收太阳能的表面。在吸收表面和盖板之间有一光散射层和一种透明液体，该透明液体的折射率近似等于该散射层的折射率。在有透明液体的情况下，散射层允许落在盖板上的太阳光穿过。如果太阳能收集器的温度上升到高于液体的蒸发温度，该液体蒸发。然后，一部分太阳光被散射层反射，导致太阳能收集器的温度降低。

然而，当有相当大的入射太阳光能量时，散射层不是充分有效的。因此，存在太阳能收集器到达临界点温度的风险，也就是说，太阳能收集器由于入射太阳光的缘故而吸收的热量大于太阳能收集器的热量排出，使得太阳能收集器和/或其部件的温度上升，直到发生过热。在这种情况下，太阳能收集器和/或其部件可能被损坏。

US 4056094公开一种太阳能收集器，该太阳能收集器装备有透明面板和吸收板，所述透明面板和吸收板基本上被布置为相互平行并间隔一距离。在透明面板和吸收板之间，有一个管道。透明面板的底部表面具有一横截面为棱形的结构。当管道中存在液体时，入射在透明面板上的太阳光穿过该透明面板到达吸收板上。当管道中存在气体时，太阳光被反射。然而，一个缺陷是太阳光的反射依赖于一天中的时间。尽管太阳光在12点钟（中午）时被有效地反射，仍存在一个风险，特别是在清晨和傍晚，没有充足的太阳光能被反射掉。在一天中的那些时间里，尽管管道中存在气体，太阳光线以一个角度入射并穿过到达吸收板。

US 4148563公开一种可被使用的反射面板，例如，可被用于太阳能收集器和温室中。该反射面板包括两层透明材料。反射面板的外部表面是平的，同时两层的内部表面设有横截面为棱形的相互匹配的结构。如果在所述层之间存在蒸汽，所述层之间彼此间隔一距离并且入射到反射面板上的光被反射。在冷却后，蒸汽凝结并产生一真空，这使两层彼此拉近。在两层之间，存在一液体薄膜，使得入射到反射面板上的光穿过所述两层。这种反射面板的缺陷是当光没有垂直或没有真正垂直地落在反射面板上时，光反射较差。除此之外，为了使反射面板工作，所述层相互之间不得不精确地匹配。再者，反射面板的两层是移动部件，会不利地影响可靠性。

本发明的一个目的是提供一种改进的反射装置。

根据本发明，这个目标通过根据权利要求1的所述反射装置来实现。第一透明壁和第二透明壁被布置为基本相互平行，并间隔一距离。第一管道被布置在两个透明壁之间，也就是说，第一管道被限制在所述壁之间。第二透明壁和第三壁也被布置为基本相互平行，并间隔一距离。第二管道被布置在第二和第三壁之间。横截面为棱形的第一结构形成第一管道的边界表面，也就是说，所述结构被布置在第一或第二透明壁上。例如，横截面为棱形的第一结构被设置在第一透明壁上的朝向第二透明壁的一侧上。第一管道接着在第一透明壁的横截面为棱形的第一结构和第二透明壁之间延伸。横截面为棱形的第二结构形成第二管道的边界表面，也就是说，所述第二结构被设置在第二或第三壁上。例如，横截面为棱形的第二结构被设置在第二透明壁上的朝向第三壁的一侧上。第二管道接着在第二透明壁的横截面为棱形的第二结构和第三壁之间延伸。

因此，横截面为棱形的第一和第二结构在两个平面延伸，所述两个平面基本互相平行。如果，由于入射角度方面的原因光穿过第一调节层的横截面为棱形的第一结构，第二调节层的横截面为棱形的第二结构仍能够反射已经穿过的光。换句话说，两个棱形结构被布置为一个在另一个之上。当光穿过上棱形结构时，入射角度改变。下棱形结构可以折射已经穿过上棱形结构的光线。为此，当入射光线在某一角度时，根据本发明的反射装置的反射特性被显著地改进。

因此，当反射装置被用来反射太阳光时，反射装置会一整天有效，而不仅仅是在12点钟（中午）左右有效。然而，根据本发明的反射装置也能够被用于对抗温室发出的光污染。来自设置在温室中的照明器具的光将会基本倾斜地从内部射到温室的顶结构上。反射装置的有效性通过使用两个被布置为一个在另一个之上的棱形结构而明显地增加，从而可减少这种光污染。

附带地，第一调节层和第二调节层也可被看作反射装置的单个调节层的两个局部层。在这种情况下，反射装置的调节层包括两个局部层，这两个局部层被布置成互相相邻，并且这两个局部层分别设有第一结构和第二结构，每个结构的横截面都为棱形。在这种情况下，所述局部层的第一结构和第二结构每个都被朝向第三壁，该第三壁例如为吸收层的形式。在这种情况下，第一局部层的棱形结构被布置为与第三壁有一距离，以在第一局部层的棱形结构和第三壁之间形成第一管道，并且第二局部层的棱形的第二结构被布置为与第一局部层有一距离，以在第二局部层的棱形的第二结构和第一局部层之间形成第二管道。

