RU2320938C1 - Heat pipe solar collector - Google Patents
Heat pipe solar collector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2320938C1 RU2320938C1 RU2006124160/06A RU2006124160A RU2320938C1 RU 2320938 C1 RU2320938 C1 RU 2320938C1 RU 2006124160/06 A RU2006124160/06 A RU 2006124160/06A RU 2006124160 A RU2006124160 A RU 2006124160A RU 2320938 C1 RU2320938 C1 RU 2320938C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reflectors
- pipes
- side walls
- housing
- absorbing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к солнечным тепловым коллекторам, используемым в теплоснабжении зданий и сооружений.The invention relates to solar engineering, in particular to solar thermal collectors used in the heat supply of buildings and structures.
Известен солнечный тепловой коллектор [1], содержащий корпус с входным и выходным патрубками, светопрозрачное покрытие, расположенные параллельно в одной плоскости поглощающие трубы и оптически связанные с ними отражатели одинакового цилиндрического профиля, размещенные под трубами и образующие непрерывную гофрированную поверхность. Поглощающие трубы контактируют с центральной плоской поверхностью цилиндрических отражателей.Known solar thermal collector [1], comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a translucent coating, absorbing pipes arranged parallel to the same plane and optically connected reflectors of the same cylindrical profile, placed under the pipes and forming a continuous corrugated surface. The absorbing pipes contact the central flat surface of the cylindrical reflectors.
Нагревание теплоносителя в поглощающих трубах этого коллектора будет неравномерно и неэффективно, так как прямая солнечная радиация, поступающая в течение дня под разным углом сквозь светопрозрачное покрытие на отражатели из-за стационарного положения устройства, меняет направление не только к трубам, но и к покрытию, что значительно увеличивает потери теплоты в окружающую среду. Размещение поглощающих труб с контактированием в центральной плоской поверхности цилиндрических отражателей создает затененные зоны, ухудшающие процесс улавливания излучения. Солнечная радиация, попадающая на боковые стенки коллектора, частично отражается в окружающую среду и частично поглощается их поверхностью, что также приводит к потерям теплоты вследствие конвективного теплообмена корпуса с воздушными потоками.Heating of the heat carrier in the absorbing pipes of this collector will be uneven and inefficient, since direct solar radiation entering the reflectors due to the stationary position of the device, changing the direction not only to the pipes, but also to the coating, at different angles through the translucent coating during the day, will change, which significantly increases heat loss to the environment. Placing the absorbing tubes in contact with the central flat surface of the cylindrical reflectors creates shaded areas that worsen the process of trapping radiation. Solar radiation falling on the side walls of the collector is partially reflected in the environment and partially absorbed by their surface, which also leads to heat loss due to convective heat transfer of the housing with air currents.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков является солнечный тепловой коллектор [2], содержащий корпус с входным и выходным патрубками, имеющий светопрозрачное покрытие, теплопроводные поглощающие пластины, соединенные с поглощающими трубами, оптически связанными с гофрированной панелью, состоящей из светопрозрачных параболических отражателей с жидкостными линзами, выполненными в их нижней части соосно поглощающим трубам, и с дополнительно установленными в полостях, образованных выпуклостями гофр, жидкостными призматическими отражателями, сообщенными своими входными торцами с распределительной трубой, а выходными с промежуточной трубой, соединенной с входными торцами жидкостных линз, сообщенных противоположными концами посредством перепускных патрубков с поглощающими трубами, связанными через сборную трубу с выходным патрубком.The closest technical solution for the totality of features is a solar thermal collector [2], comprising a housing with inlet and outlet nozzles, having a translucent coating, heat-conducting absorbing plates connected to absorbing pipes optically coupled to a corrugated panel consisting of translucent parabolic reflectors with liquid lenses made in their lower part coaxially to the absorbing pipes, and with additional liquid installed in the cavities formed by the corrugations of the corrugations prismatic reflectors communicated at their inlet ends with a distribution pipe, and output with an intermediate pipe connected to the inlet ends of the liquid lenses communicated at the opposite ends by means of transfer pipes with absorbing pipes connected through the collection pipe to the output pipe.
