[其他]不跟蹤單邊拋物面集光集熱器

無效

• 申請號: 87207767
• 申請日: 1987-05-12
• 公開（公告）號: CN87207767U
• 公開（公告）日: 1988-03-02
• 發明（設計）人: 金秋生;米貴忠;李振洲;王雄
• 申請（專利權）人: 北京市朝陽區太陽能熱水器廠
• 主分類號: F24J2/12
• 分類號: F24J2/12
• 代理公司: 北京市朝陽區專利代理事務所
• 代理人: 孫鼎鉉

本發明屬于太陽能利用領域中的集熱裝置。

常見的太陽能集熱裝置多屬于平板型集熱器，它利用直達日射及漫射日射，不需太陽跟蹤系統，結構簡單，維護方便，在太陽能系統中應用最為廣泛。但是，由于太陽輻射到地面的能量密度低且隨時變化，效能低，供熱溫度低。為提高收光效能往往需要利用拋物面，復合拋物面（簡稱cpc）和半圓柱面等曲面作為集光器，將照射的太陽光聚焦再輻射到較小的吸收面（集熱裝置）上，以增高能量密度，并由此提高作用溫度。

由已知技術資料（參見《太陽能之應用及理論》黃文雄著）中得知：利用拋物線的一般方程y²＝4fx，其中f為焦距，復合拋物面（cpc）集光器的反射面選取x≥f區段，它的吸熱面設在兩個拋物面的焦軸連面上，即x＝f處；用半圓柱面作反射面的集光器，其吸熱面為寬各為半徑之半的二支板管，置于集光器的中部。從資料分析中知道：利用復合拋物面（cpc）和半圓柱面作集光器，其反射面面積和光孔面積之比的比值較大，換句話說在光孔面積相同的條件下，所需反射面面積較大。另外，在集光比相同的條件下，cpc型所需弧面長，半圓柱型所需弧面長次之，而本發明所需弧面短。這就是說cpc型和半圓柱面型集光器費材料，成本高，體積較大。

本發明的目的是提供一種不跟蹤的利用單邊拋物面為主????反射面的集光集熱器，以求達到減少反射面積及吸熱面積，又同時能提高輻射能量密度與供熱工質溫度的目的。

本發明的主要特征在于集光器的主反射面采用單邊拋物面，它選取拋物線方程y²＝4fx的x≤4f區段的曲面，f值由所需采光面而定；吸熱面（體）在主反射面的上方（如圖所示）。

實驗證明：在光口面積和集光比相同的條件下，本發明的反射面面積比cpc型降低56.4％，比半圓柱型降低26.4％。如果光口面積相同，集熱器采用逆平板型，則本發明和半圓柱型相比，其吸熱面積減少50％，反射面面積減少32％，這就是說本發明的裝置體積大大減小，節省了原材料，降低了造價，而且提高供應工質溫度。

本發明的另一個特征在于吸熱體既可采用平板型集熱器，也可采用逆平板型集熱器，也可兩者串聯使用。

若采用平板型集熱器如圖1所示，光線透過透明蓋層（3）直射到吸熱體（2）上面，同時光線通過透明蓋層（3）入射到以單邊拋物面為主反射面的集光器（1）上，經聚焦作用反射到吸熱體（2）的底面，從而增加了吸熱體的受光量和能量密度。

由于平板型集熱器既受光照吸熱同時又散發熱量，若綜合考慮平衡關系，可采用如圖2所示的逆平板型集熱器，即在集熱器上面覆蓋一層保溫材料（4），這樣吸熱體雖只接收由反射聚焦的光照作用，但減少了熱量散發，可以提高供熱工質溫度。此時如果通過管路串連一個平板型集熱器作為第一級加溫裝置，經初加溫的工質再進入逆平板型集光集熱器進一步加溫，以獲得更高的工質溫度。這樣就充分發揮了其各自的功能優勢，大大提高了太陽能利用效能，同時又擴大了平板型集熱器的應用范圍。

圖1系平板型集光集熱器示意圖。

圖2系逆平板型集光集熱器示意圖。

圖中：（1）主反射面（集光器），（2）吸熱體，

（3）透明蓋層，（4）保溫材料，（5）調節輪，（6）滑輪，

（7）鋼絲繩，（8）支架。

本發明主要構成有主反射面（集光器）（1），吸熱體（2），透明蓋層（3），保溫材料（4），調節機構（5、6、7）和支架（8）等。

隨著季節的變化，可以通過調節機構（5、6、7）調節最佳傾斜角度來保證得到最佳受光量和高能量密度，以得到較高的供熱工質溫度。