KR101103591B1

KR101103591B1 - parabolic trough concentrator for keeping the refraction rate and reducing the heat loss

Info

Publication number: KR101103591B1
Application number: KR1020100000930A
Authority: KR
Inventors: 이귀현; 김성진
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2010-01-06
Filing date: 2010-01-06
Publication date: 2012-01-09
Also published as: KR20110080614A

Abstract

본 발명은 반사판이 오염되는 것을 방지하여 반사율이 유지될 수 있고, 흡수관이 외부의 공기와 접촉되지 않게 함으로써 흡수관의 열손실을 줄일 수 있는 반사율을 유지하고 열손실을 줄일 수 있는 집열기에 관한 것으로, 반사판에 의해 반사된 빛의 열을 흡수하는 흡수기를 포함하여 구성된 집열기에 있어서, 상기 반사판의 전방에 투명판을 설치하고 측면에 단열 평판을 설치하여 외부 공기와 반사판을 차단시킴으로서 반사면에 이물질이 묻는 것을 방지하고, 흡수기가 설치되는 공간을 진공으로 만들어 외기를 차단시킴으로써 흡수기에서 흡수한 열이 공기에 의해 손실되는 것을 방지한 것이다. The present invention relates to a collector which can prevent the reflector from being contaminated and maintain the reflectance, and maintain the reflectance to reduce the heat loss of the absorber tube by preventing the absorber tube from contacting the outside air. In the collector comprising a absorber for absorbing heat of light reflected by the reflector, the transparent plate in front of the reflector and the heat insulating plate on the side to block the outside air and the reflector by blocking foreign matter on the reflecting surface This is prevented, and the space where the absorber is installed is vacuumed to block outside air, thereby preventing the heat absorbed by the absorber from being lost by air.

Description

Parabolic trough concentrator for keeping the refraction rate and reducing the heat loss}

본 발명은 태양열 집열기에 관한 것으로써, 상세하게는 반사판이 오염되는 것을 방지하여 반사율이 유지될 수 있고, 흡수관이 외부의 공기와 접촉되지 않게 함으로써 흡수관의 열손실을 줄일 수 있는 집열기에 관한 것이다. The present invention relates to a solar collector, and more particularly, to a collector that can maintain a reflectance by preventing contamination of a reflector, and reduce heat loss of an absorber tube by preventing the absorber tube from contacting external air. will be.

동력원의 연료로 가장 많이 사용되는 것 중 의 하나가 화석연료이고, 이러한 화석연료의 고갈에 따라 자연력을 이용한 동력 발생 장치들이 많이 개발되고 있다. One of the most commonly used fuels for power sources is fossil fuels. As the fossil fuel is depleted, many power generators using natural forces are being developed.

이러한 자연력을 이용한 동력 발생장치들로는 풍력 발전 장치, 조력 발전 장치, 태양력 발전 장치 등이 있으며, 이러한 동력 발생 장치들 중 태양을 이용한 동력 발생 장치는 태양광을 이용하는 경우와 태양열을 이용하는 경우가 있다.Such power generators using natural forces include wind power generators, tidal power generators, solar power generators, and the like, and power generators using the sun may use solar light and solar heat.

이중에서 태양열을 이용하기 위한 집열장치로는 평판형, 접시형, PTC(Parabolic Trough Type Concentrator) 등이 있으며, 열매체의 온도가 높지 않아도 되는 난방이나 온수 설비에는 평판형이 주로 사용되고, 보다 높은 온도를 요구하는 냉난방 시스템 및 건조장치나 발전 분야에는 접시형이나 PTC형이 많이 사용되고 있다. Among these, the heat collecting device for using solar heat is a flat plate type, a plate type, a Parabolic Trough Type Concentrator (PTC), etc., and a flat plate type is mainly used for heating or hot water facilities where the temperature of the heat medium does not have to be high. Dish type and PTC type are widely used in the required heating and cooling system, drying equipment and power generation field.

이러한 집열기 중 PTC형 집열기의 일예를 도 1에 도시하였다. An example of a PTC collector of such a collector is shown in FIG. 1.

