聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器,屬于太陽能光熱利用設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽光照射到地球的能量是有限的,其輻射能量為1367W/ Hf,現(xiàn)行的家用真空管太陽能熱水器,由于吸收太陽能的能量密度低,太陽光的溫度與水的溫度之間溫差小,加熱的水溫低于100°c,使用范圍僅僅滿足人們?nèi)粘I钪械南翠獭<彝ヌ柲軣崴靼l(fā)展到現(xiàn)在,已經(jīng)將太陽能的光熱轉(zhuǎn)換挖掘到了極致,已經(jīng)遇到了一個(gè)發(fā)展的瓶頸時(shí)期。如果將太陽光進(jìn)行聚光,將低密度的太陽能變成高密度的,會(huì)聚的光照射到集熱器上就會(huì)得到比普通太陽能熱水器更高的溫度。本人曾發(fā)明了一種家用中溫太陽能熱水器201220647197.4,能夠煮飯蒸饅頭,開始認(rèn)為,在家用太陽能熱利用方面,該項(xiàng)發(fā)明已經(jīng)達(dá)到完美。后來發(fā)現(xiàn),還有開拓的余地。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的任務(wù)是,設(shè)計(jì)一種聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器,家用它能夠煮飯、蒸饅頭,企業(yè)大量用它能夠產(chǎn)生大量高溫蒸汽。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器,包括有會(huì)聚太陽光器件、外殼、支架,在太陽光會(huì)聚的焦線上,有一筒形的雙層玻璃真空管,所述筒形的雙層玻璃真空管內(nèi)部套有一金屬筒,所述雙層玻璃真空管與所述金屬筒之間有支撐,所述金屬筒的外表面涂有吸熱涂層,所述金屬筒內(nèi)有一根貫穿所述金屬筒的盤管,在所述金屬筒內(nèi)的剩余空間,用貯熱材料填充,所述金屬筒兩端是密封的,所述盤管的進(jìn)出口露在所述金屬筒兩端外,所述金屬筒兩端有與所述金屬筒垂直的固定桿,所述筒形的雙層玻璃真空管兩端有雙層玻璃真空板封堵,所述金屬筒兩端的固定桿與所述支架相連,所述外殼與所述會(huì)聚太陽光器件、所述支架鑲嵌連接。所述會(huì)聚太陽光器件是沿一條拋物線所在平面高度方向上伸長所得出的拋物面,且在所述拋物面添加上反光材料所形成的反射鏡;或者是一個(gè)凸透鏡截面在其高度方向上伸長所形成的凸透鏡。所述貯熱材料是由若干小儲(chǔ)熱體與小儲(chǔ)熱體的間隙中填充的導(dǎo)熱油組成,所述小儲(chǔ)熱體形狀為柱形或者球形,所述小儲(chǔ)熱體的結(jié)構(gòu)為:內(nèi)部為相變儲(chǔ)熱物質(zhì),外表面為固體材料。所述固定桿的其中一段是凸形狀與凹形狀,之間隔有絕熱材料構(gòu)成的。所述小儲(chǔ)熱體的外表面的固體材料為金屬、或者陶瓷、或者合成化工材料。若干所述的聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器的所述盤管的進(jìn)出口連接方式是串聯(lián)、或者并聯(lián)、或者混聯(lián)。
[0005]本實(shí)用新型所述的會(huì)聚太陽光器件有兩種實(shí)施例:反射鏡和折射鏡,由于二者都能夠制造成聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器,所以從原理上將二者視為了一種熱水器。由于隨著太陽的運(yùn)轉(zhuǎn),部分太陽光會(huì)聚的焦線會(huì)照射在集熱器外,所以在集熱器背面及側(cè)面還可以添加反射鏡。這樣做的好處是:減少光損失,減少輻射熱量。本實(shí)用新型所述盤管的進(jìn)口是與外部水管道的出口相連接的,所述盤管的出口是與外部水蒸汽管道的入口相連接的。