Солнечный коллектор

 

Сущность изобретения: солнечный коллектор содержит корпус с прозрачным покрытием 5, концентратор в виде фоклинов 1, установленных в корпусе с одной стенкой, выполненной цилиндрической, а другой - плоской и совмещенной с плоскостью, проходящий по середине угла склонения Солнца . Эти стенки имеют общую вершинную линию касания. Выходная щель фоклина состыкована с входным отверстием полостного теплоприемника, омываемого с внешней стороны теплоносителем. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 24 J 2/18

ГОСУДАРСТВЕННЫ И КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4671149/06 (22) 30.04.89 (46) 23.11.92. Бюл. М 43 (71) Дагестанский филиал Энергетического института им. Г.М. Кржижановского (72)ll.È.Èñàåà (56) 1. Патент Японии М 53-17174, кл. F 24 J 3/02, 1978 г.

2. Патент Франции М 2516640, кл. F 24 J 3/02. 1983 г.

3. Патент Франции М 2517033, кл. F 24 J 3/02, 1983 г.

4. Патент США М 4129115, кл. F 24 J 3/02. 1983 г.

5. Патент США t4 4099515. кл. F 24 J 3/02, 1978 г.

6. Патент США ЬЬ 4030477, кл. F 24 J 3/02, 1977 г.

7. Авторское свидетельство СССР

N. 1213314, кл. F 24 J 2/28, 1989 г.

8. Патент США гл 4059094, кл. F 24 J 3/02, 1977 г.

9. Патент США hL 4715358. кл. F 24 J 2/18, 1987 г. — прототип.

„., ЦÄÄ 1776932 Al (54) СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР (57) Сущность изобретения: солнечный коллектор содержит корпус с прозрачным покрытием 5, концентратор ввиде фоклинов 1, установленных в корпусе с одной стенкой, выполненной цилиндрической, а другой— плоской и совмещенной с плоскостью, проходящий по середине угла склонения Солнца. Эти стенки имеют общую вершинную линию касания. Выходная щель фоклина состыкована с входным отверстием полостного теплоприемника, омываемого с внешней стороны теплоносителем. 1 ил.

1776932

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к конструкции плоских коллекторов солнечной энергии (СЭ), и может быть использовано вместо парабола-цилиндрических и других зеркальных концентраторов, предназначенных для захвата С3 с больших площадей.

Известны устройства концентрации СЭ в зонах теплоприемников с теплоносителями (1 — 9). В них используются сотовые (1) и линейные (2) концентраторы, в том числе и . статические (3), способные захватить СЭ со значительных площадей. Для этого применяют даже отражатели со сложными профилями (4 — 6), которые практически недоступны для широкого использования, Одним из главных недостатков известных устройств является невозможность изоляции теплоприемника, от которого величина теплоотдачи возрастает пропорционально степени поглощения и концентрации СЭ.

Применение в этих устройствах автоматики (2) практически не меняет КПД гелиосистемы, так как места вынужденного расположения теплоприемников и их KQHcT руктивные особенности приводят к повышенным потерям тепла.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является, выбранное в качестве прототипа устройство автоматического регулирования интенсивности потока солнечной энергии (9), в котором теплоприемные труГы расположены в фокусах нижних концентраторов с параболическими сечениями. Остальная часть лучистой энергии проникает в полость теплоприемника, Недостатком известной конструкции является значительное уменьшение поглощения лучей поверхностью теплоприемной трубы в зависимости от изменения положения Солнца, которое сводится к смещениями фокальной линии и возрастанию угла падения лучей на теплоприемник до полного отражения или прохождения лучей мимо теплоприемной трубы. В результате этого известная конструкция и ее разновидности имеют черезмерно сложную конструкцию и низкую эффективность, Цель изобретения — повышение коэффициента поглощения СЭ, упрощение конструкции до технологичности массового производства и создание единой гелиосистемы, удовлетворяющей все потребности народного хозяйства в тепло- и хладоснабжении, за исКлючением потребностей в высокотемпературных концентраторах

Указанная цель достигается тем, что солнечный коллектор, содержащий расположенный в направлении восток-запад корпус с прозрачным покрытием, концентраторы в виде фоклинов, установленных в корпусе и одна из стенок которых выполнена вершине, обращенной к Солнцу, и с тыльной стороны теплоизолированы, и теплоприемник для нагрева теплоносителя, другая стенка фоклина выполнена плоской и совмещена с плоскостью, проходящей по середине угла склонения Солнца, а цилиндрическая — расположена между последней и вершинной линией касания, выходная щель фоклина состыкована с входным отверстием теплоприемника, выполненного полостным и омываемого с внешней стороны теплоносителем. Для сосредоточения захваченной СЗ в вершине теплоприемника с эеркальноатражающей поверхностью AQследнего и улучшения теплопередачи тепло20 носителю, уменьшения конвекционных потоков и связанных с ними теплопотерь, она выполнена в виде множества мелких клиновидных светопоглотителей с зачерненными поверхностями.

