聚光型真空管太阳能集热器

摘要

一种改进的聚光型真空管太阳能集热器,采用槽型非成像聚光器聚焦太阳辐射,固定的真空管作为吸热元件,集热器单元通过管路联接成矩阵。槽型聚光器的横截面轴对称,其中半支是以真空管内圆的渐开线外接抛物线,右(或左)抛物线焦点靠近左(或右)接合点。接点光滑,渐开线采用提前量。本设计太阳能集热器使聚集光线在吸热圆上分布合理,降低了安装精度要求,并且结构简单、调节方便,适于在太阳能中高温热系统中应用。

主权项

1、一种聚光型真空管太阳能集热器，其主要构件包括集热器单元、安装支架、调节机构、循环管路；所述集热器单元包括真空管及与之配套的“U”形管和导热片，其特征在于集热器单元中，真空管配置同轴线方向放置的槽型聚光器，其聚光面的横截面为轴对称图形，其中半支为一段渐开线外接一段抛物线，所述渐开线的展开圆为相应真空管的内圆，即吸热圆；若以该吸热圆圆心O为原点，以对称轴为y轴建立平面直角坐标系，则其右半支渐开线方程为：式中a是吸热圆的半径；θ为展开角；b为渐开线提前量，即展开角等于零时，渐开线上的点到展开圆上切线段的长度，提前量b根据安装精度的要求选取；渐开线与抛物线的接点M是这样确定的：若所需聚光面的半接收角为φ，则在渐开线上 $\theta =\frac{3\pi }{4}+\frac{\phi }{2}$处外接抛物线，此接点M的坐标为(x₀,y₀)，其值由 $\theta =\frac{3\pi }{4}+\frac{\phi }{2}$代入方程①式求得；则右半支抛物线的方程是：x′²=2py′+p²                               ②其中，x′,y′分别为坐标系x′o′y′的横纵坐标，p是抛物线焦点到准线的距离；x′,y′,p分别由以下两式确定： $p=\frac{({\chi }_0-c)\cos \phi }{\mathrm{tg}(\frac{\pi }{4}-\frac{\phi }{2})}------\left(4\right)$式中C是选取焦点位置的横坐标。