[实用新型]一种聚光型太阳能集热器

说明书

本实用新型涉及太阳能聚光型集热器。

目前已有的半圆筒反射面、复合抛物面反射面、螺旋线面反射面及梯形中等聚光面等聚光型热水器，虽然都不需要跟踪装置，但由于半圆筒面、螺旋线面及梯形中等聚光面的聚焦效果差，只能部分聚集光线。而复合抛物面的反射面由于组成的两半抛物面张口相对较小，深度相对较大，其宽深比一般仅为0.5左右，因而对阳光的接收角度小，受光面积、效率及集热量都比较低。若为提高受光面积，进一步加大开口尺寸，就会使厚度或体积过大造成结构复杂，安装困难。而且抛物面加工精度要求高，成本高，使推广应用受到很大限制。本发明人曾在CN94222142中提出一种渐开线型太阳能集热器。该集热器的反射面是以吸热圆管为基圆柱的两个反向渐开面，能使集热效率大幅提高。其宽深比达到2以上。但不足之处是宽深比仍不够高，且阳光反射到吸热管底面和两侧的部分相对较少，不利于加热管内下部的低温层，从而不利于管内的对流循环，造成加热速度慢，加热温度低的缺点。

本实用新型的目的是要克服上述困难，而提供一种宽深比更大，聚光比及热效率更高的渐开线型太阳能集热器单元；并由此进一步制得更为轻薄的板式太阳能集热器，使加热速度更快，加热温度更高。

本实用新型的解决方案如下：该太阳能集热器单元包括筒形反射面、吸热圆管、玻璃盖板、壳体和绝热层，其特征在于所说的反射面是以吸热圆管为基圆的两个远段反向渐开面。

上述吸热圆管的下部最好具有金属传热板，以提高加热的效果。

若将上述若干个集热器单元并联，即可组合成扁平状的板式太阳能集热器。

以下结合附图详细描述本实用新型的实施例。

图1是本太阳能集热器两个单元体的横向剖面图。

图2是带传热板的单元体横向剖面图。

图3是由单元体组合成的板式集热器立体图。

参见图1，吸热圆管2为基圆柱，反射面1、10是基圆柱的两个远段反向渐开面。基圆柱处于中间对称位置。所谓远段渐开面是指渐开面上离开基圆起始点较远的一段渐开面。它比以基圆为起始点的渐开面曲率更小，因而更为平坦。所选择的一段渐开面离起始点越远时，渐开面越为平坦。图1中是较近段渐开面，反射光线能更多地集中在基圆管底部。图2中则是较远段渐开面，反射光线集中在基圆管底部及其以下区域。采用较远段渐开面时，相应的吸热圆管1直径较小，可在圆管下部装设金属传热板8或9。其中传热板8是一矩形直板，其长度与筒形反射面相等。传热板9是一V形板，与圆管联为一体形成V型管腔。圆管1与传热板8、9应采用焊接方式联结，以保证较好的传热效果。当传热板被反射光线加热时，热量即传至吸热圆管1内。这种结构的优点是可以收集更多的反射光线，并可节约30％的金属材料。传热板的材料最好是铜、铝等导热性好的材料。

图中的吸热圆管2表面应涂黑漆或选择性涂层，以提高吸热效率。反射面可用铝箔或镜面不锈钢薄皮压制成形，并紧贴在隔热层4的泡沫塑料成型面上。图1中集热器还包括壳体5、玻璃盖板3、外层包皮6、橡胶封条7和铝合金角铁包边13等部件。

参见图3，将上述的若干个集热器单元并联即可组成扁平状的板式太阳能集热器。其中每个单元体的吸热圆管都与两端的横向集管接通，并外接于保温水箱，就可形成自循环式太阳能热水器。各个吸热圆管通过横向集管联为一体或串联为蛇形管即很容易架在筒形反射面上。

本实用新型的远段渐开线型太阳能集热器具有如下优点：

1.每个单元体的反射面的开口宽度与槽深度之比即宽深比较大，一般为2.5～3，不但较现有的各种聚光型集热器大大提高，而且也比标准渐开线型有显著提高。

2.能将较大面积的光线聚集到较小范围，聚光比达3倍以上，明显提高了集光效果和效率。

3.远段渐开线型反射面能将阳光反射到吸热圆管的两侧面或底面，有利于管内对流循环，加热速度快，加热温度高。

4.不需跟踪阳光的装置，结构简单，生产设备投资少，反射面制造方便，对精度要求不高，其误差易于控制和补偿。

5.由于本集热器宽深比大，其厚度较标准渐开线型集热器，特别是其它类型集热器大为降低。厚度薄，重量轻，安装简单方便的特点使之既适用于大型工业集热、采暖工程，也适用于成市住宅楼。家用型只要挂在南阳台上或屋顶上即可。

6.渐开线筒形反射面一般南北放置，如采用蛇形管时也可东西放置。