[發明專利]一種傾斜式太陽能集熱管集熱方法及設備

無效

• 申請號: 200910010990.6
• 申請日: 2009-04-01
• 公開（公告）號: CN101526277A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 石霞
• 申請（專利權）人: 石霞
• 主分類號: F24J2/46
• 分類號: F24J2/46;F24J2/48
• 代理公司: 大連科技專利代理有限責任公司
• 代理人: 于忠晶

一、技術領域：

本發明涉及能源利用，特別是太陽能集熱管熱能利用方法及設備。

二、背景技術：

目前大多數傾斜式太陽能熱水器的真空玻璃集熱管，雖可獲得占總太陽能過半的直接輻射能，但因集熱管的背面無反光裝置，致使從集熱管之間空隙投射過去的直接輻射能大都被浪費掉，見圖1。項立成、趙玉文和羅運俊主編的《太陽能的熱利用》北京：宇航出版社，1990(4)：16～18；以及楊廷柱主編的《太陽能熱水器.》北京：中國農業出版社，1994(12)：70的資料表明：我國地面上單位面積在一日之中的各個時間，所接受的太陽輻射強度，不論是在夏季或是冬季，一日之中均以中午的太陽輻射強度最高，見圖2；大部分地區地面單位面積，僅中午前后兩個小時的太陽輻射能量，就可占全天輻射能量的約30％。

鑒于傾斜式真空玻璃管式太陽能熱水器，大都因無反光裝置而將一天中輻射最強的太陽能，透過集熱管的空隙被浪費掉的情況，多年來不斷有各式的反光做法推介，例如，羅運俊、陶楨二人所著，于2007年1月由化學工業出版社出版的《太陽能熱水器及系統》其66頁，列舉一些反光做法，特別是其中的拋物線形反光板，不僅制作安裝困難，還因其一端必須靠近集熱管，而不利于安裝操作和積灰積雪；其另一端還因伸出過長而遮擋早晚的陽光。但大都終均因在實際使用中的種種不得要領或帶來次生問題，而僅經嘗試未能得到應用。致時至如今在我國大多數地區集熱管的背面仍均不設反光板，而使管的背面只能部分地獲得占總太陽能少一半的散射輻射能。致大多數情況下，仍有大部分的太陽熱能被損失浪費。

三、發明內容：

本發明的目的是克服上述不足問題，提供一種傾斜式太陽能集熱管集熱方法，方法簡單，集熱效果佳，另外提供的集熱設備，結構簡單，維護方便。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種傾斜式太陽能集熱管集熱方法，在集熱管的背面加裝反光板，反光板為波形形狀，設定集熱管的外管與反光板面的最小距離，以集熱外管半徑和集熱外管與反光板面的最小距離之和為半徑，以集熱管圓心為圓心的圓弧，與平行于集熱管管間距中心線的內管a點切線相交得到交點b，交點b與集熱管背面中心點c點連線，得∠abc，通過b點的與∠abc角平分線垂直的直線，分別與管間距中心線、與管間距中心線平行的集熱管直徑延長線交點作為波形板的波峰和波谷。

所述集熱管管間距為集熱內管外徑的2倍。

所述反光板面與集熱管外管外邊緣的最小距離≥20mm。

本發明一種傾斜式太陽能集熱管集熱設備，涉及集熱管，集熱管是集熱外管內套裝集熱內管，兩管之間的空隙被抽成真空；集熱管的背面安裝反光板，反光板為波形形狀。

所述波形反光板的波峰位于相鄰兩集熱管的正中間，波谷位于集熱管的正下方。

所述反光板面與集熱管外管外邊緣的最小距離≥20mm。

所述集熱管管間距為集熱內管外徑的2倍。

所述反光板波峰和波谷處分別用雙頭螺栓固定在固定梁上，該固定梁又固定在集熱器的支架上，固定梁與反光板之間裝有鞍座，反光板與螺母之間裝有壓條。

所述反光板為拋光表面的金屬板材、帶有漆層、涂層或搪白瓷層的鋼板或反光率高的非金屬板材。

所述拋光表面的金屬板材為不銹鋼、鋁或鍍鋅鐵板等。

所述非金屬板材為鏡玻璃或石膏等。

本發明采用曲折平面的波型反光板；反光板的設計、制作、安裝和維護簡單方便，并且不易積灰積雪更無擋光，反光板面與集熱外管外邊緣的凈距離，以及集熱管管間距的合理設計，不僅可使集熱管的正面充分接受太陽的直接輻射與散射能，背面又能接受透過集熱內管間隙的太陽直接輻射的反射能，將中午透過吸熱集熱內管間隙的最強太陽輻射熱，全部反射到內管的背面。設備結構簡單，為彌補制作和安裝的誤差影響集熱效率，可調整反光板的角度(即入射角和反射角)，保持反光板波峰點f和中點b的陽光，均能反射到內管的外壁上，即反射在g^/至c^/點之間。安裝維護成本低，設備安裝時，考慮到安裝和維護方便，采用固定梁和螺栓固定反光板，支架和地基等全面抗風力設計按最安全的系數修正，保證使用安全。

四、附圖說明：

圖1為一日中水平面不同時刻的日射強度示意圖。

圖2為傾斜式集熱管中午及其前后陽光穿過管間空隙的情況圖。

圖3為本發明Φ38/Φ47集熱管傾斜安裝的反光板結構示意圖。

圖4為本發明反光板在中午之外其它時間的反光狀況示意圖。