專利名稱：Cpc拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新能源行業(yè)，太陽能利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國太陽能供熱采暖的集熱設(shè)備主要有U形管、玻璃雙真空管、玻璃單真空 管、平板式等屬于接受太陽能光熱的面積與接收太陽輻射面積相等的平面型集熱器，安裝 占地面積大，可安裝有效集熱面積的屋面大都不能滿足太陽能貢獻(xiàn)率40%的供熱采暖負(fù)荷 的需要；同時還有太陽能集熱系統(tǒng)制造及安裝費用較高的問題，以及集熱器易損壞和夏季 過熱冬季防凍的共同問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述已有技術(shù)不足之處而提出了全新的設(shè)計，為了解決集 熱器安裝占地面積大，可安裝有效集熱面積的屋面大都不能滿足太陽能貢獻(xiàn)率40%的供熱 采暖負(fù)荷的需要的問題；同時為了解決太陽能集熱系統(tǒng)制造及安裝費用較高的問題，壽命 短，以及集熱器易損壞和夏季過熱冬季防凍的共同問題。為了從實用性和經(jīng)濟(jì)性兩個方面加大太陽能供熱采暖的推動力度，研制了 CPC拋 物線聚能式太陽能采暖系統(tǒng)。本發(fā)明為了解決上述已有技術(shù)的不足之處而采用以下的技術(shù)方案一種CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)是由CPC拋物線聚能式太 陽能采暖集熱器、高位換熱貯熱水箱、膨脹水箱組成開放式封閉系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由CPC雙拋 物線聚能式太陽能采暖集熱器、帶內(nèi)置生活熱水水箱的太陽能貯熱水箱、智能化控制系統(tǒng)、 采暖循環(huán)切換與循環(huán)、以及太陽能互補(bǔ)熱源與采暖終端組成。所述的一種CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)是由CPC拋物線 聚能式太陽能采暖集熱器收取太陽能得到熱量之后，由太陽能熱水管從貯熱水箱上部注入 貯熱水箱進(jìn)行儲熱，而貯熱水箱底部的低溫水經(jīng)太陽能回水管輸送給到CPC拋物線聚能式 太陽能采暖集熱器的進(jìn)水端，再進(jìn)行太陽能加熱，加熱后的熱水再經(jīng)太陽能熱水管輸入給 貯熱水箱，形成貯熱水箱、太陽能回水管、CPC拋物線聚能式太陽能采暖集熱器、太陽能熱水 管、貯熱水箱的換熱、貯熱的循環(huán)方式。所述的一種CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)是利用不同水溫 容重和不同高度差重力來實現(xiàn)自然循環(huán)的運行方式。所述的一種CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)所采用的集熱器 結(jié)構(gòu)是CPC拋物線聚能式太陽能集熱器的集熱體與聚光器的最佳幾何尺寸的結(jié)構(gòu)是該系統(tǒng)的CPC聚能式太陽能集熱器的集熱體采用圓管助熱板復(fù)合式結(jié)構(gòu)，圓管為 遠(yuǎn)紅外涂層的主集熱體，助熱板是三角翼形副集熱體，通過坐標(biāo)公式X= ysina-ι cosa 和yz-Ycosa-t Sina計算和驗證以圓管集熱體為中心的雙面漸開線，對應(yīng)圓管的切線 定位集熱器的太陽最大半接受角。
