CZ291095B6

CZ291095B6 - Solar collector with concentration members

Info

Publication number: CZ291095B6
Application number: CZ1997514A
Authority: CZ
Inventors: Antonín ©Míd; Vladimír Dvořák
Original assignee: Antonín ©Míd; Vladimír Dvořák
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 2002-12-11
Also published as: CZ51497A3

Abstract

In the present invention there is disclosed a solar collector with concentration members comprising a series of segments formed by rectilinear surfaces (1) of perpendicular cross section in the form of conical sections. Said segment inner surface is provided with a reflective layer (6) and in focal line (p) thereof there is located at least one absorption tube (2) with heat-carrying medium, wherein the segments are covered with solar radiation-transmitting glass (5) enabling evacuating if internal space thereof. On external side of the segments there is performed a system of channels (3) with a hear-removing medium. The absorption tubes (2) dissipate concentrated solar energy of higher temperature and the channel (3) system employs residual energy from the concentrator outer side for heating, for example, service water.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká slunečního kolektoru s koncentračními prvky a řeší maximální využití sluneční energie.The invention relates to a solar collector with concentration elements and to a maximum use of solar energy.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Je známa řada slunečních kolektorů zvláště deskového typu, založených na obdobném principu, který spočívá vtom, že sluneční paprsky dopadají na plochu s absorpční schopností a z této plochy je pohlcené teplo vedením převáděno do vody, nebo jiného kapalného teplonosného média. Všechny tyto kolektory využívají sluneční energii k přeměně na tepelnou energii, především pro získávání teplé užitkové vody a to o relativně nízké teplotě. Účinnost těchto slunečních kolektorů je velmi nízká.A number of solar collectors, particularly of the plate type, are known, based on a similar principle, in that the sun rays impinge on an absorbent surface and from that surface the heat absorbed by conduction is transferred to water or another liquid heat transfer medium. All of these collectors use solar energy to convert it to thermal energy, especially to obtain hot utility water at a relatively low temperature. The efficiency of these solar collectors is very low.

Problém získávání tepelné energie na vyšší teplotní úrovni je řešen koncentrátory sluneční energie, což jsou v podstatě zakřivené plochy např. typu parabolických, hyperbolických nebo kombinovaných zrcadel.The problem of obtaining thermal energy at a higher temperature level is solved by solar energy concentrators, which are basically curved surfaces such as parabolic, hyperbolic or combined mirrors.

Známé sluneční kolektory deskového typu pro získávání tepelné energie na vyšší až vysoké teplotní úrovni používají rovněž koncentrátorů záření, jejichž prvky mají podobu korýtek, jež mají v příčném řezu tvar kuželosečky. Seřazením těchto prvků je vytvářen rovinný sluneční kolektor, např. střešní nebo obkladový. Ve zveřejněné přihlášce vynálezu CZ 1991-2732 je kolektor s odrazovou plochou ve tvaru řady vzájemně se dotýkajících korýtek s polokruhovými průřezy. Absorbéry jsou trubky umístěné ve středech polokruhových průřezů. Ve zveřejněné přihlášce vynálezu CZ 1990-5867 se řeší soustředění slunečního záření na trubkový absorbér pomocí korýtka s průřezem kuželosečky. Trubkový absorbér je umístěn v ohnisku kuželosečky.The known plate-type solar collectors also use radiation concentrators whose elements are in the form of troughs in the shape of a conic section in cross-section to obtain thermal energy at a higher to high temperature level. The arrangement of these elements creates a planar solar collector, eg roof or cladding. In the published patent application CZ 1991-2732, the collector with a reflecting surface is in the form of a series of interlocking troughs with semicircular cross-sections. Absorbers are tubes located in the middle of semicircular cross-sections. In the published application CZ 1990-5867 the concentration of solar radiation on a tubular absorber is solved by means of a trough with a conic section. The tubular absorber is located in the focus of the conic section.

Společným nedostatkem známých řešení je nízká účinnost využití sluneční energie, což je způsobeno i tím, že není využívána teplota vnější strany koncentrátorů a je zpětně vyzařována do prostoru.A common drawback of the known solutions is the low efficiency of the use of solar energy, which is also due to the fact that the outside temperature of the concentrators is not used and is back-radiated into space.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Nedostatky známých řešení do jisté míry odstraňuje sluneční kolektor s koncentračními prvky podle vynálezu, sestávající z řady segmentů vytvořených přímkovými plochami s kolmým průřezem ve tvaru kuželoseček, např. ve tvaru parabol, jejichž vnitřní povrch je opatřen reflexní vrstvou a v jejichž ohniskové přímce je umístěna nejméně jedna absorpční trubice s teplonosným médiem, přičemž segmenty jsou překryty sklem propouštějícím sluneční záření a umožňujícím vakuování vnitřního prostoru segmentu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že na vnější straně segmentů je vytvořena soustava kanálků s médiem pro odvod tepla.The drawbacks of the known solutions are overcome to a certain extent by the solar collector with the concentrating elements according to the invention, consisting of a series of segments formed by rectangular, rectangular-shaped rectangular cross-sectional areas, e.g. one absorber tube with a heat transfer medium, the segments being covered with solar-permeable glass and allowing the interior of the segment to be evacuated. It is an object of the invention to provide a system of channels with heat dissipating medium on the outside of the segments.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na přiložených výkresech je schematicky znázorněn příklad konkrétního provedení koncentrujícího slunečního kolektoru podle vynálezu. Na obr. 1 je řez segmentem, na obr. 2 je pohled na čelo segmentu, na obr. 3 je pohled z boku a na obr. 4 je pohled shora na řadu segmentů.The accompanying drawings show schematically an example of a particular embodiment of a concentrating solar collector according to the invention. Fig. 1 is a cross-sectional view of a segment; Fig. 2 is a front view of the segment; Fig. 3 is a side view; and Fig. 4 is a top view of a series of segments.