도시한 바와 같이, 집열기는 흡수기(200)를 중심으로 홈통형 반사판(100)이 설치되어 있으며, 반사판(100)에 의해 반사되는 햇빛은 흡수기(200)로 모아지게 되고 이에 따라 흡수기는 보다 높은 온도로 집열 할 수가 있다As shown, the collector is provided with a trough reflector plate 100 around the absorber 200, and the sunlight reflected by the reflector plate 100 is collected by the absorber 200, and thus the absorber has a higher temperature. I can collect it

이와 같이 구성된 집열기는 상기한 바와 같이 햇빛을 반사시켜 흡수기에 집중되게 하여 고온으로 집열을 하는 장치로, 효율에 영향을 미치는 요소로는 반사판의 반사율과, 흡수기의 흡수효율, 그리고 열손실이라 할 수 있으며, 먼지나 눈비에 의해 오염될 수 있는 반사판의 반사율을 높이기 위해서는 항상 깨끗한 상태를 유지하여야 한다. The collector configured as described above is a device that collects sunlight at a high temperature by reflecting sunlight to concentrate on the absorber. The factors affecting the efficiency are reflectance of the reflector, absorption efficiency of the absorber, and heat loss. In order to increase the reflectivity of the reflector, which may be contaminated by dust or snow, it should be kept clean at all times.

따라서, 수시로 청소를 하여 반사율이 높게 유지되게 하는 것이 바람직하나, 이렇게 반사판의 반사 효율을 높이기 위해 반사판을 수시로 세척할 경우 세척 과정에서 반사판의 표면에 스크래치(scratch) 즉, 긁힌 자국이 나게 되고 이러한 스크래치가 많을 경우 반사판의 반사효율이 떨어지는 원인이 되었다. Therefore, it is desirable to keep the reflectivity high by cleaning frequently, but in order to improve the reflection efficiency of the reflecting plate, if the reflecting plate is washed from time to time, the surface of the reflecting plate may be scratched, that is, scratches, and such scratches. In many cases, the reflection efficiency of the reflector was reduced.

또한, 도시한 바와 같이 흡수기는 외기에 노출된 상태로 설치되어 있어 반사판에 의해 반사된 빛이 흡수기에 집중된 열을 흡수하여도 대기와의 대류 및 전도에 의해 흡수기의 열을 빼앗겨 열효율이 떨어지는 문제가 있었다. In addition, the absorber is installed in the state exposed to the outside air, even if the light reflected by the reflector absorbs the heat concentrated in the absorber, the heat of the absorber is lost due to convection and conduction with the atmosphere, thereby reducing the thermal efficiency. there was.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로써, 반사판에 이물질이 묻는 것을 차단함으로서 반사효율이 떨어지는 것을 방지하여 반사율을 유지할 수 있는 집열기를 제공함을 목적으로 한다. The present invention was developed to solve the problems of the prior art as described above, it is an object of the present invention to provide a collector that can maintain the reflectance by preventing the reflection efficiency is lowered by blocking foreign matters on the reflecting plate.

또한, 빛 에너지를 열로 흡수하는 흡수기를 진공실에 설치하여 흡수기의 열이 대기중으로 손실되는 것을 방지함으로서 열손실을 줄일 수 있도록 한 집열기를 제공함을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a collector that can reduce heat loss by installing an absorber in a vacuum chamber that absorbs light energy as heat to prevent the heat of the absorber from being lost to the atmosphere.

이러한 본 발명의 집열기는 반사판에 의해 반사된 빛의 열을 흡수하는 흡수기를 포함하여 구성된 집열기에 있어서, 상기 반사판의 전방에 투명판을 설치하고 측면을 단열 평판으로 막아 외부 공기를 차단함으로서 반사면에 이물질이 묻는 것을 방지하고, 흡수관이 설치된 공간을 진공으로 만들어 열손실을 줄일 수 있게 구성함을 특징으로 한다. The collector of the present invention comprises an absorber including an absorber for absorbing heat of light reflected by the reflector, wherein a transparent plate is installed in front of the reflector and the side is blocked by an insulating plate to block external air. It is characterized by preventing foreign matters from being buried and reducing heat loss by vacuuming the space where the absorption tube is installed.