所述的一種CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)的聚光器在坐標(biāo) 系沿集熱體漸開線取動點M(xl，zl)，M點到集熱體中心做曲線的軌跡是聚光器的拋物線， 管中心是焦點，外圓是焦面，在本項目開發(fā)過程驗證標(biāo)準(zhǔn)方程X2 = 4fy，式中f是以鋼管中 心為拋物線焦點對動點M的函數(shù)；y = 0. 5P/L，其中P為集熱器的設(shè)計功率，有效集熱效率 取50%，L為集熱器的槽長度，將鋼管的中心設(shè)為0點為拋物線頂點，鋼管的垂直軸線是拋 物線的主光軸，則聚光比C =采光面積/焦面面積。所述的一種CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)的拋物線聚能式 集熱器的的采用的材料(1)集熱器材料，主集熱體材料規(guī)格DN80X4 ；副集熱體材料薄鋼板幾何成型一面 作遠(yuǎn)紅外涂層，另一面作鏡面涂層；中心加熱管為DN40X1不銹鋼管；傳熱介質(zhì)為250#導(dǎo)熱硅油。(2)聚光器材料，聚光材料是鍍銀、鍍鋁玻璃鏡、滌綸鍍鋁薄膜、拋光鋁板、拋光不 銹鋼板。本發(fā)明的優(yōu)點和效果本發(fā)明解決了集熱器安裝占地面積大，可安裝有效集熱面 積的屋面大都不能滿足太陽能貢獻(xiàn)率40%的供熱采暖負(fù)荷的需要的問題；同時還解決了 太陽能集熱系統(tǒng)制造及安裝費用較高的問題，以及集熱器易損壞和夏季過熱冬季防凍的共 同問題。為了從實用性和經(jīng)濟(jì)性兩個方面加大太陽能供熱采暖的推動力度，我們研制了 CPC拋物線聚能式太陽能采暖系統(tǒng)。該系統(tǒng)接受太陽能光熱的面積比接受太陽能輻射面積 小，安裝占地面積較小，制造安裝費用比真空管式集熱器低10% 20%。同時，CPC拋物線 聚能式太陽能集熱器使用壽命可以達(dá)到二十五年以上。遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的系統(tǒng)壽命。本發(fā)明實施的效果1、提高了太陽能集熱設(shè)備的使用壽命。常規(guī)的太陽能集熱設(shè)備一般為5-10年，本 集熱器可以達(dá)到30年。2、提高了太陽能集熱設(shè)備的集熱效率。常規(guī)的太陽能集熱設(shè)備的集熱效率一般為 50%左右，本集熱器可以達(dá)到75%以上。3、本集熱器是全金屬結(jié)構(gòu)，比較常規(guī)的集熱設(shè)備，本集熱器故障率幾乎為零，基本 可以實現(xiàn)免維護(hù)。4、本集熱器的制造、安裝成本相當(dāng)于常規(guī)集熱設(shè)備的1/3，極具市場經(jīng)濟(jì)性，能夠 為老百姓能和推廣太陽能采暖所接受。5、夏季過熱與冬季防凍有了一種根本性的解決方式。對我國西、北部推廣太陽能 采暖，普及推廣太陽能光熱利用起到了決定性的作用。6、對不同地理緯度，在相同地理緯度而不同的季節(jié)，在相同季節(jié)的不同時間，CPC 雙拋物線聚能太陽能采暖集熱器具有很強(qiáng)的陽光對應(yīng)性和接收性。從圖三可見，當(dāng)CPC雙 拋物線聚能太陽能采暖集熱器安裝角度和安裝位置固定后，太陽頂天角A隨季節(jié)或早晚時 間變化時，F(xiàn)1+F2的當(dāng)量Q始終不變，而F1+F2 = Q則是CPC雙拋物線聚能太陽能采暖集熱 器所接受的太陽總光熱，因此，CPC雙拋物線聚能太陽能采暖集熱器比常規(guī)的太陽能集熱器 集熱效率提高50%以上。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1是本發(fā)明的CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)示意圖；圖2是CPC雙拋物線聚能太陽能采暖集熱器主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是CPC拋物線聚能式太陽能采暖集熱器的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是CPC雙拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型示意圖。
