[其他]液体透镜太阳能供热器

说明书

本发明属于太阳能利用技术领域。

目前已有的太阳能供热器主要有两种形式。一种为吸热型，如箱式太阳能热水器，另一种为反光型。如太阳灶。吸热型太阳能热水器存在的主要问题是，不仅制作的材料耗费大，而且热损大、效率低，被加热物的热效果差。反光型太阳能热水器所存在的主要问题是，工艺复杂，材料耗费大，需要一个复杂的调焦系统。此外在焦点和集热器附近，由于与空气的温差较大，容易形成对流，特别在刮风天气时热效率明显降低。

本发明是一种利用水或透明液体制成的透镜型的太阳能供热器。

本发明的特征是，在一个V型槽的上口处装置一层具有一定强度的且可按设计变形的透明薄膜，将水或透明液体灌注在薄膜上，在重力的作用下，使薄膜自热形成一个抛物面，水或透明液体被构成一个聚光镜体。当阳光照射到水或透明液体时被聚焦，在V型槽的底部形成焦线。焦线落在一条集热管上，通过集热管的光热转换，管内的水或透明液体被加热。

在该集热系统中，照射在液面上的阳光一部分被液面反射损失掉，一部分被液体吸收，其中大部分被液体吸收的光被转化成热能使液体温度增高，另一部分光被透射、聚焦在集热管上。透镜中的水或透明液体由于吸热被预热，预热后的水或透明液体流入集热管中继续加热，使吸收和透射的光能可以得到充分的利用。另一方面，V型槽被透镜所封闭，槽内形成温室效应，空气中的漫射光被部分吸收，集热管散发的热量被较好的保温，同时槽内的热能又能加热透镜内热液，因此该系统具有很好的光热转换效能。这种供热器不需要复杂的调焦装置，由于太阳由东往西方向运动，南北方向的偏移很小，将V型槽东西方向安置。透镜下方阳光的焦线位移很小，以至于不离开集热管。这种太阳能供热器工艺简单，材料省，适合大面积的太阳能利用，也适合楼房住宅的供热供能。

本发明的技术说明如下：

图1是液体透镜太阳能供热器的整体剖面图。

液体透镜太阳能热水器由聚光槽（1）、透镜膜（2）、防尘膜（3）和集热管（4）组成。

聚光槽（1）成“V”字型，槽壁用绝热材料制做，且涂以黑色或其它吸热型涂料。聚光槽（1）与透镜膜（2）构成的液体透镜形成一个封闭的空间，一方面产生温室效应，将空气中的漫射光吸收，提高槽内温度，另一方面用以保温，减少集热管散发热量。同时由于槽内空气的对流，部分热能传递给透镜膜（2）上的液体，起预热作用。“V”型槽东西方向安置，以减小透镜焦线的偏移。

透镜膜（2）由透明度较好，强度大的薄膜制成。在所盛液体的重力作用下，透镜膜自然下垂，形成抛物面，与液体构成一个柱状透镜。当阳光通过这个透镜时，光被聚焦于下方的集热管（4）上，起加热液体的作用，同时阳光通过液体时，一部分光能被吸收，使液温升高起预热液体的作用。

防尘膜（3）是浮于预热液体上的一层透明薄膜，一方面起防尘作用，保持液体清洁，另一方面可防止多余间隙产生和风吹起液面泛起波漪影响聚光效果，同时落在防尘膜（3）上的灰尘也容易清扫。

集热管（4）由导热性能较好的材料制作，外表涂以吸热性较好的涂料。集热管成扁平状，保持太阳南北方向发生偏移时，使焦线始终落在集热管上。集热管的作用是将聚焦后的光能吸收，转化成热能。将透镜膜（2）中预热后液体进一步加热。