Солнечный коллектор

(51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 715358,- прототип К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Дагестанский филиал Энергетическогоинститута им. Г.М,Кржижановского(56) 1, Патент Японии М 53-17174,кл. Р 24 3 3/02, 1978 г.2. Патент Франции М 2516640,кл, Р 24 3 3/02. 1983 г,3. Патент Франции М 2517033,кл. Г 24 4 3/02, 1983 г,4. Патент США В 4129115,кл. Р 243 3/02, 1983 г.5. Патент США В 4099515,кл. Е 24,3 3/02, 1978 г,6. Патент США ЬЬ 4030477,кл. Р 24 Э 3/02, 1977 г.7. Авторское свидетельство СССРЬ 1213314, кл. Р 24 3 2/28, 1989 г.8. Патент США гл 4059094,кл. Р 24 3 3/02, 1977 г.9. Патент США 1 Ф 4кл. Р 24 3 2/18, 1987 г,(54) СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР(57) Сущность изобретения: солнечный коллектор содержит корпус с прозрачным покрытием 5, концентратор ввиде фоклинов 1, установленных в корпусе с одной стенкой, выполненной цилиндрической, а другой - плоской и совмещенной с плоскостью, проходящий по середине угла склонения Солнца. Эти стенки имеют общую вершинную линию касания. Выходная щель фоклина состыкована с входным отверстием полостного теплоприемника, омываемого с внешней стороны теплоносителем. 1 ил.Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к конструкции плоских коллекторов солнечной энергии (СЭ), и может быть использовано вместо парабола-цилиндрических и других зеркальных концентраторов, предназначенных для захвата СЭ с больших площадей.Известны устройства концентрации СЭ в зонах теплоприемников с теплоносителями (1 - 9), В них используются сотовые (1) и линейные(2) концентраторы, в том числе и статические (3), способные захватить СЭ со значительных площадей. Для этого применяют даже отражатели со сложными профилями (4 - 6), которые практически недоступны для широкого использования, Одним из главных недостатков известных устройств является невозможность изоляции теплоприемника, от которого величина теплоотдачи возрастает пропорционально степени поглощения и концентрации СЭ.Применение в этих устройствах автоматики (2) практически не меняет КПД гелиосистемы, так как места вынужденного расположения тепло приемников и их конструктивные особенности приводят к повышенным потерям тепла.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является, выбранное в качестве прототипа устройство автоматического регулирования интенсивности потока солнечной энергии (9), в котором теплоприемные труГы расположены в фокусах нижних концентраторов с параболическими сечениями. Остальная часть лучистой энергии проникает в полость теплоприемника, Недостатком известной конструкции является значительное уменьшение поглощения лучей поверхностью теплоприемной трубы в зависимости от изменения положения Солнца, которое сводится к смещениями Фокальной линии и возрастанию угла падения лучей на тепло- приемник до полного отражения или прохождения лучей мимо теплоприемной трубы. В результате этого известная конструкция и ее разновидности имеют чрезмерно сложную конструкцию и низкую эффективность,Цель изобретения - повышение коэффициента поглощения СЭ, упрощение конСтрукции до технологичности массового производства и создание единой гелиосистемы, удовлетворяющей все потребности народного хозяйства в тепло- и хладоснабжении, за исКлючением потребностей в высокотемпературных концентраторахУказанная цель достигается тем, что солнечный коллектор, содержащий расположенный в направлении восток-запад кор пус с прозрачным покрытием, концентраторы в виде фоклинов, установленных в корпусе и одна из стенок которых выполнена вершине, обращенной к Солнцу, и с тыльной стороны теплоизолированы, и теплоприемник для нагрева теплоносителя, другая стенка фоклина выполнена плоской и совмещена с плоскостью, проходящей по середине угла склонения Солнца, а цилиндрическая - расположена между последней и вершинной линией касания, выходная щель фоклина состыкована с входным отверстием теплоприемника, выполненного полостным и омываемого с внешней стороны теплоносителем. Для сосредоточения захваченной СЭ в вершине теплоприемника с эеркальноатражающей поверхностью последнего и улучшения теплопередачи тепло 20 носителю, уменьшения конвекционных потоков и связанных с ними теплопотерь, она выполнена в виде множества мелких клиновидных светопоглотителей с зачерненными поверхностями.На чертеже представлено поперечное сечение солнечного коллектора.Солнечный коллектор содержит плоско. выпуклые зеркала 1 с расходящимися основаниями и теплоизолированными промежутками образующие вместе с такими же соседними зеркалами фоклины 1, тепло- приемники 2 с цилиндрическими отражателями, поглотители СЭ 3 с клиновидными сечениями и зачерненными поверхностями, теплоизолирующие упоры 4, прозрачное покрытие 5 и теплоноситель 6.Плоско-вогнутые зеркала расположены с шагом являющимся входной щелью фоклина и просветом теплоотдачи- выходное отверстие фоклина. Отношение И характеризует величину теплоотдачи солнечного 40 коллектора со стороны обращенной к Солнцу. Радиус Я вогнутого зеркала должен быть равным(или большим) шагу 1 . При этом пло-, ское зеркало совмещено с серединой угла склонения д Солнца. Противоположные стороны поперечного сечения теплоприемников с цилиндрическими отражателями50 смещены на величину равную их радиусу г, - а стенки теплоприемников соединены между собой перемычками, равными изолированным основаниям зеркал фоклина, образуя замкнутый резервуар для теплоносителя 6, Солнечная радиация, падающая почти параллельным пучком в пределах угла склонения д во входную щель фоклина, отразившись от вогнутого и впередистоящего плоского зеркала, концентрируется в про цилиндрической, причем стенки соседних5 . Фоклинов имеют общую линию касания в1776932 Составитель В.СавенковТехред М.Моргентал Корректор М.Керецман Редактор Т,Шагова Заказ 4112 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 свете щели теплоприемника. Лучи сужаются от ширины пучкадо ширины г для всех значений угла д, т,е. в течении годового склонения Солнца, На фигуре стрелками показаны ход лучей для д - 47 (летнего и 5 зимнего солнцестояния), а количество стрелок луча соответствует количеству зеркальных отражений до полного поглощения в поглотителях 3 с клиновидными сечениями, Оставшаяся часть энергии луча полностью 10 отдается стенкам поглотителей 3, которые могут быть покрашены в черный цвет. В этих поглотителяхсосредотачивается значительная часть энергии, а их расположение в конце теплоприемника.практически исключает 15 конвективные потоки.Таким образом солнечный коллектор не требует автоматики слежения за положением Солнца как в течении дня, так и в течении года, Технология изготовления простая и 20 рассчитана на быстрое внедрение в массовое производство. Степень теплоотдачи может быть практически полностью исключена за счет уменьшения Ь при постоянных значениях радиусов В и г, деформа цией участка зеркал в зоне их стыковки со входной щелью теплоприемника, Все это позволяет довести коэффициент использования солнечной энергии до 90 и разработать унифицированный ряд высокопараметрических солнечных коллекторов с использованием стойких и дешевых силикатных материалов как в теплоизоляторах, так и в качестве подложки зеркальных поверхностей,Формула изобретения.Солнечный коллектор, содержащий расположенный в направлении восток-запад корпус с прозрачным покрытием, концентратор в виде фоклинов, установленных в корпусе, одна из стенок которых выполнена цилиндрической, причем стенки соседних фоклинов имеют общую линию касания в вершине, обращенной к Солнцу, а с тыльной стороны теплоизолированц, и теплоприемникдля нагрева теплоносителя, от л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и технологии изготовления, другая стенка фоклина выполнена плоской и совмещена с плоскостью, проходящей по . середине угла склонения Солнца, а цилиндрическая расположена между последней и вершинной линией касания, выходная щель фоклина состыкована с входным отверстием теплоприемника, выполненного полостным и омываемого с внешней стороны теплоносителем.