具體實施例方式參照附圖1所示，原理說明第一，CPC雙拋物線聚能太陽能采暖集熱系統(tǒng)，其中1是CPC雙拋物線聚能式太陽 能采暖集熱器、2是太陽能熱水管、3是太陽能回水管、4是帶內(nèi)置生活熱水水箱的太陽能貯 熱水箱(以下簡稱貯熱水箱)、5是貯熱水箱供熱水管、6是貯熱水箱回水水管、7是貯熱水 箱溢水管、8是貯熱水箱補(bǔ)水管、9是貯熱水箱排污管、10是貯熱水箱溫度檢測探頭、11是大 氣溫度檢測探頭、12是室內(nèi)溫度檢測探頭、13是太陽能采暖智能化控制系統(tǒng)、14是應(yīng)急手 動閥門、15是采暖熱源切換電磁閥、16是采暖循環(huán)泵、17是太陽能互補(bǔ)熱源與采暖終端供 熱管、18是太陽能互補(bǔ)熱源與采暖終端回水管。所述的CPC雙拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)是利用不同水溫容 重和不同高度差重力來實現(xiàn)自然循環(huán)的運行方式。第二，本發(fā)明的CPC雙拋物線聚能太陽能采暖集熱系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)是由 CPC雙拋物線聚能式太陽能采暖集熱器、帶內(nèi)置生活熱水水箱的太陽能貯熱水箱、智能化控 制系統(tǒng)、采暖循環(huán)切換與循環(huán)、以及太陽能互補(bǔ)熱源與采暖終端組成，其中太陽能互補(bǔ)熱 源是常規(guī)供熱設(shè)備，將根據(jù)用戶條件選擇電熱熱源、燃?xì)鉄嵩础⑷济簾嵩匆约吧镔|(zhì)(如牛 羊糞干物質(zhì))等不同的熱源，采暖終端一般為盤管地?zé)彷椛涫降匕宀膳蚪饘俦趻焓脚瘹?片。內(nèi)置式生活熱水水箱主要用于缺水地區(qū)可以貯存用水，并進(jìn)行換熱、加熱，將直接用于 生活洗滌；有自來水的地區(qū)可以將內(nèi)置式生活熱水水箱換成浮動盤管，邊進(jìn)自來水邊換為 生活熱水，提供方便的生活使用，尤其滿足青藏高原、黃土高原、內(nèi)蒙古高原等缺水地區(qū)的 采暖與供熱的需要。所述的CPC雙拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)集熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由CPC拋物線聚能 式太陽能采暖集熱器1收取太陽能得到熱量之后，由太陽能熱水管2從貯熱水箱上部注入 貯熱水箱4進(jìn)行儲熱，而貯熱水箱4底部的低溫水經(jīng)太陽能回水管3輸送給到CPC拋物線聚 能式太陽能采暖集熱器1的進(jìn)水端，再進(jìn)行太陽能加熱，加熱后的熱水再經(jīng)太陽能熱水管2 輸入給貯熱水箱4，形成貯熱水箱4、太陽能回水管3、CPC拋物線聚能式太陽能采暖集熱器 1、太陽能熱水管2、貯熱水箱4的換熱、貯熱的循環(huán)方式。第三，被太陽能加熱的水從貯熱水箱4經(jīng)采暖供水管5、太陽能互補(bǔ)熱源與采暖終 端供熱管17對采暖對象進(jìn)行供熱，然后經(jīng)太陽能互補(bǔ)熱源與采暖終端回水管18和采暖回 水管6返回貯熱水箱4，形成貯熱水箱4、采暖供水管5、采暖互補(bǔ)熱源與采暖終端、采暖回水 管6、貯熱水箱4的供熱、散熱、采暖(供熱)的循環(huán)方式。第四，所述的CPC雙拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)所采用的太陽
