逆温式太阳能集热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种逆温式太阳能集热装置，该逆温式太阳能集热装置包括：至少一个太阳能集热模块；所述太阳能集热模块包括：前后两个呈纵向间隔设置的集热器；每个所述集热器包括：多个真空集热管(3)和集热器联箱(2)；前反射镜(5)，垂直所述集热管排布平面，设置在最下部的真空集热管(3)的底部；前反射镜(5)相对于水平方向倾斜设置，后反射镜(11)，设置在最上部的真空集热管(3)的顶部。本实用新型专利技术有四大创新点：天气越冷，出热越多，天气越热，出热越少；把太阳移动这一破坏因素转化为积极因素，第一次让反射镜由主动式追日变成被动式追日，第一次具有了抵抗雹、雪天气灾害的能力。

Inverse Temperature Solar Energy Collector

【技术实现步骤摘要】
逆温式太阳能集热装置
本技术涉及太阳能领域，具体涉及一种太阳能热力采集装置，特别是日输出热量在寒冷的冬季比炎热的夏季更高的逆(环)温式太阳能集热装置(模块)，即一种逆温式太阳能集热装置。
技术介绍
冬季供暖是中高纬度地区民用建筑和公用建筑的刚性需求。为此，全世界每年都要消耗大量化石能源，如煤、油、气……等。这已成为大气污染物排放的重要源头之一。为了改善大气环境，降低污染物排放强度，近年来国内外都在一定规模上进行了用产热过程零排放的太阳能集热器进行冬季供暖的尝试，取得了一些成功经验，也发现了一些很难克服的缺陷和不足。(国际上如加拿大能源部、丹麦阿康桑马克公司。国内如清华阳光、太阳雨等单位都有大大小小太阳能采暖工程案例之详细资料可供参考)。其中急需解决的难点有：太阳能集热装置在真正采暖季受环境温度过低、供热负荷过大、太阳幅照量不足影响，致使系统产热能力不足，供热工质温度过低，达不到采暖终端需要的温度下限，必然降低供暖质量。另外，非采暖季，受环境温度升高、太阳辐照量增加、采暖终端设备关闭影响，系统产热量反而会严重过剩。致使工质温度过高，极易对设备中某些部件造成损害(尤其对真空管类集热器而言)，容易产生蒸汽伤人。综上所述，现有技术中存在以下问题：太阳能集热装置在冬季产热能力比夏季少，降低供暖质量，夏季产热能力过剩，容易损害设备。
技术实现思路
本技术提供一种逆温式太阳能集热装置，即一种太阳能集热装置、或者是一种太阳能集热模块、或是一种太阳能集热(器)模块，以提升冬季供暖质量。为此，本技术提出一种逆温式太阳能集热装置，所述逆温式太阳能集热装置包括：至少一个太阳能集热模块；所述太阳能集热模块包括：前后两个呈纵向间隔设置的集热器；每个所述集热器包括：多根真空集热管3，从上至下并排排布并形成集热管采光平面；连接所述真空集热管3的集热器工质流出管口1、集热器工质流入管口4、和集热器联箱2；前反射镜5，垂直所述集热管排布平面，设置在真空集热管3的底部，所述前反射镜5向真空集热管3的前方延伸；前反射镜5相对于水平方向倾斜设置，前反射镜5相对于水平方向的倾角为α；后反射镜11，设置在真空集热管3的顶部，并向真空集热管3的后方延伸；后反射镜11与集热管排布平面的夹角为β。进一步的，所述太阳能集热模块还包括：支撑所述真空集热管3、前反射镜5、和后反射镜11的支架7。进一步的，所述支架7的纵向断面包括：支撑在工作面上的大直角三角形BCD、以及安装在大直角三角形BCD斜边上的小直角三角形BEA，其中，小直角三角形BEA的短直角边BE安装在大直角三角形BCD斜边上，大直角三角形BCD的长直角边水平设置在工作面上。进一步的，α值按以下公式计算：α＝45°-A，A为安装逆温式太阳能集热装置的当地，冬至正午太阳高度角。进一步的，β值按以下公式计算：β＝(45°+A)/2。进一步的，前反射镜5贴支架ED段安装并与ED段等长，前反射镜5的长度大于或等于顶部的真空集热管与底部的真空集热管的距离L。进一步的，所述集热器为双翼式太阳能集热器。进一步的，集热器联箱贴小直角三角形BEA的大直角边AE段安装。进一步的，后反射镜11贴支架AB段安装，后反射镜11的长度等于L/cosβ。进一步的，所述逆温式太阳能集热装置包括：多个布置成一列的太阳能集热模块，多个集热器在东西方向上可适度延长。本技术能加快太阳能采暖技术的市场占有率、替代化石燃料消耗、降低大气污染物排放浓度、节约供暖成本、提升供暖质量、延长设备使用寿命。本技术通过改变太阳能集热器受光面初始安装角度(由平式、仰式安装变为俯式安装)，和在集热器前后按一定夹角各增设一面平面反光镜两项措施，得到了如下效果：在冬季，阳光同时投射到集热器和前镜面上，使集热器因受到直射和镜面反射两束光的共同叠加作用而成倍地增强了集热器热量输出。由冬到夏，由于太阳高度角的日渐提升，太阳对集热器入射斜度便日趋加大，最终达到和采光面平行。反射光也逐步移出集热器。到夏至季节，集热器上合成幅照量已为零值，仅依靠前排模块的后镜反射光来维持一定的热量输出。但已不可能造成热量过剩出现了。籍此原理，本技术无需任何动力输入，只靠太阳在其运行轨迹上高度的季节变化，就达到了让系统每日热输出量冬多夏少的目的。根据这种日输出热量与天气炎热程度成反向变化的规律特点，以“逆温性”三字对技术命名。本技术除去解决了传统太阳能采暖工程发热量冬天不够用，夏天用不完的难题之外，还额外取得了以下四项技术成果：一、提高了温度等级。二、降低了工程成本。三、下冰雹砸不着真空管。四、降大雪落不到集热器。附图说明图1为本技术的集热器的结构示意图；图2为本技术的集热器在夏至的幅照原理示意图；图3为本技术的集热器在春分和秋分的幅照原理示意图；图4为本技术的集热器在冬至的幅照原理示意图；图5为本技术的集热器采光效果示意图；图6为传统的普通的集热器在水平放置时的采光效果示意图；图7为传统的普通的集热器在倾斜放置时的采光效果示意图；图8为本技术具有多个集热器的逆温式太阳能集热装置的反光示意图；图9为传统的普通的多个集热器的采光示意图。附图标号说明：1、集热器工质流出管口；2、集热器联箱；3、真空集热管；4、集热器工质流入管口；5、前反射镜；6、前反射镜边框；7、支架；8、支架柱腿；9、底盘；10、后反射镜边框；11、后反射镜；20、集热器；30、入射光线；31、反射光线；35、外层玻璃管；36、内层玻璃管；37、抽真空间隙；38、工质；40、工作面；51、反射区域；52、反射区域。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本技术。太阳能冬季供暖技术是一种以太阳幅照为热源的新能源利用形式。相比其它能源供暖，有着排放为零和无偿索取两大优势，值得大力发展。但不足也很明显，一是太阳幅照本身就属低密度能源。二是尤其在冬季，太阳日幅照量必然处于全年最低谷段。都会使系统在寒冷季节发生热量不足或供热温度过低现象出现。靠加大集热面积的做法提升不了出热温度反而带来了春夏秋三季热量过剩的弊端。另外，非采暖季，受环境温度升高、太阳辐照量增加、采暖终端设备关闭影响，系统产热量反而会严重过剩。致使工质温度过高，极易对设备中某些部件造成损害(尤其对真空管类集热器而言)。本技术的工作原理为：本技术把太阳能集热系统日得热量从固有的夏多冬少改变为冬多夏少。本技术采用让集热器采光面上接受到的太阳幅照量在冬天得到大幅度增高，夏天大幅度消减就可以做到。本技术使用了两种技术手段来调节集热器采光面上不同季节的幅照量，一是通过改变太阳对集热器采光面的光线入射角。二是通过改变阳光在镜面反射后对集热器采光面的投射分量。但这两个改变不是采用主动式的动力驱动方式，而是采用静态的被动方式。系统不设任何可动部件。仅依靠当地不同季节太阳高度角自然变化规律，就可以自动完成集热面上各季节幅照量增增减减的变化要求。各地正午时分太阳高度角全年的变化，在任何纬度上，都是夏至最高，冬至最低，两者有46°54’左右的恒定差值。这是地球上太阳位置高低变化的普遍规律。前面提到的冬至正午的太阳高度角(A)，既可以根据当地纬度值推算，也可以在冬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆温式太阳能集热装置，其特征在于，所述逆温式太阳能集热装置包括：至少一个太阳能集热模块；所述太阳能集热模块包括：前后两个呈纵向间隔设置的集热器；每个所述集热器包括：多根真空集热管(3)，从上至下并排排布并形成集热管采光平面；连接所述真空集热管(3)的集热器工质流出管口(1)、集热器工质流入管口(4)、和集热器联箱(2)；前反射镜(5)，垂直所述集热管采光平面，设置在真空集热管(3)的底部，所述前反射镜(5)向真空集热管(3)的前方延伸；前反射镜(5)相对于水平方向倾斜设置，前反射镜(5)相对于水平方向的倾角为α；后反射镜(11)，设置在真空集热管(3)的顶部，并向真空集热管(3)的后方延伸；后反射镜(11)与集热管排布平面的夹角为β。