在合适的气候中，可期望通过反射装置调节太阳光的反射。如果第一管道中装满一种透明液体，第一调节层基本允许射到第一透明壁上的光穿过以到达第二透明壁，并且当第一管道是空的时候，第一调节层反射入射在第一透明壁上的光。如果第二管道中装满一种透明液体，第二调节层基本允许射到第二透明壁的光穿过以到达第三壁，并且当第二管道是空的时候，第二调节层反射入射在第二透明壁上的光。

借由横截面为棱形的第一和第二结构，连同透明液体，例如水或酒精，可调节该反射装置上的太阳光的反射。每个结构都具有横截面是棱形的突出物。如果横截面为棱形的第一结构与透明液体接触，则这个结构允许来自第一透明壁的光基本穿过以到达第二透明壁。如果横截面为棱形的第一结构与真空、蒸汽或气体，例如空气相邻，也就是说，第一管道是空的，从第一透明壁射出的光基本被反射。横截面为棱形的第二结构的作用是相同的。两个调节层的形成方式为一个在另一个之上，由此可根据液体或气体的存在，而允许光穿过或反射。

已经发现，这种棱形结构能够特别有效地反射光，因为以直角入射的光线导致所谓的“全反射”。当光线以某一角度入射时，由于入射角度方面的原因光线可以穿过第一调节层的横截面为棱形的第一结构，但是第二调节层的横截面为棱形的第二结构仍能够反射已穿过的光。

当用作可调节的反射装置时，第一管道和/或第二管道设有透明液体，该透明液体与横截面为棱形的结构接触，以基本允许光分别穿过第一和第二调节层，其中透明液体通过加热能够分别从第一和第二管道蒸发，以便所述调节层的横截面为棱形的结构基本反射光。

如果棱形结构装满透明液体，落在第一透明壁上的光被允许通过调节层基本不受阻碍地穿过。这使得透明液体被加热。如果温度上升到阈值之上，则透明流体蒸发。棱形结构接着不再与透明液体相邻，使得入射光线被横截面为棱形的结构的表面反射。为此，反射装置对可能的过热提供内在的保护。

可选择地，通过主动地移走或引入透明液体，可调节反射装置的反射特性。在这种情况下，反射装置不仅提供内在的保护，而且反射装置可被控制。

附带地,在使用期间，管道并没有必要必须装满透明液体。在热气候中，例如，接近赤道的气候，管道可持续地保持空的状态。然后反射装置不断地反射尽可能多的太阳光。

在一个实施方案中，横截面为棱形的第一结构在平行于第一透明壁和第二透明壁延伸的第一管道的一侧上限定第一管道的边界。例如，棱形的第一结构,也就是说，该结构的棱形表面,朝向第二透明壁，并布置为与该第二透明壁有一距离，其中管道在棱形的第一结构和第二透明壁之间形成。

在这种情况下，也可以的是,横截面为棱形的第二结构在平行于第二透明壁和第三壁延伸的第二管道的一侧上限定第二管道的边界。横截面为棱形的第二结构，例如，被设置在第二透明壁上的朝向第三壁的一侧上。或者，横截面为棱形的第二结构可以设置在第三壁上的朝向第二透明壁的一侧上。第二结构的位置取决于入射光来自哪一侧，以及入射光必须在哪一侧被反射。

在一个实施方案中，第一透明壁和第二透明壁和第三壁相对于彼此固定。反射装置的壁彼此相距一固定距离。所述固定距离决定第一和第二管道的尺寸。反射装置是刚性的，并且没有移动部分，这提高了可靠性。

在一个实施方案中，第三壁设有一吸收层。为此，反射装置适于与太阳能收集器一起使用。如果在管道中存在透明液体，入射太阳光被允许穿过并到达第三壁的吸收层。吸收的太阳能可以被有效的利用。在管道中没有透明液体的情况下，太阳光被横截面为棱形的结构的表面反射。通过液体的蒸发，太阳能收集器内在地被保护以防止过热，并且减少了临界点的风险。为了改进太阳能收集器的反射特性，也可以主动地移走液体。

在一个实施方案中，第三壁是透明的。为此，反射装置例如适于被集成在温室的顶结构中。在管道没有透明液体的情况下，顶结构允许少量（如果有的话）的太阳光透过。这是比较理想的，例如，为了防止温室中的植物被烧伤。如果管道装满液体，太阳光基本无阻碍地穿过。附带地，反射装置也可被用于通过使棱形结构转向来防止光从温室逃出。这减少了由温室产生的光污染。