Призматические отражатели, расположенные вдоль боковых стенок коллектора, полностью не изменяют направление излучения к поглощающим трубам из-за их светопрозрачного исполнения и ограниченного размещения по площади стенок. Вследствие этого будет происходить нагревание в коллекторе поверхности боковых стенок, сопровождающееся теплопотерями в окружающую среду, что снижает эффективность использования солнечной энергии.Prismatic reflectors located along the side walls of the collector do not completely change the direction of radiation to the absorbing tubes because of their translucent design and limited placement over the area of the walls. As a result, the surface of the side walls will be heated in the collector, accompanied by heat loss to the environment, which reduces the efficiency of solar energy use.
Задачей изобретения является повышение эффективности работы коллектора за счет использования для подогрева теплоносителя солнечного излучения, попадающего на боковые стенки устройства, а также снижения теплопотерь через последние.The objective of the invention is to increase the efficiency of the collector due to the use of solar radiation for heating the coolant falling on the side walls of the device, as well as reduce heat loss through the latter.
Эта задача решается тем, что в солнечном тепловом коллекторе, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, имеющем светопрозрачное покрытие, теплопроводные поглощающие пластины, соединенные с поглощающими трубами, оптически связанными с гофрированной панелью, состоящей из светопрозрачных параболических отражателей с жидкостными линзами, выполненными в их нижней части соосно поглощающим трубам, и с дополнительно установленными в полостях, образованных выпуклостями гофр, жидкостными призматическими отражателями, сообщенными своими входными торцами с распределительной трубой, а выходными с промежуточной трубой, соединенной с входными торцами жидкостных линз, сообщенные противоположными концами посредством перепускных патрубков с поглощающими трубами, связанными через сборную трубу с выходным патрубком, отличительными от прототипа признаками являются его снабжение пластинчатыми отражателями, шарнирно закрепленными на боковых стенках корпуса и соединенными между собой полимерной пленкой с металлизированным покрытием.This problem is solved in that in a solar thermal collector comprising a housing with inlet and outlet nozzles having a translucent coating, heat-conducting absorbing plates connected to absorbing pipes optically connected to a corrugated panel consisting of translucent parabolic reflectors with liquid lenses made in them the lower part coaxially to the absorbing pipes, and with additionally installed in the cavities formed by the bulges of the corrugations, liquid prismatic reflectors communicated with the input ends with the distribution pipe, and the output with an intermediate pipe connected to the input ends of the liquid lenses, communicated at the opposite ends by the bypass pipes with absorbing pipes connected through the collection pipe with the output pipe, distinguishing signs from the prototype are its supply with plate reflectors, pivotally fixed on the side walls of the housing and interconnected with a polymer film with a metallized coating.
Предлагаемая конструкция солнечного теплового коллектора позволяет достичь более высокой степени улавливания солнечной энергии за счет размещения на боковых стенках корпуса пластинчатых отражателей, имеющих шарнирное закрепление, позволяющее настроить их положение на оптимальное для конкретной широты. Соединение пластинчатых отражателей между собой полимерной пленкой с металлизированным покрытием обеспечивает снижение теплопотерь в окружающую среду через стенки корпуса.The proposed design of the solar thermal collector allows you to achieve a higher degree of capture of solar energy due to the placement on the side walls of the housing plate reflectors having a hinge, allowing you to adjust their position to the optimum for a specific latitude. The connection of plate reflectors with a polymer film with a metallized coating reduces heat loss to the environment through the walls of the housing.
На фиг.1 показан разрез 1-1.Figure 1 shows a section 1-1.
На фиг.2 изображен вид сверху солнечного теплового коллектора.Figure 2 shows a top view of a solar thermal collector.
На фиг.3 показан разрез 2-2.Figure 3 shows a section 2-2.
На фиг.4 - фрагмент аксонометрии рабочего сечения коллектора.Figure 4 is a fragment of a perspective view of the working section of the collector.
