Гелиоустановка
Иллюстрации
Реферат
к
Д.Я.Поливки, С.П.Полово и С.С.Олокивккт ..:.:";"; .д,, ...
Л (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ГЕПИОУСТАН08КА
Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к гелиоустановкам для высокотемпературного нагрева теплоносителя солнечной энергией.
Известна гелиоустановка, содержаS щая софокусные первичный и вторичный концентраторы, последний из которых. имеет цилиндрический корпус с входным отверстием и внутренней зеркальной поверхностью, и расположенный s кор-, щ пусе трубчатый приемник солнечного излучения (1 1 .
В этой гелиоустановке сфокусированное выполненным в виде вырезки параболоцилиндра первичным концентратором 1S солнечное излучение поступает внутрь зеркального корпуса, имеющего форму фоклина, боковые грани которого продолжены до соприкосновения, и после ряда переотражений попадает на установленный у дна корпуса трубчатый приемник солнечного излучения. Однако значительная часть сфокусированного излучения преобразуется в тепловую энер1 гию стенками корпуса за счет многократных переотражений излучения, преджествуащих попаданию излучения на трубчатый приемник, что снижает эффективность гелиоустановки, в том числе уменьшая температуру нагрева теплоносителя.
Цель изобретения - повывение КПд преобразования солнечной. энергии в тепловую.
Поставленная цель достигается тем, что гелиоустановка, содержащая софокусные первичный и вторичный концентраторы, последний из которых имеет цилиндрический корпус с входным отверстием и внутренней зеркальной поверхностью, и расположенный в корпусе трубчатый flpHBMHMK солнечного излучения, снабжена вторым трубчатым .приемником, размещенным в фокусе первичного концентратора, последний выполнен в виде цилиндрической линзы, расположан- . ной во входном отверстии, корпус снабжен обечайкой, охватывающей- его с об3 992946 4 разованием зазора, заполненного погло- тором 10, снабженным управляющей рукощающим теплоносителем, а трубчатые яткой 14. приемники выполнены из оптически проз-, Расстояние между осями приемников рачного материала, причем первый при- 5 и 6 (фиг.2) составляет одну треть емник расположен в фокальной плоскости 5 диаметра цилиндрического корпуса 3 корпуса симметрично второму относи" концентратора 2. тельно горизонтальной плоскости сим" В качестве поглощающего солнечное метрии корпуса. излучение теплоносителя используется, При этом выгодно, чтобы поперечное например, силиконовая жидкость. сечение вторичного концентратора име10
Гелиоустановка работает следующим ло форму эллипса. целесообразно, что- б азом ! бы оба трубчатых приемника и зазор Солнечное излучение линзой 7 были гидравлически связаны между со- (фиг.2) концентрируется на трубчатом бой с помощью диструбутора. приемнике 6 и частично поглощается
Ha eHr 1 показана констРУктивная теплоносителем. Остальная часть сфс15 схема гелиоустановки с продольным се- кусированного излучения, пройдя чер з чением по корпусу вторичного концент- теплоноситель, достигается зеркальной
Ратора; на фиг.2 - коРпУс втоРичного поверхности корпуса 3 концентратора 2 концентрат"Ра гелиоустановки, попе- и отражается им на трубчатый прием-, речное сечение; на фиг.3 - вариант
20 ник 5, поскольку фокус цилиндрическовыполнения корпуса вторичного,кон- го концентратора находится на одной
Це ратора гелиоустановки, попеРечное трети радиуса от его центра кривизны. сечение. Непоглощенное теплоносителем трубГелиоустановка содеРжит первичный . чатого приемника g солнечное излучеконцентратор 1 (Фиг ° 1)и втоРичный кон ние достигает противоположной стороны центратор 2, последний из котоРых зеркальной поверхности корпуса 3 и имеет цилиндрический корпус 3 с вход- снова направляется им на трубчатый ным отверстием 4 (фиг.2) и внутрен- приемник 6. ней зеркальной поверхностью и распо- При каждом отражении сфокусированложенный в коРпУсе 3 тРУбчатый пРием- ного излучения корпусом 3 часть солЗ0 ник 5 солнечного излучения. 1 нечной энергии преобразуется им в
Гелиоустановха снабжена трубчатым тепло, которое передается находящемуприемником 6, размещенным в фокусе ся в зазоре 9 между корпусом 3 и обепервичного концентратора 1, который . чаикой 8 теплоносителю. выполнен в виде цилиндрической линзы,7р Отраженный корпусом 3 цилиндричес расположенной во входном отверстии 4. кого концентратора 2 пучок солнечного
Корпус 3 снабжен обечайкой 8, охваты- излучения, предварительно сфокусировающей его с образованием зазора 9, ванный линзой 7, неравномерно фокуэаполненного поглощающим теплоносите- сируется вдоль линии, соединяющей лем, а трубчатые приемники 5 и 6 вы- 0 трубчатые приемники и 6, что не40 полнены из оптически прозрачного ма- сколько увеличивает количество перетериала, причем первый приемник 5 рас- отражений до попадания излучения на положен в фокальной плоскости корпу- приемники 5 и 6. са 3 симметрично второму приемнику 6 Указанный недостаток устраняется относительно горизонтальной плоскости «з в варианте выполнения корпуса 3 консимметрии корпуса 3. центратора 2 в форме эллипсоцилиндра (фиг.3). В этом случае после каждого
В варианте выполнения вторичного переотражения пучок солнечного излуконцентратора 2 (фиг.3) его корпус 3 чения вновь фокусируется на одном из в поперечном сечении имеет форму
50 трубчатых приемников 5 и б.