第一透明壁可具有一朝向光的上表面，其中该上表面基本是平的。如果光以直角落在上表面上，例如，在接近12点钟（中午）的太阳光的情况下，光穿过并到达第二透明壁。如果在棱形结构内没有透明液体，例如，由于蒸发或其他原因，则光线被基本完全反射。

横截面为棱形的第一结构和横截面为棱形的第二结构可以每个都以不同的方式设计。第一结构和/或第二结构可以，例如，设有棱锥形或圆锥形突出物、细长的脊或其他的横截面为棱形的形状。

棱形结构的脊或其他形状可以经由隔离壁被连接到第二透明壁。隔离壁在脊的纵向方向上延伸。隔离壁不仅提供结构强度，还形成用于透明液体的局部管道。在任何情况下，在脊或一些脊、相对的壁和两个隔离壁之间形成一个局部管道。相邻的局部管道共同形成第一或第二管道。这有利于液体的流动。

当使用一些调节层时，调节层的脊可以每个都包括一个尖端，第一结构的脊的尖端相对于第二结构的脊的尖端对准。或者，调节层的脊可以每个都包括一个尖端，第一结构的脊的尖端相对于第二结构的脊的尖端有偏移。在一个具体的实施方案中，第一结构的脊的尖端基本位于第二结构的尖端之间的中心。为此，当没有液体时，对太阳光的反射的程度相对较高，即使在光线以某一角度入射时。

在一个实施方案中，第一结构的脊和第二结构的脊相对彼此成一角度延伸。通过调节这个角度，当光入射时可以改进反射装置的反射特性。例如，第一调节层的第一结构的脊相对于第二调节层的第二结构的脊基本以直角延伸。

在一个实施方案中，第一透明壁包括盖板和承板（carrier plate），所述盖板和承板被布置为彼此间隔一距离，以形成一绝缘层。例如，盖板形成反射装置的外侧，光入射到该外侧之上。盖板位于第一透明壁的承板上方的一距离处，该盖板被连接至相邻调节层的上表面。在盖板和承板之间，存在中间空间，该中间空间装满空气或含有真空。这个中间空间确保较少（如果有的话）的对流能够发生——该中间空间形成一个绝缘层。为此，热损耗减少。

第一透明壁和/或第二透明壁和/或第三壁和/或第一调节层和/或第二调节层可以包括塑料，例如聚碳酸酯。由于内在地防止了高温，可以使用相对便宜的塑料。

例如，第一透明层和/或第二透明层和/或调节层被挤压成形。这些层也可以通过共同挤压来整体形成。产生一单个面板是相对便宜的，其中透明层、调节层和吸收层被集成在所述单个面板中。然而，棱形结构也可以具有不同的设计——例如棱形结构可以由膜/箔层形成。

调节层的厚度由所述结构或所述的一个布置在另一个之上的那些结构的高度决定。每个结构的高度例如在10μm到5mm之间。如果该结构由布置在调节层中的膜/箔形成，该结构的高度可以是μm数量级。当塑料调节层被挤压时，每个结构的高度是例如2mm或3mm。

本发明还涉及一种用于将太阳能转换成热量的太阳能收集器，该太阳能收集器包括上述的反射装置。具体而言，太阳能收集器包括第一透明壁、第二透明壁和第三壁，该第三壁设有一太阳能吸收层，所述第二透明壁被布置为基本平行于第一透明壁并与其有一距离，该太阳能收集器设有第一调节层，该第一调节层设有第一管道，该第一管道被限制在第一透明壁和第二透明壁之间，当第一管道装满透明液体时，第一调节层基本允许入射在第一透明壁上的光穿过以到达第二透明壁，并且当第一管道是空的时候，第一调节层反射入射在第一透明壁上的光，第一调节层设有横截面为棱形的第一结构。

根据本发明，第三壁被布置为基本平行于第二透明壁并与其有一距离，并且太阳能收集器设有第二调节层，该第二调节层设有第二管道，该第二管道被限制在第二透明壁和第三壁之间，如果第二管道装满透明液体，第二调节层基本允许入射在第二透明壁上的光穿过以到达第三壁，并且如果第二管道是空的，第二调节层反射入射在第二透明壁上的光，第二调节层设有横截面为棱形的第二结构。

在这种情况下，第一结构可以在平行于第一透明壁和第二透明壁延伸的第一管道的一侧上限定第一管道的边界。第二结构可以在平行于第二透明壁和第三壁延伸的第二管道的一侧上限定第二管道的边界。例如，第一结构被设置在第一透明壁上的朝向第二透明壁的一侧上，以及第二结构被设置在第二透明壁上的朝向第三壁的一侧上。

