[發明專利]一種太陽能聚光集熱器及其設計方法

有效

• 申請號: 201310162862.X
• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號: CN103256724A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 何雅玲;王坤;李明佳;程澤東;崔福慶;鄭章靖
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F24J2/10
• 分類號: F24J2/10;F24J2/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

1.一種太陽能聚光集熱器的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）設置拋物面主反射鏡（1），以拋物面主反射鏡（1）橫截面的焦點O為坐標原點，以拋物面主反射鏡（1）橫截面的對稱軸為Y軸，以過原點與Y軸垂直的直線為X軸，構建二維X-Y直角坐標系；

2）在拋物面主反射鏡（1）橫截面的對稱軸上，且在拋物面主反射鏡（1）焦線內側安裝真空集熱管；

3）在拋物面主反射鏡（1）的焦線外側安裝均光反射鏡（2），均光反射鏡（2）與拋物面主反射鏡（1）的開口相對設置。

2.根據權利要求1所述的太陽能聚光集熱器的設計方法，其特征在于：所述步驟2）中，真空集熱管由吸熱管（3）和套在吸熱管（3）外面的玻璃套管（4）組成。

3.根據權利要求2所述的太陽能聚光集熱器的設計方法，其特征在于：所述的吸熱管（3）設置在拋物面主反射鏡（1）焦線下方的對稱軸上，以使得一部分光線經過拋物面主反射鏡（1）后直接反射到吸熱管（3）底部，另一部分光線通過均光反射鏡（2）第二次反射后照射在吸熱管（3）的頂部。

4.根據權利要求3所述的太陽能聚光集熱器的設計方法，其特征在于：所述吸熱管（3）安裝位置的確定方法如下：

首先選定拋物面主反射鏡（1）上的C₁（X_C1，Y_C1）和C₂（X_C2，Y_C2）點，其中C₁和C₂點關于拋物面主反射鏡（1）的對稱軸對稱，拋物面主反射鏡（1）上的邊緣點分別為E和F；拋物面主反射鏡（1）上C₁C₂部分的反射光線直接打在吸熱管（3）底部，EC₁和FC₂部分的反射光線則到達均光反射鏡（2），經再次反射后打到吸熱管（3）頂部；在該二維X-Y直角坐標系下，拋物面主反射鏡（1）在X-Y平面內的曲線方程為：

y=x24f1-f1---(1)]]>

其中，f₁為主反射鏡焦距；

拋物面主反射鏡（1）在C₁（X_C1，Y_C1）點的反射光線即直線C₁O的方程為：

Y_C1x-X_C1y＝0?????（2）

設吸熱管（3）的圓心坐標為（0，a），則吸熱管（3）在X-Y平面上的曲線方程為：

x2+(y-a)2=Ra2---(3)]]>

式中，R_a為吸熱管半徑；

若要滿足拋物面主反射鏡（1）上C₁C₂部分的反射光線直接打在吸熱管（3）的底部，EC₁和FC₂部分的反射光線則到達均光反射鏡（2）經再次反射后打到吸熱管（3）的頂部，C₁O所在直線應恰好與方程（3）所表示的圓相切，需滿足如下數學關系式：

|-XC1·a|XC12+YC12=Ra---(4)]]>

由此可求得吸熱管圓心坐標確定吸熱管的安裝位置。