[发明专利]复合曲面容积式太阳能集热器

说明书

技术领域

本发明属于太阳能集热领域，涉及一种由多种曲面复合而成的太阳能集热器。

背景技术

太阳能作为一种取之不尽的绿色清洁能源，其利用越来越受到人们的重视。作为太阳能热利用最主要的装置，太阳能集热器得到了长足的发展。但是，现有平板式集热器集热效率低，易冻裂；现有真空管集热器结构及工艺复杂，基本为盲管形式，大都需要拆卸排水，而且水垢沉积清理问题很难解决。以上二种集热器不具有储热功能，必须额外设置储热水箱，现在最普遍的真空管太阳能热水器就由于集热储热分离导致占地面积大，兜风严重。现有具有储热功能的容积式集热器往往集热面积偏小，集热效率较低。

发明内容

为克服以上问题，本发明提供了一种结构简单、高效、低成本、排空简便、集热面非常大的容积式集热器。集热器本身存水（或其他流体）量大，所以既可集热，又可储热，完美的实现了集热储热一体化。

本发明的技术方案如下：

本发明复合曲面容积式太阳能集热器，由一个或多个曲面与一个或多个平面复合而成的容积式集热器，最大程度的增大了集热面积，并且能够充分的利用外部地形和周围环境。

集热器的集热面外壳与集热面内壳的形状均为曲面，或复合曲面。集热器除集热面以外的部分由防水材料与保温材料组成，防水材料在内，保温材料在外，二者组成保温面。保温面与集热面内壳形成一个封闭的空间，流体在此空间内被加热。集热面内、外壳与保温面进行密封连接。

各种各样的曲面、平面可以复合出多种多样的复合曲面集热器，其形式变化万千，此处不再赘述。

集热面外壳采用透光材料制作。集热面内壳采用导热材料或透光材料制作。集热面内壳若为导热材料，则在其外表面涂或镀对太阳光有高吸收比又具有低发射率的选择性涂层或镀层，在其内表面涂或镀高反射比涂层或镀层；若集热面内壳为透明材料，则把保温面的内表面涂成深色。集热面外壳与集热面内壳之间保持一定距离，二者之间形成一个封闭的空腔，抽为真空；若不抽真空，则在寒冷的夜晚或阳光极不充足的寒冷白天要把集热器内的水放空，以防止炸裂。在集热面内壳顶部可以设置一支撑垫，与集热面外壳连接，使集热面内外壳形成一个整体，增加集热器抗击、抗压强度。

本发明的曲面容积式太阳能集热器包括伸入集热器内部的第一流体管和第二流体管、集热面外壳、保温底盖、集热面内壳、保温面、泄压阀、放空阀和进水阀。集热器内流体若无定压，则第二流体管为溢流管，第一流体管为进、出水管，不设置泄压阀；若有定压，则第二流体管为出水管，第一流体管为入水管。

保温面在集热器内部的部分有一定的坡度，坡向第一流体管管口，以方便排空集热器内的流体。保温底盖为平面保温底盖，与保温面进行可拆装的密封连接，第一流体管与第二流体管穿过保温底盖进入集热器内部，如遇集热器内部需要检修，则拆下平面保温底盖进行检修。保温面下部可设置支架，也可不设。可以设置反光镜，把其无法照射到集热面的光反射到集热面上，也可不设。

每种曲面都有其对应的空间曲面方程，空间曲面方程通式为：

Fm(x,y,z)=0]]>

式中：m=1,2,3,4,5…….（每一个序号代表一种曲面）

上式为空间曲面隐式形式，式中m表示曲面代号。

空间曲面之间（或曲面与平面之间）的交线方程为：