只要太阳能收集器的调节层的棱形结构装满透明液体，调节层就允许太阳光穿过以到达第三壁的吸收层。太阳能收集器由于入射太阳光而被加热。如果温度已经升高到透明液体蒸发时的值，每个棱形结构都形成一个入射太阳光的反射表面。为此，太阳能收集器内在地防止过热。如果需要，太阳能收集器可以被设计为使得透明液体可在操作者的行为下被移除。因此，反射特征是可调节的。

在太阳能收集器内加热的透明液体可被用作热传递媒介，也就是说，被加热的透明液体例如可以被收集在储存容器中并随后用于加热空间和/或自来水。

在一个实施方案中，吸收层设有用于热传递流体的管道。与将管道中的透明液体直接用于加热不同的是,所述液体可以与吸收层的管道中的热传递流体进行热交换接触。然后，热传递流体（例如，水）被收集在储存容器中，并随后用于加热自来水或用在供暖装置中。

由于在这种情况下管道中的透明液体与吸收层中的热传递流体分离，可以改进管道中的透明液体以及调节层的材料，以产生用于使光反射以及用于允许光穿过的期望特性。

关于反射装置的从属权利要求的特性也可被应用至根据本发明的太阳能收集器。

本发明还涉及一种包括上述太阳能收集器的斜顶，其中第一和/或第二结构设有横截面为棱形的细长的脊。例如，所述脊例如在顶的倾斜方向上延伸。为此，太阳的高度仅是一个极小的影响，也就是说，太阳能收集器的有效性几乎不依赖于季节(即使有的话)。然而，反射确实根据一天中的时间变化——在12点钟（中午），入射太阳能处于最大值，并且流体管道中没有透明流体的太阳能收集器几乎完全地反射太阳光。

为了使太阳能收集器具有吸引性的外观，太阳能收集器例如可以是屋瓦（roof tile）的形式。为此，太阳能收集器可以被离散地包含在斜顶中。

此外，本发明涉及包括上述反射装置的温室。具体而言，温室具有柱、柱支撑的横梁以及由横梁支撑的顶结构，该顶结构设有：第一透明壁；第二透明壁，其被布置为基本与第一透明壁平行并与其有一距离；第三透明壁，其被布置为基本与第二透明壁平行并与其有一距离；第一调节层，其设有第一管道，该第一管道被限制在第一透明壁和第二透明壁之间，并且如果第一管道装满透明液体，第一调节层基本允许入射在第一透明壁上的光穿过以到达第二透明壁，并且如果第一管道是空的，第一调节层反射入射在第一透明壁上的光，第一调节层设有横截面为棱形的第一结构；以及第二调节层，其设有第二管道，该第二管道被限制在第二透明壁和第三壁之间，第二调节层设有横截面为棱形的第二结构。例如，第一结构在平行于第一透明壁和第二透明壁延伸的第一管道的一侧上限定第一管道的边界。第二结构可以平行于第二透明壁和第三壁延伸的第二管道的一侧上限定第二管道的边界。

顶结构包括三个壁，即内壁、外壁和位于内壁和外壁之间的中间壁。液体管道分别被设置在外壁和中间壁之间以及中间壁和内壁之间。

关于反射装置的从属权利要求的特性也可被应用在根据本发明的温室中。

在一个实施方案中，第一透明壁形成顶结构的外壁，该外壁设有一用于接收入射到顶结构上的太阳光的外侧，以及一相对的内侧，其中第一调节层的第一结构被设置在外壁的内侧上，并且其中第二透明壁位于该外壁的内侧上。因此，可以调节允许进入温室的太阳光的量。

然而，第一透明壁也可形成顶结构的内壁，该内壁设有一邻近于温室的内部的内侧，以及一相对的外侧，其中第一调节层的第一结构被设置在该内壁的外侧上，并且其中第二透明壁位于该内壁的外侧上。因此，温室的顶结构可以防止温室中的光逃到外面。通过装满管道，由温室引起的光污染被减少。

第二调节层的第二结构可以被设置在第二透明壁上的朝向第三壁的一侧上。在这种情况下，两个调节层的两个棱形结构被调至相同的方向。如果横截面为棱形的结构被设计成细长的脊，一个棱形结构的脊可以相对于另一棱形结构的脊成一个角度延伸。这可以以积极的方式来影响温室的顶结构的反射特性。

在一个实施方案中，第二调节层的第二结构可以被设置在第三壁上的朝向第二透明壁的一侧上。外壁和内壁每个都设有棱形结构。这些棱形结构朝向彼此。在棱形结构之间，有一个中间壁，例如，该中间壁被设计成两侧基本光滑。这个实施方案可允许入射在顶结构上的光穿过或者将其反射，并通过装满或清空相应的液体管道，可允许温室中产生的光穿过或者将其反射。