Солнечный тепловой коллектор состоит из корпуса 1 со светопрозрачным покрытием 2 и тепловой изоляцией 3. Корпус снабжен входным 4 и выходным 5 патрубками для подачи и отвода теплоносителя. На боковых стенках корпуса шарнирно закреплены пластинчатые отражатели 24, отдельные пластины которых соединены между собой полимерной пленкой 22 с металлизированным покрытием. На тепловой изоляции 3 размещены поглощающие трубы 6, к наружной поверхности которых прикреплены поглощающие пластины 7. В корпусе 1 над трубами 6 установлены параболические отражатели 8, образующие непрерывную гофрированную панель 9. В своей нижней вогнутой части 10 они снабжены жидкостными линзами 11, расположенными над трубами 6 и соосно с ними. Под выпуклостями гофр 12 панели 9 размещены жидкостные призматические отражатели 13. Входные торцы 14 жидкостных призматических отражателей 13 сообщены с распределительной трубой 15, а выходные 16 - с промежуточной трубой 17, расположенными на противоположных стенках корпуса 1 и примыкающими к непрерывной гофрированной панели 9. К промежуточной трубе 17 также подсоединены входные торцы 18 жидкостных линз 11. Противоположные входным торцам 18 концы 19 жидкостных линз 11 снабжены перепускными патрубками 20 для сообщения с поглощающими трубами 6. Под промежуточной трубой 17 в корпусе 1 расположена сборная труба 21, к которой подведены поглощающие трубы 6. Распределительная труба 15 соединена с входным патрубком 4 для подачи теплоносителя, а сборная труба 21 - с выходным патрубком 5 для его отвода. Жидкостные линзы 11, а также параболические отражатели 8 и жидкостные призматические отражатели 13 оптически связаны с поглощающими трубами 6 коллектора.The solar thermal collector consists of a housing 1 with a
Солнечный тепловой коллектор работает следующим образом.Solar thermal collector operates as follows.
По входному патрубку 4 прозрачный теплоноситель поступает в распределительную трубу 15, а затем по входным торцам 14 в жидкостные призматические отражатели 13. Солнечное излучение проникает через светопрозрачное покрытие 2 и падает на гофрированную панель 9, где частично проходит сквозь нее, и частично отражается в параболических отражателях 8. Преодолевшие гофрированную панель 9 лучи попадают на жидкостные призматические отражатели 13 и на пластинчатые отражатели 24 боковых стенок корпуса 1, соединенных между собой полимерной пленкой 22 с металлизированным покрытием. В жидкостных призматических отражателях 13 незначительный поток солнечной радиации поглощается теплоносителем, нагревая его, а основной поток отражается на поглощающие трубы 6 и на расположенную в близи этих труб область теплопроводных поглощающих пластин 7. Пластинчатые отражатели 24 изменяют направление попадающих на них лучей к расположенным возле боковых стенок коллектора поглощающим трубам 6. Шарнирное закрепление 23 на корпусе противоположных концов пластинчатых отражателей 24 позволяет настроить их угол наклона на оптимальное положение для конкретного климатического района. Соединение отдельных пластин полимерной пленкой 22 с металлизированным покрытием полностью предотвращает попадание солнечных лучей на боковые стенки корпуса 1, что значительно снижает теплопотери через последние.Through the
Незначительно подогреваясь в жидкостных призматических отражателях 13, теплоноситель перемещается к выходным торцам 16 и поступает в промежуточную трубу 17, из которой затем перетекает по входным торцам 18 в жидкостные линзы 11 параболических отражателей 8. Световые лучи, попавшие на гофрированную панель 9 и отразившиеся от нее, направляются на противоположную поверхность параболических отражателей 8, где в основном отражаются, а также частично проходят сквозь них, попадая на призматические отражатели 13. Параболическая форма отражателей 8 способствует многократному отражению лучей, приводящему к их концентрации вблизи жидкостных линз 11. Так как линзы собирающие, то основная доля излучения, которая проникнет сквозь них и не поглотится теплоносителем, заполняющим их полость, сосредоточится на трубах 6. Это вызовет значительное нагревание поверхности поглощающих труб 6. После дополнительного прогрева в жидкостных линзах 11 теплоноситель по перепускным патрубкам 20 поступает в поглощающие трубы 6, где за счет полученной от излучения теплоты значительно повышает свою температуру. Горячий теплоноситель из поглощающих труб 6 попадает в сборную трубу 21, а затем по выходному патрубку 5 направляется к потребителю.Slightly heated in the liquid
Таким образом, конструкция солнечного теплового коллектора позволяет более эффективно использовать солнечную энергию за счет снижения потерь в окружающую среду через боковые стенки корпуса, а также за счет отражения от последних и концентрирования излучения на поглощающие трубы, расположенные на периферии.Thus, the design of the solar thermal collector allows more efficient use of solar energy by reducing losses to the environment through the side walls of the housing, as well as by reflecting from the latter and concentrating radiation on absorbing pipes located on the periphery.
