一种阳台型太阳能集热器安装机构的设计.pdfVIP

学兔兔 第 6期 (总第 187期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．6 2014年 l2月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MAT10N DeC． 文章编号：1672—6413(2014)06—0099—02 一 种阳台型太阳能集热器安装机构的设计米 胡 力 ，吴永 明 (广东工业大学 机 电工程学院，广东 广州 510006) 摘要：基于对太阳光入射角的分析，通过四连杆机构与集热器支撑件一体化的设计来实现太阳能集热器倾角的 变化，以提高阳台型太 阳能热水器的太阳能利用率，并通过理论数据验证 了该设计可有效提高太阳能利用率。 关键词 ：阳台型太 阳能热水器 ；四连杆机构 ；设计 中图分类号 ：TK515 文献标识码 ：A 0 引言 南方向的射线之间的夹角为太阳方位角 y。太阳人射 目前 ，在家用型建筑 阳台上安装的太阳能热水器 角0随时间不断变化，根据张鹤飞教授 [3提 出的计算 集热器大多是 固定不动的，而太 阳光在各个季节 的入 方法，计算 0时需要知道地理纬度 、赤纬角 以及太 射角又在不断变化 ，使得集热器对太阳能的吸收不能 阳方位角y和太阳时角 ，即 一f(3，，，y，叫)，具体 达到最大化，特别是冬季，日照时间短 ，温度较低，而居 表示为： 民对热水的需求量也相对增加 ，因此 ，如何提高阳台型 cos0=sin3co sin3cosgsinflcosT+cos3cosgcosflco + 太 阳能热水器的太 阳能利用率就成为 目前节能研究的 c0sc0s∞cosysinsinli+sinflsinTsinoJcos6． (1) 热点。 当集热器朝 向正南方时，方位角 y一0。每天当 有学者提出了集热器 自动跟踪太 阳光[1]的理论 ， 中，正午时太 阳入射角最小，太阳光线最充足 ，此时时 让集热器能像向 日葵那样一直朝着太 阳，使太 阳入射 角 ∞一0，式 (1)可简化为： 角一直保持在 0。，从而大大提高集 能效率 ，但这种设 cos一sin3sin(9--f1)+cos3cos(9--f1)． (2) 计存在技术要求高、成本高、维修复杂等问题 。 参考文献[3-I，太阳赤纬角 的计算式为： 本文基于对太阳光入射角 的分析 ，通过 四连杆机 si =0．39795cos[0．98563(N一173)]． (3) 构与集热器支撑件一体化的设计，根据各地纬度差异 其中：N为天数，1月 1日表示第 1天，故 N取值为 和季节变化 ，实现阳台型太阳能集热器倾角的变化 ，以 1～ 365 提高太阳能的利用率，进一步满足人们对生活热水的 需求 。 1 太阳能集热器安装倾角对热效率的影响 平面 1．1 太阳光入射角分析计算 集热器倾角是指集热器平面与当地水平面之间的 夹角 [2]。为最大限度地获取太 阳能 ，集热器的朝向应 图 1 太 阳入射角示惫 图 尽可能让太阳光线垂直射 向集热器表面，如图 1所示。 1．2 集热器倾角的选择 由图 1可见 ，太阳光线与集热器平面法线之间的