본 발명은 집열기를 장기간 사용 할 때 먼지나 눈비에 의해 반사판이 오염되는 것을 방지함으로써, 반사판의 반사효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. The present invention has the effect of preventing the reflection efficiency of the reflector from falling down by preventing the reflector from being contaminated by dust or snow when using the collector for a long time.

또한, 고온 상태의 흡수기를 진공속에 위치시킴으로서 외부 공기와 차단되어 흡수기의 열이 대기 중으로 전달되어 손실되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. In addition, by placing the absorber in a high temperature in the vacuum there is an effect that can be blocked from the outside air to prevent the heat of the absorber is transferred to the atmosphere to be lost.

도 1은 종래의 집열기의 일예를 도시한 측면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 반사율을 유지하고 열손실을 줄일 수 있는 집열기의 일예를 도시한 사시도이고,
도 3은 도 2에 도시한 집열기의 분해사시도이고,
도 4는 도 2에 도시한 집열기의 측면도이다. 1 is a side view showing an example of a conventional collector;
2 is a perspective view showing an example of a collector that can maintain a reflectance and reduce heat loss according to the present invention;
3 is an exploded perspective view of the collector shown in FIG.
4 is a side view of the collector illustrated in FIG. 2.

이하, 본 발명에 따른 반사율을 유지하고 열손실을 줄일 수 있는 집열기를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a collector for maintaining the reflectance and reducing heat loss according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 집열기는 반사판(100)에 의해 반사된 빛의 열을 흡수하는 흡수기(200)를 포함하여 구성된 집열기에 있어서, 상기 반사판(100)의 전방에 투명판(1)을 설치하여 반사판(100)의 반사면에 이물질이 묻는 것을 방지한 것이다. As shown, the collector according to the present invention includes a absorber 200 that absorbs heat of light reflected by the reflecting plate 100, the transparent plate 1 in front of the reflecting plate 100 It is installed to prevent foreign matter on the reflective surface of the reflecting plate 100.

즉, 도 2내지 도 4에 도시한 바와 같이 홈통형으로 굽혀진 반사판의 안쪽 반사면을 덮을 수 있도록 투명판(1)을 설치하여 반사판(100)에 이물질이 묻는 것을 방지하였다. That is, as illustrated in FIGS. 2 to 4, the transparent plate 1 is installed to cover the inner reflective surface of the reflecting plate bent in a tubular shape, thereby preventing foreign matter from being deposited on the reflecting plate 100.

또한, 측면을 통하여 이물질이 유입되어 반사판(100)을 오염시킬 수 있음으로 측면도 열전도율이 낮은 평판으로 막아주고, 반사판과 측면 평판 그리고 투명판(1) 등의 연결 부분에 고무 재질 등의 패킹을 설치하여 외기가 내부로 유입되는 것을 차단하였다. In addition, foreign matter may enter through the side to contaminate the reflecting plate 100 so that the side also prevents the plate from having low thermal conductivity, and a packing such as rubber material is installed at the connection part of the reflecting plate, the side plate, and the transparent plate 1. To block the outside air from entering.

상기한 바와 같이, 투명판(1)과 반사판(100) 그리고 측면의 평판에 의해 이루어지는 공간은 밀폐된 상태이므로 그 내부에 설치된 흡수기(200)는 외기로부터 보호될 수 있다. As described above, since the space formed by the transparent plate 1, the reflecting plate 100, and the flat plate on the side is sealed, the absorber 200 installed therein may be protected from the outside air.

즉, 상기 공간에는 공기가 채워진 상태라 하더라도 가열된 흡수기(200)는 바람 등의 영향을 적게 받아 흡수기(200)에서의 열손실이 줄어들게 된다. That is, even though the space is filled with air, the heated absorber 200 is less affected by wind, and thus, heat loss in the absorber 200 is reduced.

