专利名称：一种太阳能收集装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能热水器反射板装置，采用倒v形设计的反射板，可以有效
地将太阳光反射到集热管背面，属于太阳能利用技术领域。
背景技术：
太阳能热水器已经进入千家万户，既提高了我们的生活质量，又减少了化石燃料 的使用，保护了环境。虽然现有的热水器在保温、自动控制、集热管等方面都有成熟并且有 效地技术，但是采用这些技术的热水器往往比较昂贵。因此，我们仍然有必要利用一些简单 的技术，使太阳能热水器的集热效率大幅度提高。太阳能热水器反射板就是这样的一种装 置，它使得太阳光可以被反射到集热管背向太阳的一面，现有的太阳能热水器反射板主要 有平面反射板、V形反射板、圆弧形反射板、渐开线形反射板、复合抛物线形反射板(CPC)。 平面反射板在太阳辐射最弱的早晨和下午，集热系统的接收面积较大，但是在正午太阳辐 射最强，太阳能热水器水温上升最快的时候，有近50%的太阳直射光通过镜面反射损失掉。 V形反射板在太阳光垂直于集热管照射时，可以减少太阳光的反射损失，减小的多少主要取 决于集热管中心到V形尖点距离h和V形的角度a ，但是当太阳光垂直于V形面的一侧 入射时，就会有太阳光通过镜面反射损失掉。圆弧形反射板和渐开线形反射板是为了减少 平面反射板间隙大所造成的光损失，圆弧形反射板的设计是选择与真空管同心的圆弧作为 反射板圆弧，这样，当正午太阳辐射强度最高时，几乎所有太阳辐射都被反射到真空管的背 部，在太阳光斜射时，入射角在al和a2之间会有反射损失，但是可以通过改进设计来减 小al和a2的区间范围。圆弧形反射板一般采用镜面反射比较强的反射板材料，价格比 较昂贵，经济性有所下降。复合抛物线形反射板(CPC)是一种非成像低聚焦度的聚光器，可 以接收直射太阳辐射和部分散射辐射，并能接收一般跟踪聚光器所不能接收的"太阳周围 辐射"所以它的反射效率在所有的反射板中是效率最高的。但是，这些反射板整体制造，风 阻很大，对反射镜强度要求较高，导致造价高，所以并没有得到广泛应用。
发明内容本实用新型的目的在于改进现有太阳能热水器反射板装置，提出一种能够提高集
热管集热效率的太阳能热水器反射板装置。 为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是 —种太阳能收集装置，由太阳能转化装置和反射板组成，太阳能转化装置为集热 管，反射板呈倒V形，两个太阳能集热管之间安装倒V形反射板，当集热管南北向倾斜安装 时，所述倒V形反射板开口端两个端点分别与两根集热管侧下方接触或保持距离小于两根 集热管之间间隙的10% ;当集热管东西向水平安装时，倒V形反射板开口端两个端点和集 热管之间距离小于两根集热管之间间隙的38-45% 。 当太阳能集热管南北向倾斜安装时，所述装置的最佳设计方案是倒V形反射板夹 角是9(T ，组成反射板的两块板宽度为管状太阳能集热管半径，倒V形反射板开口端两个端点与管状太阳能转化装置的距离为管状太阳能转化装置半径的5_10%。 当太阳能集热管东西向水平安装时，所述装置的最佳设计方案是倒V形反射板夹
角是133° ，组成反射板的两块板宽度为管状太阳能集热管半径，倒V形反射板开口端两个
端点与管状太阳能转化装置的距离为管状太阳能转化装置半径的36. 7%。 所述集热管可以是全玻璃真空集热管、U型管式真空集热器、热管式真空管集热器
和直流式真空管集热器等。 所述倒V形反射板的材料可以是304-BA不锈钢板、轧花铝、彩色喷涂钢板、普通铝板等。 安装所述太阳能收集装置时使装置与地面夹角为当地纬度与当地纬度加20°之 间，最佳角度是当地纬度加15° ，可以提高冬季太阳能收集系统热能收集量。 在所述太阳能收集装置南部相邻处安装平面反射板，平面反射板与地面夹角为 7-15°之间，平面反射板宽度和长度约等于收集装置宽度和长度。 本实用新型的有益效果是，最大限度收集了到达收集系统上方的所有直射和散射 太阳光能量，同时减少了 V型板材料，结构简单，容易制造，本实用新型的反射板和集热管 之间设置间隙，风压较低，我们研究得到的反射板正面和背面压差仅几百帕，比整体制作要 低一个数量级以上，从而可以选择超薄反射镜，大大减小了反射板费用。
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以下结合附图和典型实施例对本实用新型作进一步说明。 图1为本实用新型实施例1的俯视示意图； 图2为本实用新型实施例1的剖面示意图； 图3为本实用新型实施例1的剖面大样图； 图4为本实用新型实施例1的侧视图。 图5-图8本实用新型实施例2示意图。 图9为本实用新型实施例3的剖面大样图。 图10为本实用新型实施例4的侧视图。 图中1是集热管；2是倒V形反射板；3是热水器储水箱；4是反射板；5是热水器 固定边框；a表示热水器安装倾角，13表示平面反射板与地面的夹角。
