Фокусирующий солнечный коллектор Советский патент 1990 года по МПК F24J2/12 

Фиг. 2

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным коллек- торам со средствами концентрации излучения .

Цель изобретения - повышение КПД Коллектора путем улучшения эксплуатационной эффективности утилизации солнечной энергии независимо от метеорологических условий и ориентации Солн- на.

На фиг. 1 представлен коллектор, сагиттальное сечение; на фиг 2 - го же, меридиональное сечение.

Фокусирующий солнечный коллектор содержит зеркальный составной концентратор с меридиональным сечением, эмеющим центральную часть в виде параболы 1 и примыкающую к ней осесим- метричную периферическую в виде Отрезков прямых 2, отклоненных на 45 относительно оптической оси кон- йентратора, и приемник 3, расположенный в фокусе параболы. Коллектор так- з|се содержит дополнительный приемник |з виде двух плоских трубных досок 4 И 5 с селективным покрытием, шарнир- (но закрепленных на оптической оси И точке 6 пересечения ее с плоскостью (разделяющей центральную и перифери- ческую части концентратора, выполнен- i( в виде параболоцилиндра и плоских #анелей соответственно.

Трубные доски 4 и 5 дополнительного Приемника устанавливаются либо горизонтально (показано пунктиром на фиг. 2), перекрывая центральную часть Концентратора, либо вертикально вдоль оптической оси концентратора вплоть До его входного отверстия, ограничен- iJKtro фокальной плоскостью параболо- 1)(илиндра.

Основной приемник 3, раеположен- Ный в фокусе параболоцилиндра, может (Ьлть выполнен трубчатым.

Стенки концентратора выполнены из жести или пластика с теплоизоляционным слоем 7 пенопласта, а входное отверстие перекрыто защитным Стеклом 8, что позволяет существенно Снизить величину конвективных потерь.

Теплоноситель поступает через рубойровод 9 холодной воды в плоские трубные доски 4 дополнительного приемника солнечной энергии, которые последовательно соединены общим трубопроводом 10. Иэ последнего теплоноситель заходит в трубчатый приемник 3 солнечной энергии и дальше

о

5

Q

поступает в трубопровод 11 горячей воды.

Коллектор в обычном режиме работает следующим образом.

воспринимаемого солнечного излучения после отражения на плоских панелях 2 (периферическая часть) концентратора падает нормально на плоские трубные доски 4 и 5 и поглощается посредством селективного покрытия. Остальная часть воспринимаемого солнечного излучения перераспределяется параболоцилиндрической поверхностью 1 (центральная часть) концентратора на трубчатый селективный приемник 3 и поглощается им.

Таким образом, выполнение периферической части концентратора в виде плоскостей с углом раскрытия ti 90 обеспечивает нормальное поступление t отраженной солнечной энергия на плоский селективный приемник, обусловливая при этом повышенную эффективность поглощения. Кроме того, пара- болоцилиндрическая центральная часть концентратора обеспечивает высокую степень концентрации, солнечной энергии на трубчатом приемнике при выходе подогретого теплоносителя из трубных досок 5 и 4 и увеличение его нагрева.

С преобладанием в воспринимаемом потоке солнечного излучения рассеянной составляющей (излучения небосвода) трубные доски теплоприемника 4 и 5 занимают горизонтальное положение (фиг. 2). В этом режиме коллектор работает как плоский солнечный коллектор, обеспечивая достаточный нагрев теплоносителя за счет поглощения падающего диффузного излучения, а также за счет частичного вклада переотраженного от плоских панелей 2 концентратора рассеянного солнечного излучения.

Клиновидно-параболоцнлиндрическая форма концентратора с продольным размещением плоского и трубчатого тедао- приемников обеспечивают снижение влияния положения Солнца по отношению к ориентации коллектора на утилизацию солнечной энергии в энергию теплоно- сителя.

5 Формула изобретения

1. Фокусирующий солнечный коллектор, содержащий зеркальный составной конденсатор с меридиональным сечением, имеющим центральную часть в виде параболы и примыкающую к ней осе- симметричную периферическую часть в виде отрезков прямых, отклоненных i на 45° относительно оптической оси концентратора, и приемник, располо- женный в фокусе параболы, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, коллектор содержит дополнительный приемник в виде двух плоских трубных досок с селективным покрытием, шарнирно закрепленных на оптической оси в точке пересечения ее с плоскостью, разделяющей центральную периферическую части концентратора, выполненные в виде параболо- цилиндра и плоских панелей соответственно, при этом трубные доски до- полнительного приемника установлены либо горизонтально с перекрытием центральной части концентратора, либо вертикально вдоль оптической оси

концентратора вплоть до его входного отверстия, ограниченного фокальной плоскостью параболоцилиндра.

2. Коллектор по п. 1, отличающийся тем, что основной

приемник выполнен трубчатым.

Изобретение относится к гелиотехнике, позволяет повысить КПД коллектора за счет улучшения эксплуатационной эффективности утилизации солнечной энергии вне зависимости от метеорологических условий и ориентации Солнца. Клиновидно-параболоцилиндрическая форма концентратора (центральная часть - параболоцилиндр 1, а периферическая - плоские панели 2, ориентированные под 45° к оптической оси концентратора) с продольным размещением основного трубчатого приемника 3 и дополнительного приемника в виде двух плоских трубных досок (ТД) 4 и 5, шарнирно закрепленных в точке пересечения 6 оптической оси с плоскостью, разделяющей центральную и периферическую части концентратора, обеспечивает высокую степень концентрации солнечной энергии и утилизацию ее в энергию теплоносителя. В случае размещения ТД 4 и 5 горизонтально коллектор работает как плоский солнечный коллектор, обеспечивая нагрев теплоносителя за счет утилизации как прямой, так и рассеянной (излучение небосвода) составляющих солнечного излучения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Р//г. /

5 7