CN107014093A - 一种抛物面两级加热太阳能集热器 - Google Patents

一种抛物面两级加热太阳能集热器 Download PDF

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朱琳
王学振
邱凌
杨选民
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Abstract

本发明公开一种抛物面两级加热太阳能集热器，主要包括一级反射镜、平面镜、真空管、冷水管、二级反射镜、热水管，所述一级反射镜与平面镜相连，所述平面镜与二级反射镜相连，真空管的轴线和二级反射镜的焦线（即二级反射镜各截面焦点的连线）重合，冷水管和热水管分别连接在真空管的两端；本发明可使太阳光线对真空管中的水进行两级加热，获得较高的集热温度和集热效率，尤其适合为农村和偏远山区的区域供暖和供热。

Description

一种抛物面两级加热太阳能集热器
技术领域
本发明涉及一种太阳能集热器，具体涉及一种抛物面两级加热太阳能集热器。
背景技术
现有的真空管太阳能集热器在对水进行加热过程中工作效率逐渐降低，同时由于传统聚光型太阳能集热器的真空管在聚光器外部，所以结构上不紧凑、影响美观度，并且大多数农村和山区仍然不能进行集中供热和供暖；鉴于此，目前迫切需要设计一种适合为农村和偏远山区供热和供暖的高效太阳能集热器。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明的目的在于提供一种抛物面两级加热太阳能集热器，以提高集热效率，使集热器更加紧凑、美观。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种抛物面两级加热太阳能集热器，包括一级反射镜、平面镜、真空管、冷水管、二级反射镜、热水管；
其特征在于，所述一级反射镜与平面镜相连，所述平面镜与二级反射镜相连，真空管的轴线和二级反射镜的焦线（即二级反射镜各截面焦点的连线）重合，冷水管和热水管分别连接在真空管的两端。
本发明一种抛物面两级加热太阳能集热器的工作原理是：
首先冷水从冷水管进入真空管，太阳光线投射到一级反射镜上并经一次反射后投射到平面镜上，然后经平面镜对其进行二次反射后投射到真空管，对真空管中的水进行一级加热；同时太阳光线投射到二级反射镜上并经反射后直接投射到真空管，对真空管中的水进行二级加热。
本发明的有益效果是，投射在一级反射镜上的太阳光线和投射在二级反射镜上的太阳光线对真空管中的水进行两级加热，真空管中的水的温度迅速上升，可获得较高的集热温度和集热效率，尤其适合为农村和偏远山区的区域供暖和供热。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种抛物面两级加热太阳能集热器的轴测图。
图2为本发明一种抛物面两级加热太阳能集热器的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明：
图1为本发明一种抛物面两级加热太阳能集热器的轴测图，包括一级反射镜（1）、平面镜（2）、真空管（3）、冷水管（4）、二级反射镜（5）、热水管（6）；所述一级反射镜（1）与平面镜（2）相连，所述平面镜（2）与二级反射镜（5）相连，真空管（3）的轴线和二级反射镜（5）的焦线（即二级反射镜各截面焦点的连线）重合，冷水管（4）和热水管（6）分别连接在真空管（3）的两端。
图2为本发明一种抛物面两级加热太阳能集热器的工作原理图，抛物线片段AB和GK代表图1中的一级反射镜（1），直线段BD和EG代表图1中的平面镜（2）、抛物线片段DE代表图1中的二级反射镜（5），以F为圆心的两个圆代表图1中的真空管（3），其中真空管（3）的外轮廓圆半径为r，抛物面片段AB所在抛物线的方程设为M1，抛物面片段GK所在抛物线的方程设为M2，抛物线片段DE所在抛物线的方程设为M3，则M1、M2、M3分别为：
M1: (x-a)2=2py，焦点坐标F1(a ,p/2)
M2: (x+a)2=2py, 焦点坐标F2(-a ,p/2)
M3: x2=2py, 焦点坐标F(0 ,p/2)
其中DO=EO=，F1 ’ 和F2 ’ 是F1和F2所在直线与真空管（3）的外轮廓圆的两个交点，F2和F2 ’关于BD对称， F1和F1 ’关于GE对称；首先冷水从图1中的冷水管（4）进入真空管（3），然后平行y轴的太阳光线投射到一级反射镜（1）的GK段上的H点，经一次反射投射到平面镜（2）上的C点，然后经平面镜（2）反射至真空管（3）上的F2 ’点，同理平行y轴的太阳光线投射到一级反射镜（1）的AB段后反射至真空管（3）上的F1 ’点，对真空管（3）中的水进行一级加热；同时平行y轴的太阳光线投射到二级反射镜（5）上经反射后直接朝F点投射到真空管（3），对真空管（3）中的水进行二级加热。

Claims (1)

1.一种抛物面两级加热太阳能集热器，包括一级反射镜（1）、平面镜（2）、真空管（3）、冷水管（4）、二级反射镜（5）、热水管（6）；所述一级反射镜（1）与平面镜（2）相连，所述平面镜（2）与二级反射镜（5）相连，真空管（3）的轴线和二级反射镜（5）的焦线（即二级反射镜各截面焦点的连线）重合，冷水管（4）和热水管（6）分别连接在真空管（3）的两端；工作时，首先冷水从冷水管（4）进入真空管（3），太阳光线投射到一级反射镜（1）上并经一次反射后投射到平面镜（2）上，然后经平面镜（2）对其进行二次反射后投射到真空管（3），对真空管（3）中的水进行一级加热；同时太阳光线投射到二级反射镜（5）上并经反射后直接投射到真空管（3），对真空管（3）中的水进行二级加热。
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