-1 CZ 291095 B6-1 CZ 291095 B6

I ¹ Příklad provedení vynálezuAnd ^one example of the invention

Znázorněný koncentruj ící sluneční kolektor sestává ze segmentů vytvořených přímkovými plochami 1 s kolmým průřezem ve tvaru parabol, jejichž vnitřní povrch je opatřen reflexní 5 vrstvou 6 vytvořenou z galvanického stříbra o tloušťce 5 pm. V ohniskové přímce p každého segmentu je umístěna dvojice absorpčních trubic 2 s teplonosným médiem. Horní část segmentů je překryta sklem 5 propouštějícím sluneční záření a umožňujícím vakuování vnitřního prostoru segmentu. Sklo 5 je možno překrýt antireflexní vrstvou. Segmenty mají délku 1 m a na obou čelech mají po obvodě vytvořeny dva sběrné kanály 8 opatřené na jednom čele vstupním a na 10 druhém čele výstupním hrdlem 7. S každým sběrným kanálem 8 jsou propojeny soustavy kanálkůThe illustrated concentrating solar collector consists of segments formed by linear surfaces 1 with perpendicular cross-section in the shape of a parabolic, whose inner surface is provided with a reflective layer 5 made of 5 µm galvanic silver. In the focal line p of each segment is located a pair of absorption tubes 2 with heat transfer medium. The upper part of the segments is covered by solar-transmitting glass 5 and allows the interior of the segment to be evacuated. The glass 5 can be covered with an antireflective layer. The segments have a length of 1 m and on both ends they have circumferentially formed two collecting channels 8 provided on one face with an inlet and on the other face with an outlet throat 7. Channel systems are connected to each collecting channel 8

3, které jsou vytvořeny na vnější straně segmentů. Vnější strana segmentů a soustava kanálků 3 je opatřena tepelnou izolací 4. Přímkové plochy 1 včetně soustavy kanálků 3 a reflexní vrstvy 6 jsou vytvořeny galvanotechnicky. Absorpční trubice 2 procházejí čely 9 a jejich výstupy jsou napojeny na soustavu trubek pro přenos tepla podle řešení uvedeného ve spisu CZ 1996-3202.3, which are formed on the outside of the segments. The outer side of the segments and the duct system 3 is provided with thermal insulation 4. The linear surfaces 1 including the duct system 3 and the reflective layer 6 are electroplated. The absorption tubes 2 extend through the faces 9 and their outlets are connected to the heat transfer tube assembly according to the solution disclosed in CZ 1996-3202.

Dvojicí absorpčních trubic 2 proudí teplonosné médium odvádějící koncentrovanou sluneční energii o vysoké teplotě až 250 °C. Do soustavy kanálků 3 je přes sběrný kanál 8, hrdly 7 přiváděno médium pro odvod tepla, které vzniká v přímkové ploše 1 segmentu. V tomto případě byla použita jako médium užitková voda, která měla na výstupu teplotu až 60 °C. V jiném 20 případě se v soustavě kanálků 3 předehřívala napájecí voda do absorpčních trubic 2.A heat transfer medium, which removes concentrated solar energy at a high temperature of up to 250 ° C, flows through the pair of absorption tubes 2. The heat dissipation medium, which is produced in the linear surface 1 of the segment, is fed to the duct system 3 via the collecting duct 8 through the nozzles 7. In this case, utility water was used as the medium, having a temperature of up to 60 ° C at the outlet. In another case 20, in the channel system 3, feed water was preheated into the absorption tubes 2.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Sluneční kolektor s koncentračními prvky podle vynálezu je určen pro ohřev vody a ve větší sestavě pro výrobu elektrické energie.The solar collector with the concentration elements according to the invention is intended for water heating and in a larger set for generating electricity.

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS

Claims

A solar collector with concentric elements, consisting of a series of segments formed by straight surfaces (1) of perpendicular cross-section in the shape of conic sections, for example in the form of parabolas, whose inner surface is provided with a reflective layer (6) and at least one heat transfer medium absorption tube (2), the segments being covered by solar-permeable glass (5) and allowing the evacuation of the interior space, characterized in that a system of channels (3) with heat dissipating medium 40 is formed on the outside of the segments .

3 drawings

-2GB 291095 B6