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基本信息

項(xiàng)目名稱：
提高太陽能利用率的真空管太陽能集熱器
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本發(fā)明分析了日常生活中使用太陽能的現(xiàn)有真空管集熱器存在的弊端，基于相關(guān)領(lǐng)域理論基礎(chǔ)及既有改造方案，分別從“開源”與“節(jié)流”的角度提出了“提高太陽能利用率的橢圓型太陽能集熱器”和“減少漏光的V型太陽能集熱器”兩個(gè)優(yōu)化方案。
詳細(xì)介紹：
本發(fā)明分析了現(xiàn)有真空管太陽能集熱器的弊端，遵循提高真空管受光面積、減小漏光的優(yōu)化設(shè)計(jì)思路，提出了兩種提高太陽能利用率的新型太陽能集熱器真空管排列結(jié)構(gòu)，分別給出了具體的實(shí)施例，并通過理論研究的方法初步驗(yàn)證了設(shè)計(jì)理念的可行性。新型太陽能集熱器在提升系統(tǒng)性能的同時(shí)，間接節(jié)約了常規(guī)能源的消耗，減少了污染物的排放，實(shí)現(xiàn)了資源與環(huán)境的友好融合。

作品圖片

  • 提高太陽能利用率的真空管太陽能集熱器
  • 提高太陽能利用率的真空管太陽能集熱器
  • 提高太陽能利用率的真空管太陽能集熱器

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

目的及思路：現(xiàn)有真空管太陽能集熱器真空管之間有間隙，間隙漏掉的太陽能無法有效利用，同時(shí)太陽是按橢圓形軌跡運(yùn)行。因此，當(dāng)太陽偏東或偏西時(shí)，現(xiàn)有集熱器真空管只有較少的面積能夠接收太陽光，在一定程度上影響真空管的單位有效采光面積。本發(fā)明遵循提高真空管受光面積、減小漏光的優(yōu)化設(shè)計(jì)思路，提出了真空管組分別呈橢圓型和V型排布的兩種新型太陽能集熱器結(jié)構(gòu)。同時(shí)利用理論計(jì)算的方法證明了新型太陽能集熱器集熱效率較現(xiàn)有集熱器高。創(chuàng)新點(diǎn)：本發(fā)明集熱器真空管接收太陽光的有效面積較現(xiàn)有集熱器的大，太陽光漏過率較現(xiàn)有集熱器小，從而提高了集熱器的太陽能利用效率，有效保證了用戶的全天熱水需求。主要指標(biāo)： ① 橢圓型及V型太陽能集熱器與普通型正午前后太陽能利用效率相當(dāng)。 ② 清晨和傍晚時(shí)刻，橢圓型與普通型太陽能集熱器的效率比值在8以上；V型集熱器相對(duì)于橢圓型更高，效率比值在9以上。

科學(xué)性、先進(jìn)性

科學(xué)性及先進(jìn)性：本發(fā)明基于一定的理論基礎(chǔ)及已有的解決方案，從真空管組排列結(jié)構(gòu)出發(fā)，提出了兩種新型太陽能集熱器真空管排列結(jié)構(gòu)，從而提高了真空管接收太陽光的有效面積，減小了太陽光漏過率。文章通過理論計(jì)算的方法對(duì)效率提升進(jìn)行了驗(yàn)證，同時(shí)相對(duì)現(xiàn)有集熱器來說優(yōu)化方案并未增加設(shè)備的占地面積，便于用戶改造使用。新型太陽能集熱器在提升系統(tǒng)性能的同時(shí)，間接節(jié)約了常規(guī)能源的消耗，減少了污染物的排放，實(shí)現(xiàn)了資源與環(huán)境的友好融合。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無

作品可展示的形式

模型、圖片

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

使用說明及技術(shù)特點(diǎn)：真空管呈橢圓型排列的太陽能集熱器主要基于太陽能綜合利用率的提升考慮，同時(shí)在一定程度上減少了太陽光的動(dòng)態(tài)漏過率；真空管呈V型排列的太陽能集熱器主要基于減少太陽能集熱器真空管漏光率考慮，同時(shí)在一定程度上提高了真空管的動(dòng)態(tài)受光面積。適用范圍：?jiǎn)闻_(tái)適用于家庭日常生活熱水供給；規(guī)?；m用于太陽能資源相對(duì)豐富的地域，可推廣應(yīng)用到可再生能源示范項(xiàng)目之中。推廣前景：太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的清潔能源，應(yīng)當(dāng)在資源緊缺的戰(zhàn)略背景下著重為我們合理開發(fā)利用。文章給出的兩種新型太陽能集熱器集熱效率較現(xiàn)有集熱器高，并且有利于早晨和傍晚光線不足時(shí)太陽能的利用，符合“加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)”的要求。同時(shí)相對(duì)現(xiàn)有集熱器來說并未增加設(shè)備的占地面積，便于用戶改造使用，推廣應(yīng)用空間較大。經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：橢圓型及V型太陽能集熱器全天太陽能利用率較普通型高，清晨和傍晚相對(duì)普通型效率比值在8以上，因此能夠間接節(jié)約礦石能源消耗，從而產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。

同類課題研究水平概述

太陽能集熱器屬于一種成熟的產(chǎn)品，目前對(duì)其研究主要集中在效率提升、拓展使用范圍與規(guī)?；瘧?yīng)用方面。傳統(tǒng)的平板太陽能集熱器是應(yīng)用最為廣泛的集熱器類型，但是這類集熱器效率較低，冬季使用容易出現(xiàn)結(jié)凍現(xiàn)象。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)生活品質(zhì)的追求逐年提升，傳統(tǒng)平板集熱器逐漸被綜合性能更加優(yōu)良的真空管集熱器所取代，隨之針對(duì)真空管集熱器的研究成為相關(guān)領(lǐng)域工作者的研究重點(diǎn)。但目前的研究主要集中在對(duì)其使用范圍的拓展及規(guī)模化應(yīng)用方面，例如適用于北極極端氣象條件的集熱器，能夠提供溫度高于100℃的高溫?zé)崴募療崞鳎軌蛄己萌诤显诳稍偕茉词痉俄?xiàng)目建筑中的集熱器等等。而集熱效率方面，在現(xiàn)有材料及技術(shù)條件下，想要有較大的提升存在困難，因此并未有太多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究。在這樣的研究背景下，本發(fā)明從日常生活出發(fā)，分析了現(xiàn)有真空管集熱器存在漏光的弊端，基于相關(guān)領(lǐng)域理論基礎(chǔ)及既有改造方案，分別從“開源”與“節(jié)流”的角度提出了“提高太陽能利用率的橢圓型太陽能集熱器”和“減少漏光的V型太陽能集熱器”兩個(gè)優(yōu)化方案。從而提升了真空管太陽能集熱器系統(tǒng)全天的集熱效率，特別是提高了早晨和傍晚時(shí)太陽能的利用率，進(jìn)而有效保證了用戶的全天熱水需求，為集熱效率的研究提供了新的思路。
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