5能采暖智能化控制系統(tǒng)是太陽能采暖供熱系統(tǒng)運行的控制裝置，太陽能采暖智能化控制系 統(tǒng)13中設(shè)有貯熱水箱溫度檢測探頭10太陽能換熱溫度控制、設(shè)有大氣溫度檢測探頭11用 于太陽能集熱系統(tǒng)防凍、防過熱的安全管理，設(shè)有室內(nèi)溫度檢測探頭12用于采暖室內(nèi)溫度 控制。在太陽能采暖智能化控制系統(tǒng)13的控制調(diào)節(jié)下CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)分 別適應(yīng)電熱采暖壁掛爐、燃?xì)獠膳趻鞝t、生物質(zhì)采暖爐(含燃煤采暖爐)等不同的互補(bǔ)熱 源。當(dāng)太陽能集熱系統(tǒng)的互補(bǔ)熱源是電熱采暖壁掛爐或燃?xì)獗趻鞝t時，當(dāng)貯熱水箱溫 度檢測探頭10檢測到貯熱水箱4的水溫達(dá)到采暖循環(huán)需要的溫度時，太陽能采暖智能化控 制系統(tǒng)13啟動采暖循環(huán)泵16，同時關(guān)閉采暖熱源切換電磁閥15，采暖循環(huán)熱水來自于貯熱 水箱4。當(dāng)貯熱水箱溫度檢測探頭10檢測到貯熱水箱4的水溫低于采暖循環(huán)水溫要求時， 太陽能采暖智能化控制系統(tǒng)13關(guān)閉采暖循環(huán)泵16，同時關(guān)閉采暖熱源切換電磁閥15防止 互補(bǔ)熱源的電熱或燃?xì)鉄崃苛魇У劫A熱水箱，而此時采暖完全由電熱或燃?xì)庋b置補(bǔ)充采暖 的熱量，貯熱水箱繼續(xù)由CPC拋物線聚能式太陽能采暖集熱器1接受太陽能光熱集熱。當(dāng)貯 熱水箱4的溫度達(dá)到要求后，太陽能采暖智能化控制系統(tǒng)13將電熱或燃?xì)饣パa(bǔ)裝置關(guān)閉， 重新啟動采暖循環(huán)泵16進(jìn)行太陽能采暖，形成貯熱水箱4、采暖終端、貯熱水箱4的太陽能 采暖循環(huán)系統(tǒng)，以及電熱或燃?xì)鉄岬幕パa(bǔ)輔助加熱的采暖循環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)太陽能集熱系統(tǒng)的互補(bǔ)熱源是生物質(zhì)采暖爐(含燃煤采暖爐)時，當(dāng)貯熱水箱 溫度檢測探頭10檢測到貯熱水箱4的水溫達(dá)到采暖循環(huán)需要的溫度時，太陽能采暖智能化 控制系統(tǒng)13啟動采暖循環(huán)泵16，同時關(guān)閉采暖熱源切換電磁閥15，采暖循環(huán)熱水來自于貯 熱水箱4，形成貯熱水箱4、采暖終端的太陽能采暖供熱系統(tǒng)。當(dāng)貯熱水箱溫度檢測探頭10 檢測到貯熱水箱4的水溫低于采暖循環(huán)水溫要求時，太陽能采暖智能化控制系統(tǒng)13關(guān)閉采 暖循環(huán)泵16，同時啟動采暖熱源切換電磁閥15，形成貯熱水箱4、生物質(zhì)采暖爐(含燃煤采 暖爐)和采暖終端的生物質(zhì)燃料給太陽能集熱系統(tǒng)提供互補(bǔ)熱源的采暖循環(huán)系統(tǒng)。參照附圖2、圖3所示，CPC雙拋物線聚能太陽能采暖集熱器與結(jié)構(gòu)說明原理說明CPC雙拋物線聚能太陽能采暖集熱器，其中19是太陽能采暖集熱器上拋物線聚 能器、20是太陽能采暖集熱器下拋物線聚能器、21是三角翼副集熱體、22是鋼管主集熱體、 23是太陽能換熱循環(huán)管、24是金屬支架(并連接防雷避雷裝置)。所述的CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，該系統(tǒng)的CPC聚能式太陽能集熱器的集 熱體采用圓管助熱板復(fù)合式結(jié)構(gòu)，圓管為遠(yuǎn)紅外涂層的主集熱體，助熱板是三角翼形副集 熱體。所述的CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，該系統(tǒng)的拋物線聚能式集熱器的的采用 的材料(1)集熱器的材料集熱器分為主集熱體、副集熱體、不銹鋼管加熱管、太陽能貯熱 介質(zhì)和太陽能換熱介質(zhì)。①主集熱體為規(guī)格Dm00X4冷拔無縫鋼管；副集熱體為冷軋薄鋼板。②主集熱體軸線0°為起點的60°與-60°面(即受熱底面)采用納米金屬黑體 遠(yuǎn)紅外涂層做吸熱、助熱，主集熱體軸線60°至-60°面(即非受熱上面)采用納米碳化硅 鈣纖維層隔熱、保溫。