【技术特征摘要】
1.一种逆温式太阳能集热装置，其特征在于，所述逆温式太阳能集热装置包括：至少一个太阳能集热模块；所述太阳能集热模块包括：前后两个呈纵向间隔设置的集热器；每个所述集热器包括：多根真空集热管(3)，从上至下并排排布并形成集热管采光平面；连接所述真空集热管(3)的集热器工质流出管口(1)、集热器工质流入管口(4)、和集热器联箱(2)；前反射镜(5)，垂直所述集热管采光平面，设置在真空集热管(3)的底部，所述前反射镜(5)向真空集热管(3)的前方延伸；前反射镜(5)相对于水平方向倾斜设置，前反射镜(5)相对于水平方向的倾角为α；后反射镜(11)，设置在真空集热管(3)的顶部，并向真空集热管(3)的后方延伸；后反射镜(11)与集热管排布平面的夹角为β。2.如权利要求1所述的逆温式太阳能集热装置，其特征在于，所述太阳能集热模块还包括：支撑所述集热器联箱(2)、前反射镜(5)、和后反射镜(11)的支架(7)。3.如权利要求2所述的逆温式太阳能集热装置，其特征在于，所述支架(7)的纵向断面包括：支撑在工作面上的大直角三角形BCD、以及安装在大直角三角形BCD斜边上的小直角三角形BEA，其中，小直角三角...

【专利技术属性】
技术研发人员：李穆然，
申请(专利权)人：李穆然，
类型：新型
国别省市：北京,11