基本信息
- 項目名稱：
- 提高太陽能利用率的真空管太陽能集熱器
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 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，基于相關領域理論基礎及既有改造方案，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”兩個優(yōu)化方案。
- 詳細介紹：
- 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)化設計思路，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構，分別給出了具體的實施例，并通過理論研究的方法初步驗證了設計理念的可行性。新型太陽能集熱器在提升系統(tǒng)性能的同時，間接節(jié)約了常規(guī)能源的消耗，減少了污染物的排放，實現(xiàn)了資源與環(huán)境的友好融合。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 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，同時太陽是按橢圓形軌跡運行。因此，當太陽偏東或偏西時，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)化設計思路，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構。同時利用理論計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：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： 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。 ② 清晨和傍晚時刻，橢圓型與普通型太陽能集熱器的效率比值在8以上；V型集熱器相對于橢圓型更高，效率比值在9以上。
科學性、先進性
- 科學性及先進性：本發(fā)明基于一定的理論基礎及已有的解決方案，從真空管組排列結構出發(fā)，提出了兩種新型太陽能集熱器真空管排列結構，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。文章通過理論計算的方法對效率提升進行了驗證，同時相對現(xiàn)有集熱器來說優(yōu)化方案并未增加設備的占地面積，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，間接節(jié)約了常規(guī)能源的消耗，減少了污染物的排放，實現(xiàn)了資源與環(huán)境的友好融合。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型、圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明及技術特點：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，同時在一定程度上減少了太陽光的動態(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，同時在一定程度上提高了真空管的動態(tài)受光面積。適用范圍：單臺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豐富的地域，可推廣應用到可再生能源示范項目之中。推廣前景：太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的清潔能源，應當在資源緊缺的戰(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太陽能的利用，符合“加快建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”的要求。同時相對現(xiàn)有集熱器來說并未增加設備的占地面積，便于用戶改造使用，推廣應用空間較大。經(jīng)濟效益預測：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，目前對其研究主要集中在效率提升、拓展使用范圍與規(guī)?；瘧梅矫?。傳統(tǒng)的平板太陽能集熱器是應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)結凍現(xiàn)象。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，人們對生活品質(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，隨之針對真空管集熱器的研究成為相關領域工作者的研究重點。但目前的研究主要集中在對其使用范圍的拓展及規(guī)模化應用方面，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℃的高溫熱水的集熱器，能夠良好融合在可再生能源示范項目建筑中的集熱器等等。而集熱效率方面，在現(xiàn)有材料及技術條件下，想要有較大的提升存在困難，因此并未有太多學者對其進行研究。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，基于相關領域理論基礎及既有改造方案，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太陽能的利用率，進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。
