[发明专利]一种倾斜式太阳能集热管集热方法及设备

说明书

一、技术领域：

本发明涉及能源利用，特别是太阳能集热管热能利用方法及设备。

二、背景技术：

目前大多数倾斜式太阳能热水器的真空玻璃集热管，虽可获得占总太阳能过半的直接辐射能，但因集热管的背面无反光装置，致使从集热管之间空隙投射过去的直接辐射能大都被浪费掉，见图1。项立成、赵玉文和罗运俊主编的《太阳能的热利用》北京：宇航出版社，1990(4)：16～18；以及杨廷柱主编的《太阳能热水器.》北京：中国农业出版社，1994(12)：70的资料表明：我国地面上单位面积在一日之中的各个时间，所接受的太阳辐射强度，不论是在夏季或是冬季，一日之中均以中午的太阳辐射强度最高，见图2；大部分地区地面单位面积，仅中午前后两个小时的太阳辐射能量，就可占全天辐射能量的约30％。

鉴于倾斜式真空玻璃管式太阳能热水器，大都因无反光装置而将一天中辐射最强的太阳能，透过集热管的空隙被浪费掉的情况，多年来不断有各式的反光做法推介，例如，罗运俊、陶桢二人所著，于2007年1月由化学工业出版社出版的《太阳能热水器及系统》其66页，列举一些反光做法，特别是其中的抛物线形反光板，不仅制作安装困难，还因其一端必须靠近集热管，而不利于安装操作和积灰积雪；其另一端还因伸出过长而遮挡早晚的阳光。但大都终均因在实际使用中的种种不得要领或带来次生问题，而仅经尝试未能得到应用。致时至如今在我国大多数地区集热管的背面仍均不设反光板，而使管的背面只能部分地获得占总太阳能少一半的散射辐射能。致大多数情况下，仍有大部分的太阳热能被损失浪费。

三、发明内容：

本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种倾斜式太阳能集热管集热方法，方法简单，集热效果佳，另外提供的集热设备，结构简单，维护方便。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种倾斜式太阳能集热管集热方法，在集热管的背面加装反光板，反光板为波形形状，设定集热管的外管与反光板面的最小距离，以集热外管半径和集热外管与反光板面的最小距离之和为半径，以集热管圆心为圆心的圆弧，与平行于集热管管间距中心线的内管a点切线相交得到交点b，交点b与集热管背面中心点c点连线，得∠abc，通过b点的与∠abc角平分线垂直的直线，分别与管间距中心线、与管间距中心线平行的集热管直径延长线交点作为波形板的波峰和波谷。

所述集热管管间距为集热内管外径的2倍。

所述反光板面与集热管外管外边缘的最小距离≥20mm。

本发明一种倾斜式太阳能集热管集热设备，涉及集热管，集热管是集热外管内套装集热内管，两管之间的空隙被抽成真空；集热管的背面安装反光板，反光板为波形形状。

所述波形反光板的波峰位于相邻两集热管的正中间，波谷位于集热管的正下方。

所述反光板面与集热管外管外边缘的最小距离≥20mm。

所述集热管管间距为集热内管外径的2倍。

所述反光板波峰和波谷处分别用双头螺栓固定在固定梁上，该固定梁又固定在集热器的支架上，固定梁与反光板之间装有鞍座，反光板与螺母之间装有压条。

所述反光板为抛光表面的金属板材、带有漆层、涂层或搪白瓷层的钢板或反光率高的非金属板材。

所述抛光表面的金属板材为不锈钢、铝或镀锌铁板等。

所述非金属板材为镜玻璃或石膏等。

本发明采用曲折平面的波型反光板；反光板的设计、制作、安装和维护简单方便，并且不易积灰积雪更无挡光，反光板面与集热外管外边缘的净距离，以及集热管管间距的合理设计，不仅可使集热管的正面充分接受太阳的直接辐射与散射能，背面又能接受透过集热内管间隙的太阳直接辐射的反射能，将中午透过吸热集热内管间隙的最强太阳辐射热，全部反射到内管的背面。设备结构简单，为弥补制作和安装的误差影响集热效率，可调整反光板的角度(即入射角和反射角)，保持反光板波峰点f和中点b的阳光，均能反射到内管的外壁上，即反射在g^/至c^/点之间。安装维护成本低，设备安装时，考虑到安装和维护方便，采用固定梁和螺栓固定反光板，支架和地基等全面抗风力设计按最安全的系数修正，保证使用安全。

四、附图说明：

图1为一日中水平面不同时刻的日射强度示意图。

图2为倾斜式集热管中午及其前后阳光穿过管间空隙的情况图。

图3为本发明Φ38/Φ47集热管倾斜安装的反光板结构示意图。

图4为本发明反光板在中午之外其它时间的反光状况示意图。