CN201187903Y - 可固定安装的折射式聚光太阳能高温集热器 - Google Patents

Abstract

可固定安装的折射式聚光太阳能高温集热器以类似菲涅耳透镜聚光原理，由高透射平板玻璃与柔性菲涅耳透镜粘合成聚光板，它的细纹沿东西方向或竖直方向固定安装、使其焦线与南北向垂直，故无需使用太阳跟踪器就能将入射太阳光汇聚成一条明亮的光带照射在光接收器(集热管)上，从而获得高温液体、蒸气。为提高聚光效率，一年四季只需操纵拉杆微调光接收器的位置就能将入射光汇聚在接收器上。这种聚光太阳能高温集热器适合在向阳坡面、东西墙面上大面积安装，能与建筑物融为一体。产生的高温热水蒸气冬季用于采暖，春秋季节供热水，夏季驱动制冷机工作；还可以为工农业生产、海水淡化(蒸馏)、太阳能热发电提供热动力。

Description

可固定安装的折射式聚光太阳能高温集热器

所属技术领域：

本专利属于新能源技术领域，涉及高效接收太阳能量以转化成热能，实现一种可固定安装(不用太阳跟踪器)的折射式聚光太阳能高温集热器。

技术背景；

为减少利用矿物燃料，减轻大气污染和二氧化碳的排放量，各国都采用各种措施推广利用太阳能，太阳能是一种取之不尽用之不渴的清洁能源。取之有道、合理利用能够保护环境造福人类。寒冷地带太阳能暖房、蔬菜温棚都是直接利用太阳能采暖的，这种被动式太阳房仅是用于冬季采暖。目前也有人设计将太阳能集热器(真空玻璃管集热器或平板式太阳能集热器)安装在屋面上，其产生的热水温度不高，也只能用于供暖和供热水。这种是在屋面上附加了太阳能部件，对建筑美观有一定的影响，效率不高。

发明内容：

为克服主动式太阳房单一采暖功能和现有太阳能集热器与建筑结合不理想的不足，提供一种利用新型聚光板直接替代向阳屋面、墙面，形成一种固定安装，不用太阳跟踪器的聚光式太阳能高温集热器。这种新型的聚光板利用菲涅耳透镜折射聚光原理，将许多互相平行的细小渐变齿状棱镜组成的柔性聚光膜与高透射平板玻璃粘合在一起，形成外表平滑、耐磨、不易变形与破裂的聚光板。太阳光通过聚光板折射后在聚焦处形成一条条明亮的条状光带，在近焦线处安装直线形条状集热器可用来加热高温导热液体或高温水蒸气，用来蒸饭、烧水、冬季采暖、夏季制冷(给制冷机提供能量)。在大面积聚光板下边沿安装接水槽用于承接屋面雨水。在同一座太阳房屋面中同时实现高温集热，承接雨水等多项功能。

解决其技术问题采用的方案是：

利用钢构支架、聚光板、光接收器、蓄热箱等组成太阳房(屋面)。太阳房的构架既是建筑的架构，同时又是支撑和固定聚光板的支架；宽幅雨水收集槽同时又是施工维修平台。聚光板由高透射平板玻璃与柔性菲涅耳透镜粘合而成，刚柔结合增强了玻璃抗爆能力，平板玻璃朝外，齿状平行条纹朝内，聚光板固定装安在向阳坡屋面上或东西头墙面上，每条细纹与南北方向垂直，集热管安装在各焦线上，在操纵杆牵动下可在焦平面上平行移动，使不同季节的入射阳光经聚光板折射后均会照射在集热管上，以获得较高的集热温度和集热效率。

本专利将聚光板的棱镜条纹沿东西方向排列，不用太阳跟踪器，从早到晚都能将入射光线汇聚在集热管，具有升温快、集热温度高的特点，可获得高温液体、蒸气，所获得集热温度大大高于非聚光式集热器。聚光板美观耐用，易与建筑结合，安装方便，可充当房屋的瓦片、隔热层，同时兼备防雨、透光、隔热等功能，是一种理想的建筑节能构件。

本专利有益的效果是：这种折射式聚光太阳能高温集热器可以固定安装在建筑物屋面或墙面上与建筑物融为一体，充分利用屋面和墙面采集太阳的能量。通过折射聚光从而获得高温液体、蒸气，冬季用于采暖，春秋季节供热水，夏季用于驱动冷机工作。一套太阳能集热器一年四季均可发挥它的节能作用。这种高温集热器大面积地安装在工厂、车间屋面上可以为工厂提供大量的高温热水，蒸气；还可以为海水淡化(蒸馏)和太阳能热发电提供动力。