③主集熱體內(nèi)灌注容積2/3的250#導(dǎo)熱硅油傳熱為太陽能貯熱介質(zhì)。④封閉的主集熱體中心穿過DN32X1不銹鋼管加熱管，管內(nèi)循環(huán)的太陽能換熱介 質(zhì)可以根據(jù)冬季氣溫條件的不同，當(dāng)極端最低氣溫_5°C以下地區(qū)采用飲用級水為介質(zhì)，當(dāng) 極端最低氣溫_15°C以下地區(qū)采用溴化鋰導(dǎo)熱水溶液為介質(zhì)，當(dāng)極端最低氣溫-35X以下 地區(qū)采用常壓乙醇鉻化合物導(dǎo)熱水溶液為介質(zhì)。(2)聚光器材料。聚光材料是鍍銀、鍍鋁玻璃鏡、滌綸鍍鋁薄膜、拋光鋁板、拋光不 銹鋼板。所述的CPC雙拋物線聚能太陽能集熱器，該集熱器所采用的集熱體結(jié)構(gòu)是CPC雙 拋物線聚能式太陽能集熱體，太陽能采暖集熱器上拋物線聚能器19和太陽能采暖集熱器 下拋物線聚能器20是聚能裝置，具有最佳幾何尺寸的結(jié)構(gòu)，鋼管主集熱體22內(nèi)設(shè)有耐保 溫、耐低溫的導(dǎo)熱硅油，導(dǎo)熱硅油吸收和貯存太陽能的熱量，鋼管主集熱體22是全封閉承 壓式結(jié)構(gòu)，鋼管主集熱體22底部120°夾角的外表涂有遠(yuǎn)紅外吸熱助熱層，鋼管主集熱體 22上部240°夾角的外表涂有納米阻熱保溫層。鋼管主集熱體22軸線位置設(shè)有三角翼副 集熱體21，既是防止太陽光線散射，又是輔助吸熱。鋼管主集熱體22內(nèi)置太陽能換熱循環(huán) 管23，太陽能換熱循環(huán)管23連接圖1所示中貯熱水箱22的太陽能供熱管20和太陽能回水 管21，形成鋼管主集熱體22、太陽能供熱管20、圖示1中貯熱水箱22、太陽能回水管21和 鋼管主集熱體22的溫差自然循環(huán)的換熱循環(huán)系統(tǒng)。參照附圖4所示，三、CPC雙拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型所述的CPC雙拋物線聚能太陽能采暖集熱器聚能器的拋物線軌跡要根據(jù)不同地 理緯度采用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行確定。防凍涂料、太陽能換熱介質(zhì)要根據(jù)不同海拔高度、不同極端 最低氣溫、不同太陽能輻射強(qiáng)度而確定。所述的CPC雙拋物線聚能太陽能采暖集熱器聚能器的拋物線軌跡參照地理緯度 (即太陽對地夾角)A、太陽頂天角(即夾角的余角)D，以及中心軸B到02的距離，通過坐標(biāo) 公式Fl = BsinA-BlcosD和F2 = -BcosA-BsinD計算取定拋物線軌跡點，將軌跡點標(biāo)定在 圖示中心軸線B兩側(cè)及拋物線開口處的三個標(biāo)尺上，三個標(biāo)尺與中心軸線的相對位置可以 采用通用的三角函數(shù)計算取得，即ClB標(biāo)尺和Z BC2標(biāo)尺，以及與Z ClB和Z BC2之間 連接的011標(biāo)尺。然后通過標(biāo)準(zhǔn)方程El2 = 4fCl和E22 = 4fC2計算主集熱體的坐標(biāo)連線， 將El、E2與B交合點既是主集熱體的中心軸線。式中f是以鋼管中心為拋物線1焦點El 對動點F1，以及拋物線2焦點E2對動點F2的雙面漸開線的函數(shù)；Cl和C2是對應(yīng)主集熱體 (圓管)的切線，是太陽最大半接受角。