Для достижения максимальной темпеОба трубчатых приемника и 6 ратуры теплоноситель от потребителя 13 (фиг.1) и зазор 9 гидравлически свя- с помощью насоса 12 через трубопровозаны между собой с помощью диструбу- ды 11 направляют с помощью диструбутора 10. тора 10 в зазор 9, в котором происхоГелиоустановка также содержит тру« дит его предварительный нагрев, а забопроводы 11 с насосом 12,которые тем в последовательно соединенные связывают потребитель 13 с биструбу- трубчатые приемники 6 и 5 соответстИсточники информации, принятые во внимание при экспертйзе
l. И! Ils David R° . Two stage tl Iting solàã concentrators. - ".Solar .
Energy"., 1980, 25, И 6, 505-509.
5 9929 венно,, где он нагревается сфокусированным излучением. Управление диструбутором 10 осуществляют вручную с помощью рукоятки 14. Снабжение гелиоустановки вторым трубчатым приемником 6, 5 установленным в фокусе линзы 7, расположенной во входном отверстии 4 корпуса 3 концентратора 2, а также симметричное расположение обоих приемников 5 и 6 относительно горизонталь- 1в ной пг(оскости симметрии корпуса 3 и . в фокальной плоскости корпуса 3 обеспечивает преимущественное преобразование солнечной энергии в тепло непосредственно. поглощающим излучение теп
I лоносителем, находящимся в оптически прозрачных трубчатых приемниках
5 и 6, что значительно повышает температуру теплоносителя и КПД гелиоустановки. Снабжение корпуса 3 концент- В ратора 2 обечайкой 8, расположенной в зазоре 9 относительно корпуса 3, и заполнение зазора 9 теплоносителем позволяет предотвратить потери тепла, образующегося в результате переотра. жений излучения корпусом 3 концентратора 2, что повышает КПД гелиоустановки.
Выполнение корпуса 3 концентратора 2 в форме эллипсоцилиндра делает минимальным количество переотражений сфокусированного линзой 7 излучения, что позволяет максимально повысить температуру теплоносителя и уменьшить габариты гелиоустановки,что,в свою очередь,до- 5 полнительно повышает КПД гелиоустановки. формула изобретения
1. Гелиоустановка, содержащая софокусные первичный и вторичный кон46 . 6 центраторы, последний из которых имеет цилиндрический корпус с входным отверстием и внутренней зеркальной поверхностью, и расположенный в корпусе трубчатый. приемник солнечного излучения, о т л и ч à ю щ а я с я тем, что, с целью повышения КПД, она снабжена вторым трубчатым приемником, размещенным в фокусе первичного концентратора, последний выполнен в виде цилиндрической линзы, расположенной во входном отверстии, корпус снабжен обечайкой, охватывающей его с. образо" ванием зазора, заполненного поглощающим теплоносителем, а трубчатые приемники выполнены из оптически прозрачного материала, причем первый приемник расположен в фокальной MlocKocTH корпуса симметрично второму относительно горизонтальной плоскости симметрии корпуса.
2. Гелиоустановка по n.l, о т л ич а ю щ а я с я тем, что поперечное сечение вторичного концентратора име,ет форму эллипса.
3. Гелиоустановка по-n.l, о т.л ич а ю щ а я с я тем, что оба труб- чатых приемника и зазор гидравличес" ки связаны между собой с помощью диструбутора.
992946
Фие.?
Составитель П.Шендерович
Техред И. Надь Корректор Л.Бокшан
Редактор А.8орович
М б Ф
Тираж 781 Подписное
8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 430/50
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4