На чертеже представлено поперечное сечение солнечного коллектора.

Солнечный коллектор содержит плосковыпуклые зеркала 1 с расходящимися основаниями и теплоизолированными промежутками образующие вместе с такими же соседними зеркалами фоклины 1, теплоприемники 2 с цилиндрическими отражателями, поглотители С3 3 с клиновидными сечениями и зачерненными поверхностями, теплоизолирующие упоры 4, прозрачное покрытие 5 и теплоноситель 6.

Плоско-вогнутые зеркала расположены с шагомер являющимся входной щелью фоклина и просветом теплоотдачи 4- выходное отверстие фоклина. Отношение Lt/L характеризует величину теплоотдачи солнечного

40 коллектора со стороны обращенной к Солнцу. Радиус R вогнутого зеркала должен быть равным(или большим) шагу 1 . При этом пло-, ское зеркало совмещено с серединой угла склонения д Солнца. Противоположные стороны поперечного сечения теплоприемников с цилиндрическими отражателями

50 смещены на величину равную их радиусу r, - а стенки теплоприемников соединены между собой перемычками, равными изолированным основаниям зеркал фоклина, образуя замкнутый резервуар для теплоносителя 6. Солнечная радиация, падающая почти параллельным пучком в пределах угла склонения д во входную щель фоклина, отразившись от вогнутого и впередистоящего плоского зеркала, концентрируется в про цилиндрической, причем стенки соседних

5 . фоклинов имеют общую линию касания в

1776932

Составитель В.Савенков

Техред М.Моргентал Корректор M.Керецман

Редактор Т.LUaroaa

Заказ 4112 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент" ° г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 свете щели теплоприемника. Лучи сужаются от ширины пучка L до ширины r для всех значений угла д, т.е. в течении годового склонения Солнца, На фигуре стрелками показаны ход лучей для д - 47 (летнего и 5 зимнего солнцестояния), а количество стрелок луча соответствует количеству зеркальных отражений до полного поглощения в поглотителях 3 с клиновидными сечениями.

Оставшаяся часть энергии луча полностью 10 отдается стенкам поглотителей 3, которые могут быть покрашены в черный цвет. В этих поглотителях сосредотачивается значительная часть энергии, а их расположение в конце теплоприемника практически исключает 15 конвективные потоки.

Таким образом солнечный коллектор не требует автоматики слежения за положением Солнца как в течении дня, так и в течении года. Технология изготовления простая и 20 рассчитана на быстрое внедрение в массовое производство. Степень теплоотдачи может быть практически полностью исключена за счет уменьшения Lt при постоянных значениях радиусов R и r, деформа- 25 цией участка зеркал в зоне их стыковки со входной щелью теплоприемника. Все это позволяет довести коэффициент использования солнечной энергии до 90 и разработать унифицированный ряд высокопараметрических солнечных коллекторов с использованием стойких и дешевых силикатных материалов как в теплоизоляторах, так и в качестве подложки зеркальных поверхностей.

Формула изобретения.

Солнечный коллектор. содержащий расположенный в направлении восток-запад корпус с прозрачным покрытием, концентратор в виде фоклинов, установленных в корпусе, одна из стенок которых выполнена цилиндрической, причем стенки соседних фоклинов имеют общую линию касания в вершине, обращенной к Солнцу, а с тыльной стороны теплоизолированы, и теплоприемникдля нагрева теплоносителя, от л и ч а юшийся тем, что. с целью упрощения конструкции и технологии изготовления, другая стенка фоклина выполнена плоской и совмещена с плоскостью, проходящей no . середине угла склонения Солнца, а цилиндрическая расположена между последней и вершинной линией касания, выходная щель фоклина состыкована с входным отверстием теплоприемника, выполненного полостным и омываемого с внешней стороны теплоносителем.