所述金屬筒的局部受到會(huì)聚的太陽光的照射后溫度很高,一是通過金屬筒向其余的外表面?zhèn)鲗?dǎo)熱量,二是通過這局部的內(nèi)表面向?qū)嵊蜕幔瑢?dǎo)熱油由于溫差可以產(chǎn)生對(duì)流,對(duì)流加快了熱量的傳遞,將熱量傳遞到每個(gè)小儲(chǔ)熱體,小儲(chǔ)熱體通過相變儲(chǔ)存更多的熱量。將小儲(chǔ)熱體制造成球形或者柱形,小儲(chǔ)熱體之間的間隙給導(dǎo)熱油的對(duì)流提供了條件。所述金屬筒的儲(chǔ)熱過程是:當(dāng)金屬筒的溫度低于小儲(chǔ)熱體相變溫度時(shí),通過金屬筒內(nèi)升溫貯存熱量;當(dāng)金屬筒的溫度等于小儲(chǔ)熱體相變溫度時(shí),通過金屬筒內(nèi)小儲(chǔ)熱體固一一液轉(zhuǎn)化貯存熱量;當(dāng)小儲(chǔ)熱體內(nèi)相變物質(zhì)全部融化后,金屬筒通過繼續(xù)升溫來貯存熱量。金屬筒放熱的過程與上述相反。所述小儲(chǔ)熱體的外表面的固體材料是耐高溫的,起到保持小儲(chǔ)熱體形狀、傳導(dǎo)熱量、隔絕相變物質(zhì)與導(dǎo)熱油混合的作用,金屬、或者陶瓷、或者合成化工材料都行。
[0006]將所述固定桿的其中一段制作成凸形狀與凹形狀,之間隔有絕熱材料的目的是金屬筒的熱量不會(huì)通過固定桿對(duì)外散熱。固定桿是安裝在金屬筒的兩端的,每端I一3個(gè)為宜。所述金屬筒的圓周有筒形的雙層玻璃真空管包裹,兩端有雙層玻璃真空板封堵,金屬筒四周的真空切斷了熱傳導(dǎo)途徑,這就實(shí)現(xiàn)了金屬筒對(duì)外散熱最小。家用時(shí),平常金屬筒的盤管不通水,吸收的太陽光熱量通過金屬筒貯存。中午或者晚上做飯時(shí),緩慢往盤管的一端通入水,高溫的金屬筒將水加熱成高于100°C水蒸氣,水蒸氣就可以通到蒸鍋里煮飯、蒸饅頭了。家庭使用時(shí),如果有效采光面積按2平方米計(jì)算,光熱轉(zhuǎn)換效率按50%計(jì)算,太陽光的照射強(qiáng)度按I千瓦/平方計(jì)算,每天太陽光的照射時(shí)間按6小時(shí)計(jì)算,則該熱水器吸收的熱量為:2X1X50%X6=6千瓦時(shí),相當(dāng)于使用一個(gè)產(chǎn)生2千瓦熱量的電爐工作3個(gè)小時(shí)產(chǎn)生的熱量。這些熱量足夠一個(gè)普通家庭一天的做飯使用。當(dāng)然通過增加采光面積就能夠很方便的增加采熱量。當(dāng)本實(shí)用新型用于企業(yè)時(shí),通過增加本實(shí)用新型的數(shù)量,將每個(gè)熱水器盤管串聯(lián)可以提高水蒸氣的溫度,將每個(gè)熱水器盤管并聯(lián)可以提高水蒸氣的流量。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:首次在集熱器內(nèi)加入了盤管,首次在集熱器內(nèi)加入了相變儲(chǔ)熱物質(zhì),在相變儲(chǔ)熱物質(zhì)之間的縫隙加入了導(dǎo)熱油。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是,集聚光貯熱加熱于一體,總占用空減小,總散熱面積減小,保溫效果好。與現(xiàn)行市場上的真空管太陽能熱水器相比,在構(gòu)造上:本實(shí)用新型少了真空管,多了會(huì)聚太陽光器件、集熱器,材料成本變化不大,也可以安裝在陽臺(tái)、屋頂;在效果上:家用本實(shí)用新型能夠煮飯、蒸饅頭,企業(yè)大量用本實(shí)用新型能夠產(chǎn)生大量高溫蒸汽,當(dāng)然摻入涼水也兼有現(xiàn)行市場上的真空管太陽能熱水器的效果。可以看出,本實(shí)用新型比現(xiàn)行市場上的真空管太陽能熱水器具有顯著進(jìn)步,推廣本實(shí)用新型,現(xiàn)行市場上的真空管太陽能熱水器將會(huì)逐漸淘汰,本實(shí)用新型將會(huì)開辟太陽能光熱利用的新局面。
【附圖說明】
[0008]附圖是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖1