Высокотемпературный солнечный коллектор

)5 Р 24,) 2/08 РЕВЕНИ ИС ВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТ р Спе- бъедиОЛНЕЧвосприе линейх равны нцентраобразуя его элерии фо- ражения Ж ез (Л го, ) ло- ечее ) перечный раз сонометрическ пластин и теп а фиг.2 - попер аемого излучен оказан и го угла ак астровых лектора; н осприйим ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Дагестанский инженерный ценциализированного строительногонения "Дагестанводстрой"(54) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СНЫЙ КОЛЛЕКТОР(57) Сущность изобретения: каждыйнимакнций элемент выполнен в видных секций, входные щели оторыширине фокальной линии линзы котора, соединены между собой,входное отверстие воспринимающмента и расположены по траектокальной линии в пространстве изоб Изобретение относится к энергетике, точнее к гелиотехнике, и может быть использовано во всех отраслях энергопотребления и главным образом в тех, где требуется высокая температура, например, для создания крупногабаритных холодильных камер, гидронасосов, опреснителей и т,п,Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т,е. увеличение концентрации солнечной энергии, достижение высокой равновесной температуры и, тем самым, повышение эффективности плоского коллектора,при изменении угла склонения Солнца, Линзовый концентратор выполнен в виде двух разнесенных растровых пластин, оптические оси и меридиальные сечения цилиндрических линз которых совмещены между собой и с плоскостью. проходящей по средней линии угла Солнечного склонения, пространство между которыми герметизировано, Это позволяет резко сократить фокусное расстояние концентратора и ширину светового пятна, по размерам которого выбираются размеры входных отверстий замкнутых линейных секций для сохране. ния в них степени концентрации солнечной энергии, следовательно для достижения максимальной величины равновесной температуры, а объединение щелей линейных з секций в одно отверстие, которое имеет уменьшенные размеры, позволяет увеличить площади теплоизолированных зон со стороны захвата солнечной энергии без а практического ее снижения. 1 з.п, ф-лы, 2 ил. На фиг.1 п верхнего право изображения р. приемника кол ное сечение в элемента,Высокотем лектор содерж пус 1 с установ линзовым конц расположен те ряда чередующ чение линейньпературный солнечный колит теплоизоляционный корленным в верхней его части ентратором 2, под которым плоприемник, состоящий из ихся воспринимающих излух полостных элементов 3 свходными отверстиями 4, соединительных участков 5 и теплоизоляторов 6.Линзовый концентратор 2 образован линейчатыми последовательно расположенными растровыми пластинами (листами) верхними 7 и нижними 8, оптические оси которых и меридиальные сечения цилиндрических линз совмещены между собой и с плоскостью, проходящей по средней линии угла Солнечного склонения. Воспринимающий элемент 3 установлен под каждой линзой концентратора 2 и выполнен в виде линейных секций 9, входящие щели 10 которых образуют по траектории фокальной линии входное отверстие 4 воспринимающего элемента, теплоприемника, Зоны пространства между растровыми пластинами 8 и входными щелями 10 заполнены теплоизоляторами 6, ограждающими от влияния теплоносителя 11 растровые пластины. Верхняя растровая пластина 7 снабжена слоями химического просветления 12, а нижняя - селективными покрьтиями 13,Предлагаемое устройство работает следующим образом.Солнечные лучи (показанные стрелками), падающие на растровые пластины 7, 8 линзового концентратора 2, концентрируются в фокальной плоскости в линию шириной, равной кратности увеличения системы, В зависимости от времени года эта линия вписывается во входную щель той или иной линейной секции 9 воспринимающего излучения элемента 3, ПоскоЛьку ширина входной щели 10 линейной секции 9 равна или близка к ширине фокальной линии, то сохраняется высокий коэффициент концентрации солнечной энергии при передаче энергии соответствующей линейной секции 9 воспринимающего элемента 3, Тепло от нагретой линейной секции воспринимается омывающим ее теплоносителем 11. Зная угловые размеры Солнца и апертуру концентратора, равную углу склонения Солнца д=47, получим величины ширины фокальной линии 5 и смещения ее в плоскости в пределах угла д, Ширина фокальной линии должна быть равной ширине входной щели 10 линейной секции 9, так как при этих условиях сохраняется сконцентрированная энергия в процессе поглощения воспринимающими элементами 3. Разделив ширину смещения фокальной линии 5 в плоскости угла д на ширину самой фокальной 3, получим необходимое и достаточное число линейных секций 9 воспринимающего излучения элемента.Такой метод определения ширины входной щели линейных секций и их количества сведенных в единое отверстие воспринимающего элемента позволяет получить высокую температуру равную температуре зоныфокальной линии в полости теплоприемни 5 ка и в самом коллекторе даже при низкихвеличинах коэффициентов концентрации, Сдругой стороны выбор линейных секций совходными щелями равными ширине фокальной линии позволяет выбрать наибольшую10 величину коэффициента концентрации, т,е.применить двухлинзовые концентраторы.Все это открывает возможность получениявысоких температур от плоских коллекторовсолнечной радиации.15 С лицевой стороны коллектор имеет высокую степень теплоизоляции не только засчет увеличения пространства. заполненного теплоизоляторами, но и в результате наличия герметизированного пространства20 между растровыми пластинами. А посколькутеплоизоляция боковых стенок и дна корпуса легко достижима, йапример, отливкой ихиз пеностекла, то очевидно, предлагаемыйколлектор приближается к абсолютно чер 25 ному поглотителю, Следовательно температура в фокальной линии концентраторафактически определяет температуру величину температуры, достигаемой в и редлагаемом коллекторе и которая может быть30 весьма высокой,Известно, что химическим просветлением 12 поверхности стекла можно уменьшитьдо 1-2коэффициент отражения и одновременно упрочить поверхность, Для пол 35 учения слоев химического просветленияиспользуют окислы АгОз; ЬОг; ТОг: фториды М 9 Рг; СаРг; ОГ; сульфидып 51 СЮ. Состороны герметизированной полости на поверхности растровых пластин 8 можно на 40 нести селективные покрытия 13 с высокимисветооптическими показателями, То же самое относится и к сторонам линз, обращенным к входным щелям линейных секций. Вобычных условиях эти покрытия непрочны,45 но в предлагаемом устройстве эти поверхности защищены и не подвергаются воздействию неблагоприятных факторов, Врезультате такой обработки линейчатогоконцентратора в предлагаемом коллекторе50 созданы условия для прохождения солнечного излучения в фокальную плоскость сминимальными (4-60) потерями и обратногоотражения незначительной доли излучениясо стороны щелей воспринимающих излуче 55 ние элементов теплоприемника,Таким образом всесторонняя теплоизоляция, приближающая коллектор к абсолютно черному поглотителю, высокийкоэффициент концентрации, конструкциятеплоприемника, обеспечивающая наилуч1815527 шие условия для передачи энергии воспринимающему излучение элементу, обеспечивает высокую эффективность предлагаемого коллектора. Испытания показали, что достигаемая температура значительно может превысить 500,оставитель П,Исаев ехред М,Моргентал Редактор В,Фельдман Корректор А,Обруча Заказ 1631 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения 1, Высокотемпературный солнечный коллектор, содержащий размещенный в теплоизолированном корпусе теплоприемник с поглощающей лицевой стенкой в виде чередующихся воспринимающих излучение линейных полостных элементов с входными отверстиями и соединительными участками между ними, снабженными теплоизоляционными покрытиями, и ограждающий корпус сверху линейный линзовый концентратор, фокальные линии линз которого расположены в зоне входных отверстий элементов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности путем увеличения концентрации солнечной энергии, каждый полостной элемент выполнен в виде соединенных между собой нескольких секций, ширина входных щелей которых5 равна ширине фокальной линии линзы концентратора, при этом входные щели секций расположены по траектории перемещения фокальной линии в зависимости от угла склонения солнца,10 2, Коллектор по п,1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что линейный линзовый концентратор выполнен в виде двух растровых разнесенных пластин с цилиндрическими линзами, оптические оси которых располо 15 жены в плоскостях меридиональных сечений, совмещенных с плоскостями, проходящими через среднюю линию угла склонения солнца, при этом пространство между пластинами герметизировано, верх 20 няя пластина снабжена слоями химического просветления, а нижняя - селективными покрытиями.