그러나 투명판(1)과 반사판(100) 그리고 측면 평판에 의해 이루어지는 공간은 벽을 사이에 두고 외기와 접촉되며, 태양광과 흡수기에 의해 가열된 내부 공간의 공기는 벽을 통해 외부로 열을 빼앗길 수 있으므로 보다 효율적인 단열을 위한 구조가 요구되며, 이를 위해 상기 흡수기(200)가 설치되는 공간의 공기를 제거하여 진공실(2)로 만들어 줌으로서 흡수기(200)의 열이 외기로 전달되는 것을 차단하였다. However, the space formed by the transparent plate 1, the reflecting plate 100, and the side plate is in contact with the outside air with the walls interposed therebetween, and the air in the internal space heated by the sunlight and the absorber loses heat to the outside through the wall. Therefore, a structure for more efficient thermal insulation is required, and for this purpose, the air in the space where the absorber 200 is installed is removed to make a vacuum chamber 2, thereby preventing heat from the absorber 200 from being transferred to the outside air. .

상기 진공실(2)은 도 2내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 투명판(1)과 반사판(100) 그리고 측면 평판에 의해 이루어지는 공간의 일측에 체크밸브와 같이 한 방향으로의 흐름만을 허용하는 진공밸브(3)를 설치하여 내부의 공기를 배출시켜 만들 수 있다. As shown in FIGS. 2 to 4, the vacuum chamber 2 allows only one direction of flow such as a check valve to one side of the space formed by the transparent plate 1, the reflecting plate 100, and the side plate. By installing a vacuum valve (3) can be made to discharge the air inside.

다만, 제작시 주의 할 점은 내부를 진공으로 만들면 대기압이 진공실(2)로 가해지기 때문에 반사판이 꺾이거나 휘어져서 반사된 태양광의 초점이 흡수기를 벗어 날 수 있음으로 프레임 재료의 강도와 간격 그리고 투명판, 반사판 및 측면 재료의 강도를 적절히 조절하여야 될 것이다. However, care should be taken when making the inside of the vacuum, the atmospheric pressure is applied to the vacuum chamber (2), so that the reflecting plate is bent or bent so that the focus of the reflected sunlight can be out of the absorber. The strength of the plates, reflectors and side materials will have to be adjusted appropriately.

이렇게 진공실(2) 내부의 공기를 배출시킴으로써 흡수기(200)에 흡수된 열을 대류나 전도에 의해 전달할 수 있는 공기가 진공실의 내부에 존재하지 않음으로 흡수기(200)의 열 손실을 줄일 수 있는 것이다. By discharging the air in the vacuum chamber 2 as described above, the heat loss of the absorber 200 can be reduced because there is no air inside the vacuum chamber that can transfer heat absorbed by the absorber 200 by convection or conduction. .

상기 진공실(2)을 도면과 상기의 설명에서는 투명판(1)과 반사판(100) 그리고 측면 평판에 의해 이루어지는 공간에 형성한 것을 일예로 도시하고 설명하였으나, 흡수기(200)만을 고려 할 때는 그 주변을 감싸는 별도의 통으로 구성한 이중 진공간형 흡수기로 제작 할 수도 있다. Although the vacuum chamber 2 is illustrated and described in the drawings and the above description in the space formed by the transparent plate 1, the reflecting plate 100, and the side plate as an example, when considering only the absorber 200, the periphery thereof is considered. It can also be produced as a double vacuum-type absorber consisting of a separate cylinder surrounding the.

1 : 투명판
2 : 진공실
3 : 진공밸브
100 : 반사판
200 : 흡수기1: transparent plate
2: vacuum chamber
3: vacuum valve
100: reflector
200: absorber

Claims

In the collector configured to include an absorber 200 for absorbing light reflected by the reflecting plate 100 as heat,
The transparent plate 1 is installed in front of the reflecting plate 100 and a heat insulating plate is installed on the side to separate the reflecting plate 100 from the outside to block foreign substances from entering the reflecting surface to maintain the reflectance even when used for a long time. and,
A connection of the reflective plate 100 and the transparent plate 1 and the side plate is provided with a rubber packing to block outside air from flowing into the inside.
In the space where the absorber 200, which is the space consisting of the reflecting plate 100, the transparent plate 1, and the side plate, is installed, a vacuum valve 3 is installed at one side to form a space as the vacuum chamber 2 to absorb the absorber 200. To reduce heat loss by preventing heat from being transferred to outside air,
The transparent plate (1) is a collector that can pass the wavelength of the infrared region of sunlight well, and made of a transparent material which is a high wear resistance glass with high hardness and can maintain the reflectance and reduce the heat loss.

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