另外，本发明涉及一种用于反射光（例如，太阳光）的反射装置，，包括：第一透明壁；第二透明壁，其被布置为基本与第一透明壁平行并与其有一距离；以及管道，其被限制在第一透明壁和第二透明壁之间，其中第一透明壁设有横截面为棱形的第一结构，该第一结构在平行于第一透明壁和第二透明壁延伸的第一管道的一侧上限定第一管道的边界，并且其中设置了横截面为棱形的第二结构，其中所述第二结构被设置在第二透明壁上的背离所述管道的一侧上。在这种情况下，第三壁被忽略。

两个透明壁每个都设有一横截面为棱形的的结构。横截面为棱形的第一和第二结构在两个彼此基本平行的平面延伸。当由于入射角度方面的原因，光被允许穿过第一透明壁的横截面为棱形的第一结构时，第二透明壁的横截面为棱形的第二结构仍可反射已穿过的光。这个实施方案还具有两个棱形结构,其中一个被布置在另一个之上。例如，棱形结构是都指向下方。当穿过上结构时，入射角度变化。下结构可折射已被上结构允许穿过的光线。当光线以直角以及某一角度入射时，反射特性都是非常好的。为了持续地反射尽可能多的太阳光，这种类型反射装置例如可以被集成到温室中。所述管道不是必须装满液体的。

在这个实施方案中，第一透明壁和第二透明壁可以相对于彼此固定。因此，产生一种坚固且可靠的结构。

现在将参考所附的附图，更详细地来描述本发明，其中：

图1示出根据本发明的反射装置的第一实施方案的横截面图；

图2a示出光线如何被图1中示出的反射装置的棱形结构反射；

图2b示出光线如何穿过图1中示出的反射装置的棱形结构；

图3示出根据本发明的反射装置的第二实施方案的横截面图；

图4示出根据本发明的反射装置的第三实施方案的横截面图；

图5示出一斜顶，该斜顶装备有根据本发明的反射装置；

图6图解示出一包括根据本发明的太阳能收集器的热系统；

图7示出温室的立体图；

图8a示出用于与图7中示出的温室一同使用的根据本发明的反射装置的第四实施方案；

图8b示出用于与图7中示出的温室一同使用的根据本发明的反射装置的第五实施方案；

图8c示出用于与图7中示出的温室一同使用的根据本发明的反射装置的第六实施方案；

图8d示出用于与图7中示出的温室一同使用的根据本发明的反射装置的第七实施方案。

图1示出反射装置1，该反射装置1也可被用作太阳能收集器。该反射装置1包括第一管道10，第一管道10限制在两壁3、5之间，两壁3、5被布置为彼此基本平行并间隔一距离。第一透明壁3形成一透明层或透明面板3，用以接收太阳光。在这个示例性实施方案中，第二透明壁5形成一吸收层，用以吸收太阳能。吸收层5形成所谓的吸收板，并通常被着色成黑色。

第一透明壁3具有盖板4和承板6，所述盖板4限定了反射装置1的朝向太阳的外侧。在这个示例性实施方案中，借助于隔离壁15，盖板4被布置为与承板6有一距离。然而，隔离壁15也可被省略（未示出）。第一透明壁3也可能是实心的（未示出）。在盖板4和承板6的上表面8之间例如存在空气或其他气体或真空，使得第一透明壁3形成绝缘层。

在承板6的相对侧上，也就是说，在第一透明壁3的背离太阳光的一侧上，设置了一横截面为棱形的第一结构11。横截面为棱形的第一结构11和第一管道10形成第一调节层7，用以调节太阳光的反射。

棱形的第一结构11被设计为使得以直角入射的光线被全反射。接收入射光的棱形结构的表面和棱形结构的反射表面之间的两个角度大于棱形结构的材料的临界角。全反射的临界角θ由sinθ=1/n决定，其中n是材料的折射率。

在这个示例性实施方案中，棱形的第一结构11由细长的脊（ridge）14形成，这些脊14朝向吸收层5。脊14基本沿着棱形的第一结构11的底部表面径直延伸。从横截面看，脊14是棱形的，也就是说，在每个脊14的横截面中限定了一个三角形。如果太阳能收集器1被放置在斜顶上，这些脊14在该顶的倾斜方向上延伸。

每个脊14都包括尖端（tip）17，该尖端17指向吸收层5。脊14被布置为与吸收层5有一距离。在脊14和吸收层5之间，形成了一第一管道10。第一调节层7的棱形结构限定了第一管道10的边界。在正常使用期间，第一管道10装满透明液体9。透明液体9的折射率优选地基本与第一调节层7的棱形结构的材料的折射率相同。然而，为使第一调节层7发挥作用这并不是必须的。