主集熱體上能夠獲得太陽能量多少的焦點的匯集面?zhèn)鹘y(tǒng)叫做焦斑。其特征是該 聚光器的焦斑面積數(shù)學(xué)模型為S = 0. 75PL，其中P為集熱器的設(shè)計功率，有效集熱效率取 75%，L為主集熱體的長度，主集熱體(鋼管)的軸中心是坐標(biāo)的0點，也是拋物線的頂點， 主集熱體(鋼管)的垂直軸線B是拋物線的主光軸，則聚光比(T)=采光面積(X)/焦面面 積(S)。實施例11、確定集熱器結(jié)構(gòu)通過項目開展的過程確定CPC拋物線聚能式太陽能集熱器的 集熱體與聚光器的最佳幾何尺寸的結(jié)構(gòu)。
2、確定集熱體CPC聚能式太陽能集熱器的集熱體擬采用圓管助熱板復(fù)合式結(jié) 構(gòu)。圓管為遠(yuǎn)紅外涂層的主集熱體，助熱板是三角翼形副集熱體，通過坐標(biāo)公式X = ysina-ι cos α和y = - γ cos a - t sin α計算和驗證以圓管集熱體為中心的雙面漸開 線，對應(yīng)圓管的切線定位集熱器的太陽最大半接受角。3、確定聚光器在坐標(biāo)系沿集熱體漸開線取動點M(xl，zl)，M點到集熱體中心做曲 線的軌跡是聚光器的拋物線，管中心是焦點，外圓是焦面。在本項目開發(fā)過程驗證標(biāo)準(zhǔn)方程 x2 = 4fy，式中f是以鋼管中心為拋物線焦點對動點M的函數(shù)；y = 0. 5P/L，其中P為集熱 器的設(shè)計功率，有效集熱效率取50%，L為集熱器的槽長度。將鋼管的中心設(shè)為0點為拋物 線頂點，鋼管的垂直軸線是拋物線的主光軸。則聚光比C=采光面積/焦面面積。4、確定拋物線聚能式集熱器的材料(1)集熱器材料主集熱體材料規(guī)格暫定DN80X4 ；副集熱體材料暫定薄鋼板幾何 成型一面作遠(yuǎn)紅外涂層，另一面作鏡面涂層；中心加熱管為DN40X1不銹鋼管；傳熱介質(zhì)為 250#導(dǎo)熱硅油。(2)聚光器材料聚光材料擬在鍍銀、鍍鋁玻璃鏡、滌綸鍍鋁薄膜、拋光鋁板、拋光不 銹鋼板各種材料中經(jīng)聚光性能、集熱轉(zhuǎn)換率、耐寒熱變化、壽命等試驗后選擇。5、集熱與貯熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由CPC拋物線聚能式太陽能采暖集熱器、高位換熱貯熱水 箱、膨脹水箱組成開放式封閉系統(tǒng)。經(jīng)過理論計算和現(xiàn)場試驗確定自然循環(huán)換熱結(jié)構(gòu)方式、 免維護(hù)方式。
權(quán)利要求
一種CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)是由CPC拋物線聚能式太陽能采暖集熱器、高位換熱貯熱水箱、膨脹水箱組成開放式封閉系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由CPC雙拋物線聚能式太陽能采暖集熱器、帶內(nèi)置生活熱水水箱的太陽能貯熱水箱、智能化控制系統(tǒng)、采暖循環(huán)切換與循環(huán)、以及太陽能互補(bǔ)熱源與采暖終端組成。
2.根權(quán)利要求1所述的一種CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)是由 CPC拋物線聚能式太陽能采暖集熱器⑴收取太陽能得到熱量之后，由太陽能熱水管(2) 從貯熱水箱上部注入貯熱水箱(4)進(jìn)行儲熱，而貯熱水箱(4)底部的低溫水經(jīng)太陽能回水 管(3)輸送給到CPC拋物線聚能式太陽能采暖集熱器(1)的進(jìn)水端，再進(jìn)行太陽能加熱，力口 熱后的熱水再經(jīng)太陽能熱水管(2)輸入給貯熱水箱(4)，形成貯熱水箱(4)、太陽能回水管 (3)、CPC拋物線聚能式太陽能采暖集熱器(1)、太陽能熱水管(2)、貯熱水箱(4)的換熱、貯 熱的循環(huán)方式。
