SU827900A1

SU827900A1 - Heliooptic heating unit

Info

Publication number: SU827900A1
Application number: SU792776378A
Authority: SU
Inventors: Игорь Александрович Коробченко; Евгений Яковлевич Кариженский
Original assignee: Korobchenko Igor A; Karizhenskij Evgenij Ya
Priority date: 1979-06-07
Filing date: 1979-06-07
Publication date: 1981-05-07

Description

Изобретение относится к технике, источником энергии в которой служит солнце, и может быть использовано для получения тепла в устройствах для технических и бытовых целей.The invention relates to technology, the energy source of which is the sun, and can be used to generate heat in devices for technical and domestic purposes.

Известна гелиооптическая нагревательная установка, содержащая параболоторический концентратор, вдоль фокальной линии которого расположен кольцевой трубчатый приемник [1].Known helioptic heating installation containing a paraboloric concentrator, along the focal line of which is located an annular tubular receiver [1].

Однако эта установка малопроизводительна, так как трубчатый приемник имеет небольшую площадь нагрева.However, this installation is inefficient, since the tubular receiver has a small heating area.

Цель изобретения — повышение производительности установки путем увеличения площади нагрева.The purpose of the invention is to increase the productivity of the installation by increasing the heating area.

Поставленная цель достигается тем, что приемник имеет кольцевое сечение и в нем со стороны концентратора выполнена щель.This goal is achieved in that the receiver has an annular cross section and a gap is made in it from the hub side.

На фиг. 1 изображена гелиооптическая нагревательная установка; на фиг. 2—коль·) цевой трубчатый приемник; на фиг. 3— приемник, выполненный из металла, с поглощающим покрытием на внутренней поверхности и отражающим покрытием на внеш-, ней поверхности; на фиг. 4 — приемник, вы/ полненный из стекла, с зеркальным отража» ющим покрытием на наружной поверхно^· сти; на фиг. 5 — приемник с двойным отра2 жающим экраном; на фиг. 6 — гелиооптиче-ι ская нагревательная установка с теплооб-* менником; на фиг. 7 — вид А фиг. 6; на фиг. 8 — последовательное включение приемни5 ков; на фиг. 9 — вид Б фиг. 8.In FIG. 1 shows a solar-optical heating installation; in FIG. 2 — stake ·) a central tubular receiver; in FIG. 3 - a receiver made of metal with an absorbing coating on the inner surface and a reflective coating on the outer surface; in FIG. 4 - receiver, made of glass, with a mirror reflective coating on the outer surface; in FIG. 5 - receiver with a double reflecting screen; in FIG. 6 - heliooptic ι heating installation with heat exchanger *; in FIG. 7 is a view A of FIG. 6; in FIG. 8 - series connection of receivers; in FIG. 9 is a view B of FIG. 8.

Гелиооптическая нагревательная установка содержит параболоторический концентратор 1, вдоль фокальной линии которого расположен кольцевой трубчатый приемник 10 2. Последний имеет кольцевое сечение (фиг.The solar-optical heating installation contains a parabolotoric concentrator 1, along the focal line of which an annular tubular receiver 10 2 is located. The latter has an annular cross section (Fig.

3—5) и в нем со стороны концентратора выполнена щель. При помощи трубопроводов 3 приемник соединен с теплообменником 4.3-5) and a gap is made in it from the hub. Using pipelines 3, the receiver is connected to the heat exchanger 4.

Приемник 2 установлен симметрично оси концентратора 1 так, чтобы в любом из сечений, проходящих через ось, центр щели был совмещен с фокусом соответствующей ветви концентратора (для параллельных 20 лучей, идущих от центра солнца). Так как концентратор имеет параболоторическую форму, а солнце не является точечным источником излучения, фокальная линия концентратора имеет форму почти плоского кольца, расположенного в плоскости, перпендикулярной оси концентратора 1. Ширина щели приемника 2 несколько больше ширины этого кольца. Для уменьшения рассеяния тепла от приемника и концентратора и для защиты от запыления последний соеди3 ней с корпусом 5, в котором размещено стекло 6 или пленки.The receiver 2 is mounted symmetrically to the axis of the concentrator 1 so that in any of the sections passing through the axis, the center of the slit is aligned with the focus of the corresponding branch of the concentrator (for parallel 20 rays coming from the center of the sun). Since the concentrator has a parabolotoric shape, and the sun is not a point source of radiation, the focal line of the concentrator has the shape of an almost flat ring located in a plane perpendicular to the axis of the concentrator 1. The width of the slit of the receiver 2 is slightly larger than the width of this ring. To reduce heat dissipation from the receiver and the concentrator and to protect against dusting, the latter is connected to the body 5, in which glass 6 or films are placed.

При выполнении приемника, пропускающего жидкость, например воду, к теплообменнику 4, возможны варианты.When executing the receiver, passing liquid, such as water, to the heat exchanger 4, options are possible.

На внутреннюю поверхность металлического приемника нанесено поглощающее покрытие 7, а на внешнюю поверхность — отражающее покрытие 8 (фиг. 3). На наружную поверхность стеклянного приемника, например из стекла ЛК5, обладающего высоким коэффициентом пропускания и малым коэффициентом расширения, нанесено зеркальное отражающее покрытие 9 (фиг. 4). Приемник с двойным отражающим экраном 10 имеет вакуумированную полость 11. Двойной отражающий экран может быть как. стеклянным, так и металлическим.An absorbing coating 7 is applied to the inner surface of the metal receiver, and a reflective coating 8 is applied to the outer surface (Fig. 3). On the outer surface of the glass receiver, for example, from LK5 glass, which has a high transmittance and a low coefficient of expansion, a specular reflective coating 9 is applied (Fig. 4). The receiver with a double reflective screen 10 has a vacuum cavity 11. The double reflective screen may be like. glass and metal.