在这个示例性实施方案中，一个或多个脊14被限制在另外的隔离壁15之间，隔离壁沿纵向方向在这些脊之间延伸。为此，第一管道10被分成局部的管道16。在脊14和吸收层5之间的隔离壁15是可选的，非强制的。

第一调节层7的运行在图2a和图2b中说明。如果第一管道10装满透明液体9，入射光线可穿过脊14（见图2b）。入射太阳光加热吸收层5，导致透明液体温度上升。当超过透明液体的蒸发温度时，透明液体从第一管道10蒸发。随后，脊14形成第一调节层7的材料和第一管道10中存在的空气之间的转换。从上方垂直入射的光线随后在脊14的表面上被反射（见图2a）。在允许穿过和允许反射之间的转换也可通过有意地从第一管道10移走透明液体来实现。

图3示出根据本发明的太阳能收集器1的反射装置的第二实施方案，其中相同或类似部分用相同的参考数字来表示。图3中示出的实施方案有两个第一调节层7，每个第一调节层7都装备有第一管道10和横截面为棱形的第一结构11、第二结构12。每个液体第一管道10都分别地被限制在两个壁3、40和40、41之间，所述壁3、40和40、41被布置为基本相互平行并间隔一距离。反射装置包括三个壁3、40、41。在这个示例性实施方案中，每个棱形的第一结构11、第二结构12都具有背离太阳光的细长的脊14。

第一棱形结构11被设置在第一透明壁3的背离太阳光的一侧上，同时第二棱形结构12被设置在中央第二透明壁40的背离太阳光的一侧上。在这个示例性实施方案中，第三壁41被设计作为吸收层，用以吸收太阳能——类似于图1中的吸收层5。用于接收透明液体的液体第一管道10分别位于下方第二结构12的脊14和吸收层41之间以及上方第一结构11的脊14和下方第二结构12的上表面之间。

在这个示例性实施方案中，棱形的第一结构11、第二结构12的脊14的尖端17相对于彼此对准。然而，尖端17也可以相对于彼此有一偏移（未示出）。

图4示出根据发明的太阳能收集器1的反射装置的第三实施方案，其中相同或类似部分用相同的参考数字来表示。吸收层5装备有内部管道20，用以接收热传递流体。在这种情况下，第一管道10中的透明液体与热传递流体分离。

反射装置或太阳能收集器1的部件可以由塑料制成，例如，聚碳酸酯。因此，生产成本相对较低，特别是如果使用挤压加工（extrusion）。

图5图解地示出了斜顶80，该斜顶80装备有如上所述的反射装置或太阳能收集器1。棱形结构的细长的脊14在该顶的倾斜方向上延伸，由箭头P来标示。因此，太阳高度的影响是被最小化，也就是说，太阳能收集器的有效性几乎不依赖于季节（即使有的话）。然而，反射率确实根据一天的时间而变化。

图6图解地示出了一用于将太阳能转换成热量的热系统。该热系统包括太阳能收集器1，该太阳能收集器1例如是按如上所述设计的。该太阳能收集器1具有流体入口22和流体出口23，分别用于供应和排出透明流体。流体入口22和流体出口23借助于循环管线24在太阳能收集器1外彼此连接。

循环管线24延伸经过热交换器27。热交换器27具有吸热管线28，吸热管线28在热交换器27中与循环管线24处于热交换接触。附带地，如果需要，来自管道的透明液体可以在没有使用换热器的情况下直接使用（未示出）。在这个示例性实施方案中，循环泵26被包含在循环管线24中。然而，循环也可借助于自然对流来实现，也就是说，循环泵因此是多余的。

一个开放的储存器25通过线30被连接到太阳能收集器1。开放的储存器25和线30装满透明流体9。当透明流体9蒸发和凝结时，开放的储存器25中的水位变化。也可使用用于补偿压差的不同的系统来代替开放的储存器，例如使用封闭的储存器或膨胀容器。

图7示出用于玻璃制品下培养的温室50。温室50包括一系列的柱51和由柱51支撑的横梁52。横梁52支撑顶结构53。该顶结构53包括面板54。面板54例如按照图8a-d中所示来设计，其中相同或类似部分用相同的参考数字来表示。

图8a-d中示出的顶结构53的面板具有三壁结构，也就是说，顶结构53的每个面板都是由三个壁3、40、41组成。图8a、8b中示出的实施方案适合转换入射在顶结构53上的太阳光。在图8a中，棱形的第一结构11、第二结构12的细长的脊14相对于彼此对准。图8b示出具有两个调节层7、7′的细长的脊14的实施方案，这些脊14基本彼此成直角地延伸。