具体实施方式实施例l，如南北向倾斜安装图所示，由全真空玻璃集热管1和倒V形反射 板2组成太阳能热水器热能收集装置。全真空玻璃集热管为12根，规格0 58mm*1.8m、 。47mm*l. 5m ;倒V形反射板为11段，倒V形的张角是90° ，倒V形宽度(尖点到开口端端 点的距离)介于罩玻璃半径和内管半径之间，开口端端点与集热管圆心共线，倒V形直段与 开口端端点和集热管圆心连线垂直，且倒V形反射板开口端两个端点与集热管的垂直距离 为集热管半径的5-10%。安装时，倾斜角度(与地面夹角)为当地纬度与当地纬度加20。 之间，最佳角度是当地纬度加15° 。 实施例2，如东西向水平安装图所示，由全真空玻璃集热管1和倒V形反射 板2组成太阳能热水器热能收集装置。全真空玻璃集热管为12根，规格0 58mm*1.8m、 。47mm*l. 5m ;倒V形反射板为11段，倒V形的张角是133° ，倒V形宽度(尖点到开口端端点的距离)介于罩玻璃半径和内管半径之间，开口端端点与集热管圆心共线，倒V形直段 与开口端端点和集热管圆心连线垂直，且倒V形反射板开口端两个端点与集热管的垂直距 离为集热管半径的36-37%。安装时，倾斜角度(与地面夹角)为当地纬度与当地纬度加 20°之间，最佳角度是当地纬度加15° 。 实施例3，如南北向倾斜安装图所示，由全真空玻璃集热管1和倒V形反射 板2组成太阳能热水器热能收集装置。全真空玻璃集热管为12根，规格0 58mm*1.8m、 。47mm*l. 5m ;倒V形反射板为11段，倒V形的张角是90° ，倒V形宽度(尖点到开口端端
点的距离)为内管半径的VJ倍，倒v形尖点与集热管圆心水平共线，开口端端点与集热管
内管底端齐平。安装时，倾斜角度(与地面夹角)为当地纬度与当地纬度加20。之间，最佳 角度是当地纬度加15。。 实施例4，太阳能收集装置南部相邻处安装平面反射板，平面反射板与地面夹角为 7-15°之间。
权利要求一种太阳能收集装置，由太阳能转化装置和反射板组成，太阳能转化装置为集热管，反射板呈倒V形，其特征是两个太阳能集热管之间安装倒V形反射板，当集热管南北向倾斜安装时，所述倒V形反射板开口端两个端点分别与两根集热管侧下方接触或保持距离小于两根集热管之间间隙的10％；当集热管东西向水平安装时，倒V形反射板开口端两个端点和集热管之间距离小于两根集热管之间间隙的38--45％。
2. 根据权利要求书1所述太阳能收集装置，其特征是当太阳能集热管南北向倾斜安装时，最佳设计方案是倒V形反射板夹角是90° ，组成反射板的两块板宽度为太阳能集热 管的半径，倒V形反射板开口端两个端点与管状太阳能转化装置的距离为管状太阳能转化 装置半径的5-10%。
3. 根据权利要求书1所述太阳能收集装置，其特征是当太阳能集热管东西向水平安 装时，最佳设计方案是倒V形反射板夹角是133° ，组成反射板的两块板宽度为太阳能集热 管的半径，倒V形反射板开口端两个端点与管状太阳能转化装置的距离为管状太阳能转化 装置半径的36.7%。
4. 根据权利要求书l所述太阳能收集装置，其特征是安装所述太阳能收集装置时，使 装置与地面夹角为当地纬度与当地纬度加20。之间，最佳角度是当地纬度加15° 。
5. 根据权利要求书1所述太阳能收集装置，其特征是在所述太阳能收集装置南部相 邻处可以安装平面反射板，平面反射板与地面夹角为7-15°之间。
6. 根据权利要求书1所述太阳能收集装置，其特征是所述集热管可以是全玻璃真空 集热管、U型管式真空集热器、热管式真空管集热器和直流式真空管集热器等。
7. 根据权利要求书1所述太阳能收集装置，其特征是所述倒V形反射板材料可以是304-BA不锈钢板、轧花铝、彩色喷涂钢板、普通铝板等。
专利摘要一种太阳能收集装置，由太阳能转化装置和反射板组成，太阳能转化装置为集热管，反射板呈倒V形。当太阳能集热管南北向倾斜安装时，倒V形反射板夹角是90°，组成反射板的两块板宽为管状太阳能转化装置的半径，倒V形反射板开口端两端点与管状太阳能转化装置的距离为管状太阳能转化装置半径的5-10％；当太阳能集热管东西向水平安装时，倒V形反射板夹角是133°，组成反射板的两块板宽度为管状太阳能转化装置的半径，倒V形反射板开口端两端点与管状太阳能转化装置的距离为管状太阳能转化装置半径的36.7％。与现有技术方案相比较，本实用新型反射板可以有效地将太阳光反射到集热管背面，提高集热管集热效率，结构设计合理，反射板成本低廉，制造工艺简单。
文档编号F24J2/46GK201503146SQ20092018732
公开日2010年6月9日 申请日期2009年9月3日 优先权日2009年9月3日
发明者张东旭, 黄卫东 申请人:中国科学技术大学