3.根權(quán)利要求1所述的一種CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)是利 用不同水溫容重和不同高度差重力來實現(xiàn)自然循環(huán)的運行方式。
4.根權(quán)利要求1所述的一種CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)所采 用的集熱器結(jié)構(gòu)是CPC拋物線聚能式太陽能集熱器的集熱體與聚光器的最佳幾何尺寸的 結(jié)構(gòu)是該系統(tǒng)的CPC聚能式太陽能集熱器的集熱體采用圓管助熱板復(fù)合式結(jié)構(gòu)，圓管為遠(yuǎn)紅 外涂層的主集熱體，助熱板是三角翼形副集熱體，通過坐標(biāo)公式X= Ysina-ι cosa和y = -Ycosa-i sina計算和驗證以圓管集熱體為中心的雙面漸開線，對應(yīng)圓管的切線定 位集熱器的太陽最大半接受角。
5.根權(quán)利要求1所述的一種CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)的聚 光器在坐標(biāo)系沿集熱體漸開線取動點M(xl，zl)，M點到集熱體中心做曲線的軌跡是聚光 器的拋物線，管中心是焦點，外圓是焦面，在本項目開發(fā)過程驗證標(biāo)準(zhǔn)方程X2 = 4fy，式中 f是以鋼管中心為拋物線焦點對動點M的函數(shù)；y = 0. 5P/L，其中P為集熱器的設(shè)計功率， 有效集熱效率取50%，L為集熱器的槽長度，將鋼管的中心設(shè)為0點為拋物線頂點，鋼管的 垂直軸線是拋物線的主光軸，則聚光比C =采光面積/焦面面積。
6.根權(quán)利要求1所述的一種CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)的拋 物線聚能式集熱器的的采用的材料(1)集熱器材料，主集熱體材料規(guī)格DN80X4；副集熱體材料薄鋼板幾何成型一面作遠(yuǎn) 紅外涂層，另一面作鏡面涂層；中心加熱管為DN40X1不銹鋼管；傳熱介質(zhì)為250#導(dǎo)熱硅 油。(2)聚光器材料，聚光材料是鍍銀、鍍鋁玻璃鏡、滌綸鍍鋁薄膜、拋光鋁板、拋光不銹鋼板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CPC拋物線聚能太陽能采暖系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由CPC雙拋物線聚能式太陽能采暖集熱器、帶內(nèi)置生活熱水水箱的太陽能貯熱水箱、智能化控制系統(tǒng)、采暖循環(huán)切換與循環(huán)、以及太陽能互補(bǔ)熱源與采暖終端組成。優(yōu)點和效果本發(fā)明解決了集熱器安裝占地面積大，可安裝有效集熱面積的屋面大都不能滿足太陽能貢獻(xiàn)率40％的供熱采暖負(fù)荷的問題；同時還解決了系統(tǒng)制造及安裝費用較高的問題，以及集熱器易損壞和夏季過熱冬季防凍的問題。該系統(tǒng)接受太陽能光熱的面積比接受太陽能輻射面積小，安裝占地面積較小，制造安裝費用比真空管式集熱器低10％～20％。同時，CPC拋物線聚能式太陽能集熱器使用壽命可以達(dá)到二十五年以上。遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的系統(tǒng)壽命。
文檔編號F24D15/00GK101957014SQ201010502960
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者冷學(xué)良, 孫義, 孫帥, 孫艷萍, 宗宴華 申請人:孫義