附图说明：

以下结合附图实施例对本专利作进一步说明：

图1是折射式聚光太阳能高温集热器的结构示意图。

图2折射式聚光太阳高温集热器的聚光板的侧视图(A向)。

图3是用于高温集热的集热管组件的截面示意图(托管支座可以沿滑轨移动)。

图4是折射式聚光太阳能屋顶(双坡)的结构示意图

图中1.聚光板(1-1高透射平板玻璃，1-2透明粘胶，1-3菲涅耳透镜)，2.金属支架；3.斜梁滑道，4.光接收器(集热管)，5.管托支座，6.微调拉杆，7.接水槽，8.立柱，9.横梁。

具体实施方式：

在图1中，聚光板(1)固定在金属支架(2)上，聚光板(1)的高透射平板玻璃(1-1)朝上，棱镜细纹沿东西方向排列，光接收器排列在聚光板(1)的焦面上不用太阳跟踪装置一年四季从早到晚都能将入射光汇聚到光接收体(4)上。

在图2所示实施例中，聚光板(1)由刚性平板玻璃(1-1)用透明粘胶(1-2)与柔性的菲涅耳透镜(1-3)粘合在一起，增强了玻璃的抗爆能力，表面耐磨、易清洗，整体不变形。标准模块可以直接当作瓦片、墙面使用。

在图3所示实施例中，用于聚光热能转化的高温集热管位于聚光板(1)的焦线上；托管支座(5)在微调拉杆(6)牵引下，可沿斜梁滑轨(3)移动，使不同季节(不同高度角)的入射光都能汇聚在集热管(4)，使集热器获得最大的集热效率。

在图4所示的实施例中，在大面积安装聚光板的屋顶坡面下端安装接水槽(7)，承接屋面的雨水(加以利用)，一定宽度的水槽又可以充当安装和维护平台使用。

在图4所示的实施例中，为解决多层(8层以上)建筑室内采暖用热量较大屋面太阳能供热不足时，可在东西两头墙面上竖直(聚光板细纹竖直向上)安装折射式聚光太阳能高温集热器。大面积高温集热器采集的热量冬季用于采暖，春秋季节供热水，夏季产生的高温蒸气可用于驱动制冷机工作或进行热动力发电。高温集热器升温快，集热温度高，拓宽了太阳热应用的领域，避免了夏天产热过剩造成的浪费现象。同一套折射式聚光太阳能高温集热器，一年四季均可发挥其节能减排的作用。其适用在新建建筑屋顶上安装，也可以在城市建筑屋面平改坡工程中直接替代向阳坡面(南北长进深的屋顶可安装成双坡面或多坡面)。在工厂的车间屋顶大面积安装折射式聚光太阳能高温集热器可向锅炉提供高温热水蒸气，节省矿物燃料，为节能减排做贡献。

Claims (4)

1、可固定安装的折射式聚光太阳能高温集热器，其特征是：聚光板(1)固定安装在金属支架(2)上面，光接收器(4)位于聚光板下方，其轴向与聚光板的线聚焦光带平行，并由带拉杆(6)的管托支座(5)支撑在斜梁滑道(3)上方，所形成的框架结构可直接固定在向阳的屋面上或与立柱(8)横梁(9)搭接成一个斜屋面，入射到聚光板(1)上的阳光经聚光板(1)折射后形成一条条平行光带，汇聚在光接收器(4)上，实现高温集热的效果。

2、根据权利要求1所述的可固定安装的折射式聚光太阳能高温集热器，其特征是：聚光板由高透射平板玻璃(1-1)与柔性菲涅耳透镜(1-3)用透明粘胶(1-2)粘合而成，聚光板平板玻璃面朝外固定在向阳坡屋面和东西墙面上，其焦线与南北向的连线垂直。

3、根据权利要求1所述的可固定安装的折射式聚光太阳能高温集热器，其特征是：光接收器(4)可以在操纵杆(6)的牵引下沿滑斜梁滑道(3)在与焦平面平行的方向上移动，不用太阳跟踪器，一年四季只需微调拉杆(6)就能将入射阳光汇聚在光接收器(4)上面，以提高聚光效率。

4、根据权利要求1所述的可固定安装的折射式聚光太阳能高温集热器，其特征是：安装在大面积聚光板下边沿的接水槽其宽度可以让施工及维护人员在上面自由行走。

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