在图8c中，根据本发明的反射装置被用于将温室50产生的光保持在温室50内部，从而降低由温室50引起的光污染。图8d的实施方案适于调节所述的太阳光和温室产生的光的穿过和反射。在图8a、8b和8d示出的实施方案中，透明外壁3的细长的脊在顶结构53的倾斜的方向上延伸。

流经顶结构53的液体第一管道10、第二管道10′的液体可用于冷却顶结构53。该液体也可用于产生热量。因此，被集成在顶结构53中的反射装置也起太阳能收集器的作用。除了用于温室中之外，图8a-8d示出的实施方案也可附带地适于作为反射装置用于其他场合。

明显地，本发明并不仅限于附图中说明的示例性实施方案。本领域的技术人员可在本发明的范围内做出不同的修改。例如，反射装置不仅适于太阳能收集器，也适于太阳能电池或其他应用——在这些应用中，期望的是，当超过最大温度值时，可限制入射的太阳能。同时，根据本发明的反射装置并不仅限于采用太阳光的应用——该反射装置也适于调节来自其他光源的光的反射。

Claims

1.一种反射装置（1）,其用于可调节地反射光，所述反射装置包括第一透明壁（3）、第二透明壁（40）以及第一调节层（7），所述第二透明壁（40）被布置为基本平行于所述第一透明壁（3）并与其间隔一距离，所述第一调节层（7）设有第一管道（10），所述第一管道（10）被限制在所述第一透明壁（3）和所述第二透明壁（40）之间，并且如果所述第一管道（10）装满透明液体（9），所述第一调节层（7）基本允许入射在所述第一透明壁（3）上的光穿过以到达所述第二透明壁（40），并且如果所述第一管道（10）是空的，所述第一调节层（7）反射入射在所述第一透明壁（3）上的光，所述第一调节层（7）设有一种横截面为棱形的第一结构（11），其中，所述反射装置设有第三壁（41）以及第二调节层（7′），所述第三壁（41）被布置为基本平行于所述第二透明壁（40）并与其间隔一距离，所述第二调节层（7′）设有第二管道（10′），所述第二管道（10′）被限制在所述第二透明壁（40）和所述第三壁（41）之间，所述第二调节层（7′）设有一种横截面为棱形的第二结构（12），并且如果所述第二管道装满透明液体，所述第二调节层基本允许入射在所述第二透明壁的光穿过以到达所述第三壁，以及当所述第二管道是空的时候，所述第二调节层反射入射在所述第二透明壁的光。

2.根据权利要求1所述的反射装置，其中如果所述第一管道和第二管道装满透明液体，该透明液体与所述横截面为棱形的第一结构和第二结构接触，以允许光分别穿过所述第一和第二调节层。

3.根据权利要求1或2所述的反射装置，其中所述反射装置被配置为使得所述透明液体能够通过加热从所述第一和第二管道蒸发。

4.根据权利要求1或2所述的反射装置，其中所述反射装置被配置用以主动地从所述管道中移走所述透明液体或主动地向所述管道引入所述透明液体。

5.根据前述权利要求1或2所述的反射装置，其中所述第一结构（11）在平行于所述第一透明壁（3）和所述第二透明壁（40）延伸的所述第一管道（10）的一侧限定第一管道（10）的边界。

6.根据权利要求1或2所述的反射装置，其中所述第二结构（12）在平行于所述第二透明壁（40）和所述第三壁（41）延伸的所述第二管道（10′）的一侧限定第二管道（10′）的边界。

7.根据前述权利要求1或2所述的反射装置，其中所述第一透明壁（3）和所述第二透明壁（40）和所述第三壁（41）相对彼此固定。

8.根据前述权利要求1或2所述的反射装置，其中所述第一管道（10）装有与所述横截面为棱形的第一结构（11）接触的透明液体（9），用于基本允许光穿过所述第一调节层（7），并且其中所述透明液体（9）能够通过加热从所述第一管道（10）蒸发，以便通过所述第一调节层（7）的横截面为棱形的第一结构（11）基本反射光。

9.根据前述权利要求1或2所述的反射装置，其中所述第二管道（10′）装有与所述横截面为棱形的第二结构（12）接触的透明液体（9），用于基本允许光穿过所述第二调节层（7′），并且其中所述透明液体（9）能够通过加热从所述第二管道（10′）蒸发，以便通过所述第二调节层（7′）的所述横截面为棱形的第二结构（12）基本反射光。

