[发明专利]一种可防止夏季过热的太阳能反射板

说明书

本发明提出的一种可防止夏季过热的太阳能反射板，属于太阳能利用技术领域，所述太阳能反射板安装于横排真空管太阳能集热器的相邻两真空管之间，所述太阳能反射板的断面形状为所述吸热管上一段圆弧所对应的渐伸线；设采暖季结束日当日真太阳时12点的太阳高度角α₁，采暖季结束后0～1个月内的当日真太阳时12点的太阳高度角α₂，夏至日真太阳时12点的太阳高度角α₃，根据α₁、α₃确定太阳能反射板的下端点E′坐标，利用渐伸线方程及α₂确定太阳能反射板的上端点D′坐标，最终确定太阳能反射板的安装位置。本发明通过反射设计实现冬季太阳低入射角时聚光，夏季太阳高入射角时遮挡的光学效果，从而在提高太阳能集热器冬季能效的同时降低夏季过热的风险。

技术领域

本发明属于太阳能利用技术领域，特别涉及一种可防止夏季过热的太阳能反射板。

背景技术

太阳能作为清洁能源，被大量用于寒冷和严寒地区的冬季采暖和生活热水。作为太阳能的收集设备，真空管集热器相比于传统的平板集热器，具有更好的保温性能，且随着其生产成本的降低得到了愈发广泛的使用。

目前真空管太阳能供暖主要面临两个难点：1)在冬季太阳辐射较弱时，建筑供热需求大，在有限的集热面积或太阳能资源不足的地区会导致较低的太阳能保证率；2)在夏季太阳辐射较强时，建筑不需要供热，导致真空管集热器过热，减少集热器寿命，极端情况下还会导致真空管破裂。

目前已提出将真空管集热器与反射板相结合，反射板通过增加太阳辐照接受面积，反射聚光的方式来提高真空管集热器的整体能效。现有的反射板可分为静态型和追光型两类，由于低温集热器要求的出水温度较低(为40～120℃)，静态反射板已能满足相应要求；而追光型反射器一般用于中、高温集热器。根据静态反射板的形状分类，真空管集热器常用的静态反射板可分为平面反射板、抛物线反射板和复合抛物线反射板；其中，平面反射板将入射光线平行反射到真空管上，抛物线和复合抛物线反射板利用非成像光学，将入射光线以不同角度反射聚焦到真空管上。

目前的反射板仅单一考虑增加真空管集热器的能效，虽然可提高冬季供暖效果，但同时会导致更为严重的夏季过热，亟需一种能提高冬季能效同时可防止夏季过热的太阳能反射板。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足之处，提出一种能提高冬季能效同时可防止夏季过热的太阳能反射板。本发明利用夏季太阳高度角高，冬季太阳高度角低的现象，通过反射设计实现冬季太阳低入射角时聚光，夏季太阳高入射角时遮挡的光学效果，从而使得本太阳能反射板在提高太阳能集热器冬季能效的同时可降低夏季过热的风险。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出的一种可防止夏季过热的太阳能反射板，所述太阳能反射板安装于横排真空管太阳能集热器的相邻两真空管之间，所述真空管由吸热管和玻璃外管组成，吸热管和玻璃外管的断面均为圆形；其特征在于，所述太阳能反射板的断面形状为所述吸热管上的一段圆弧DE所对应的渐伸线，记为曲线D′E′；该曲线D′E′按照以下步骤确定：

1)设定如下参数：采暖季结束日当日真太阳时12点的太阳高度角α₁；采暖季结束后0～1个月内的当日真太阳时12点的太阳高度角α₂；夏至日真太阳时12点的太阳高度角α₃；设太阳能集热器任意一根吸热管的圆心为O，其下方的吸热管圆心为M，两者之间的中心距为L_c，各吸热管半径均为r_i，太阳能集热器的安装角度为β；

2)以所述O点建立直角坐标系，根据以下公式确定太阳能反射板下端点E′的坐标为：