Для уменьшения объема укладки концентратора он выполнен разборным, состоящим из отдельных секторов 12, укрепленных на общем основании 13. С целью ориентации нагревательной установки на солнце в центре концентратора установлена визирная трубка 14.To reduce the laying volume of the concentrator, it is made collapsible, consisting of individual sectors 12, mounted on a common base 13. In order to orient the heating installation in the sun, a sighting tube 14 is installed in the center of the concentrator.

Для повышения производительности приемники могут легко соединяться последовательно (фиг. 8).To increase productivity, receivers can easily be connected in series (FIG. 8).

Гелиооптическая нагревательная установка работает следующим образом.Helio-optical heating installation operates as follows.

Лучистый поток от солнца, падающий на концентратор 1, направляется им в щель кольцевого трубчатого приемника 2 и попадает в «световую ловушку». Малая отражательная или большая поглощательная способность полости «ловушки» способствует эффективной передаче энергии излучения солнца жидкости, циркулирующей в прием827900 нике. Если приемник металлический и его внутренняя поверхность зачернена, то большая часть энергии поглощается им и за счет высокой теплопроводности металла переда5 ется жидкости. Если же приемник стеклянный, то почти вся энергия непосредственно передается жидкости, нагревающейся от собственного поглощения этой энергии. Большая отражающая способность наруж0 ной поверхности приемника способствует меньшему рассеянию тепла нагретой жидкостью. Двойной отражательный экран и вакуумированная полость способствуют сохранению тепла в приемнике. Жидкость от 5 приемника 2 к внешнему теплообменнику 4 циркулирует благодаря естественной конвекции.The radiant flux from the sun falling on the concentrator 1 is directed by it into the slit of the annular tube receiver 2 and falls into the “light trap”. The low reflective or large absorption capacity of the “trap” cavity facilitates the efficient transfer of solar radiation energy to the liquid circulating in the receiver. If the receiver is metallic and its inner surface is blackened, then most of the energy is absorbed by it and due to the high thermal conductivity of the metal is transferred to the liquid. If the receiver is glass, then almost all the energy is directly transferred to the liquid, which is heated by its own absorption of this energy. The high reflectivity of the outer surface of the receiver contributes to less heat dissipation by the heated liquid. A double reflective screen and a vacuum cavity contribute to the conservation of heat in the receiver. The fluid from receiver 5 2 to the external heat exchanger 4 circulates due to natural convection.

Предлагаемая конструкция повышает производительность установки за счет сниЭ жения потерь энергии на рассеяние от нагретого солнцем приемника, а также благодаря полному использованию всей площади, занимаемой концентратором.The proposed design increases the productivity of the installation by reducing the energy loss due to dissipation from a solar-heated receiver, and also due to the full use of the entire area occupied by the concentrator.

Claims

(54) The HELIOOPTIC HEATING INSTALLATION is not included with the case 5, in which glass 6 or films are placed. When the receiver transmits a liquid, such as water, to the heat exchanger 4, options are possible. An absorbing coating 7 is applied to the inner surface of the metal receiver, and a reflecting coating 8 (Fig. 3) is applied to the outer surface. A specular reflecting coating 9 (Fig. 4) was applied to the outer surface of the glass receiver, for example, from LK5 glass, which has a high transmittance and a low coefficient of expansion. The receiver with a double reflective screen 10 has an evacuated cavity I. The double reflective screen can be either glass or metal. To reduce the stacking volume of the concentrator, it is made collapsible, consisting of individual sectors 12, mounted on a common base 13. In order to orient the heating unit to the sun, a sighting tube 14 is installed in the center of the concentrator. To improve performance, receivers can be easily connected in series (Fig. 8 ). A solar heating system operates as follows. The radiant flux from the sun falling on the concentrator 1 is directed by it into the slot of the annular tubular receiver 2 and falls into the "light trap." The low reflective or large absorption capacity of the trap cavity facilitates the efficient transfer of the sun's radiation energy to the fluid circulating in the receiver. If the receiver is metallic and its internal surface is blackened, then most of the energy is absorbed by it and due to the high thermal conductivity of the metal is transferred to the liquid. If the receiver is glass, almost all of the energy is directly transferred to the liquid, which is heated by its own absorption of this energy. The greater reflectivity of the outer surface of the receiver contributes to less heat dissipation by the heated fluid. A double reflective screen and a vacuumized cavity contribute to the preservation of heat in the receiver. Liquid from receiver 2 to external heat exchanger 4 circulates due to natural convection. The proposed design improves plant performance by reducing the energy dissipated by the sun-heated receiver, as well as by fully utilizing the entire area occupied by the hub. The invention has a solar heating system containing a parabolotric concentrator, along which focal line there is an annular tubular receiver, characterized in that the receiver has an annular section and has a slit in it from the side of the concentrator in order to increase the plant performance. Sources of information taken into account in the examination 1. US patent number 3941459, cl. G 02B / 10, publ. 1976.

, ..-...P

S

Phage. five

/ 2

9