10.根据前述权利要求1或2所述的反射装置，其中所述横截面为棱形的第一结构（11）被设置在所述第一透明壁（3）上的朝向所述第二透明壁（40）的一侧上。

11.根据前述权利要求1或2所述的反射装置，其中所述横截面为棱形的第二结构（12）被设置在所述第二透明壁（40）上的朝向所述第三壁（41）的一侧上。

12.根据前述权利要求1或2所述的反射装置，其中所述横截面为棱形的第二结构（12）被设置在所述第三壁（41）上的朝向所述第二透明壁（40）的一侧上。

13.根据前述权利要求1或2所述的反射装置，其中所述第三壁（41）设有一吸收层。

14.根据前述权利要求1或2所述的反射装置，其中所述第三壁（41）是透明的。

15.根据前述权利要求1或2所述的反射装置，其中所述第一结构（11）和所述第二结构（12）中每一个都设有横截面为棱形的细长的脊（14）。

16.根据权利要求15所述的反射装置，其中所述脊（14）中的每一个都包括尖端（17），并且其中所述第一结构（11）的所述脊（14）的所述尖端（17）相对于所述第二结构（12）的所述脊（14）的所述尖端（17）有偏移。

17.根据权利要求15所述的反射装置，其中所述第一结构（11）的所述脊（14）和所述第二结构（12）的所述脊（14）相对彼此成一角度延伸。

18.根据前述权利要求1或2所述的反射装置，其中所述第一透明壁（3）和/或所述第二透明壁（40）和/或所述第三壁（41）和/或所述第一调节层（7）和/或所述第二调节层（7′）包括塑料。

19.根据权利要求1所述的反射装置，其中所述光是太阳光。

20.根据权利要求1所述的反射装置，其中如果所述第一管道装满透明液体，该透明液体与所述横截面为棱形的第一结构接触，以允许光穿过所述第一调节层。

21.根据权利要求1所述的反射装置，其中如果所述第二管道装满透明液体，该透明液体与所述横截面为棱形的第二结构接触，以允许光穿过所述第二调节层。

22.根据权利要求18所述的反射装置，其中所述塑料是聚碳酸酯。

23.一种用于将太阳能转换成热量的太阳能收集器，包括根据前述权利要求中任一项所述的反射装置，其中所述第三壁（41）设有一吸收太阳能的层。

24.一种包括根据权利要求23所述的太阳能收集器的斜顶。

25.一种温室，其包括柱、由所述柱支撑的横梁以及由所述横梁支撑的顶结构，所述顶结构设有根据权利要求1-22中的任一项所述的反射装置，其中所述第三壁（41）是透明的。

26.根据权利要求25所述的温室，其中所述第一透明壁（3）形成所述顶结构的外壁，所述外壁设有一外侧和一相对的内侧，所述外侧用以接收入射到所述顶结构上的太阳光，其中所述第一调节层（7）的所述第一结构（11）被设置在所述外壁的所述内侧上，并且其中所述第二透明壁（40）位于所述外壁的所述内侧上。

27.根据权利要求25所述的温室，其中所述第一透明壁（3）形成所述顶结构的内壁，所述内壁设有一内侧和一相对外侧，所述内侧邻近于温室的内部，其中所述第一调节层（7）的所述第一结构（11）被设置在所述内壁的所述外侧上，并且其中所述第二透明壁（40）位于所述内壁的所述外侧上。

28.根据权利要求25-27中任一项所述的温室，其中所述第二调节层（7′）的所述第二结构（12）被设置在所述第二透明壁（40）上的朝向所述第三壁（41）的一侧上。

29.根据权利要求25-27中任一项所述的温室，其中所述第二调节层（7′）的所述第二结构（12）被设置在所述第三壁（41）上的朝向所述第二透明壁（40）的一侧上。

30.一种温室，其包括一种用于反射入射光的反射装置（1），所述反射装置包括第一透明壁（3）、第二透明壁（40）和第一管道（10），所述第二透明壁（40）被布置为基本平行于所述第一透明壁（3）并与其间隔一距离，所述第一管道（10）被限制在所述第一透明壁（3）和所述第二透明壁（40）之间，其中所述第一透明壁（3）设有横截面为棱形的第一结构（11），以及其中设置有横截面为棱形的第二结构（12），其中，所述第二结构（12）被设置在所述第二透明壁（40）上的背离所述第一管道（10）的一侧上；以及其中所述第一结构（11）和所述第二结构（12）中每一个都设有横截面为棱形的细长的脊（14），其特征在于：所述第一结构（11）在平行于所述第一透明壁（3）和所述第二透明壁（40）延伸的所述第一管道（10）的一侧上限定所述第一管道（10）的边界，以及所述第一结构的脊的尖端指向第二透明壁（40），以及所述第二结构的脊的尖端被布置成与第一结构的尖端同一方向。

31.根据权利要求30所述的温室，其中第一结构（11）的脊的尖端相对于第二结构（12）的脊的尖端对准。

32.根据权利要求30所述的温室，其中所述入射光是太阳光。