Источники информацииInformation sources
1. А.с. 1474392, МКИ F24J 2/18, 1989.1. A.S. 1474392, MKI
2. Патент 2212595, МКИ F24J 2/06, 2/24, 2003.2. Patent 2212595, MKI F24J 2/06, 2/24, 2003.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006124160/06A RU2320938C1 (en) | 2006-07-05 | 2006-07-05 | Heat pipe solar collector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006124160/06A RU2320938C1 (en) | 2006-07-05 | 2006-07-05 | Heat pipe solar collector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2320938C1 true RU2320938C1 (en) | 2008-03-27 |
Family
ID=39366369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006124160/06A RU2320938C1 (en) | 2006-07-05 | 2006-07-05 | Heat pipe solar collector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2320938C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2604119C2 (en) * | 2015-02-24 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Solar heat collector |
-
2006
- 2006-07-05 RU RU2006124160/06A patent/RU2320938C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2604119C2 (en) * | 2015-02-24 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Solar heat collector |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1773190B (en) | Solar energy thermoelectric co-supply system | |
US6384320B1 (en) | Solar compound concentrator of electric power generation system for residential homes | |
CN103370581B (en) | Solar heat concentrator apparatus, system and method | |
TW200412410A (en) | Photovoltaic array module design for solar electric power generation systems | |
WO2012113195A1 (en) | Solar secondary light concentrating frequency dividing method and apparatus thereof based on dish-like light concentration | |
US20080276929A1 (en) | Solar collector | |
CN106839456B (en) | Composite multi-curved-surface groove type solar concentrating collector with automatic defrosting function | |
MX2012012260A (en) | A solar energy collector system. | |
CN103219409A (en) | Use of rotating photovoltaic cells and assemblies for concentrated and non-concentrated solar systems | |
US20190326852A1 (en) | Solar receivers and methods for capturing solar energy | |
Sridhar et al. | Performance of cylindrical parabolic collector with automated tracking system | |
CN201817988U (en) | Low power light-gathering power generation and heat supply solar tile | |
KR20110003259U (en) | The Vacuum Receiver of solar concentrator | |
RU2320938C1 (en) | Heat pipe solar collector | |
CN101974963A (en) | Low-power condensing electricity-generation heat-supply solar energy tile | |
CN201983480U (en) | Tower-type solar heat-collecting device | |
CN101776325B (en) | Compound parabolic condenser combining inside condensation and outside condensation | |
CN105577105B (en) | A kind of asymmetric concentrating photovoltaic photo-thermal system being fixedly mounted | |
RU2212595C2 (en) | Solar heat collector | |
CN210688776U (en) | Solar concentrator is exempted from to trail in light and heat photovoltaic coupling energy supply | |
RU2550289C1 (en) | Solar collector with hub for solar water heating | |
KR101010859B1 (en) | Dish solar concentrator | |
CN107560197A (en) | A kind of light-concentrating solar heat-collection device | |
KR20120113631A (en) | Condenser for solar heat absorber of vacuum tube type for concentrating sunlight having curvature type reflector | |
WO2001096791A1 (en) | High temperature solar radiation heat converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080706 |