專利名稱:聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器的制造方法
【專利摘要】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，金屬筒內(nèi)有一根貫穿所述金屬筒的盤管，在金屬筒內(nèi)的剩余空間，用貯熱材料填充，金屬筒兩端密封，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。由于聚光，該熱水器具有煮飯、蒸饅頭的功能，適用于家用、也適用于企業(yè)。
【專利說明】聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器

【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(zhǎng)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(zhǎng)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?，?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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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是聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器的第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖2是聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器的第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖3是圖1或圖2中安裝在太陽光會(huì)聚焦線上的零件的第一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖4是圖1或圖2中安裝在太陽光會(huì)聚焦線上的零件的第二個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖5是圖1至圖4中任一圖所示的固定桿的放大剖視圖。
[0014]圖中1.會(huì)聚太陽光器件，2.外殼，3.支架，4.雙層玻璃真空管，5.金屬筒，6.支撐，7.盤管，8.貯熱材料，9.盤管進(jìn)口，10.盤管出口，11.固定桿，12.絕熱材料，13.雙層玻璃真空板，14.球形小儲(chǔ)熱體，15.柱形小儲(chǔ)熱體，16.水桶，17.開關(guān)，18.蒸鍋。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0016]圖1是本實(shí)用新型的第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。圖1中的會(huì)聚太陽光器件I使用的是折射式的一個(gè)薄的凸透鏡，其原理見專利201220584585.2，它能夠?qū)⑻柟鈺?huì)聚為一條焦線，在焦線上安裝有一筒形的雙層玻璃真空管4，在雙層玻璃真空管4的內(nèi)部套有一金屬筒5，雙層玻璃真空管4與金屬筒5之間有支撐6，金屬筒5的外表面涂有吸熱涂層，金屬筒5內(nèi)有一根盤管7，金屬筒5內(nèi)的剩余空間，用貯熱材料8填充。金屬筒5兩端是密封的，盤管進(jìn)口 9、盤管出口 10露在金屬筒5兩端外面，延伸出外殼2，盤管進(jìn)口 9輸入的是涼水，盤管出口 10輸出的是熱水蒸氣。在金屬筒5的兩端有固定桿11，固定桿11的放大剖視圖如圖5所示，其中一段是凸形狀與凹形狀，之間隔有絕熱材料12構(gòu)成，其目的是阻斷金屬筒5內(nèi)的熱量沿固定桿11向支架3傳導(dǎo)。在雙層玻璃真空管4的兩端有雙層玻璃真空板13封堵。外殼2與會(huì)聚太陽光器件1、支架3鑲嵌，構(gòu)成聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器整體。圖3是安裝在太陽光會(huì)聚焦線上的零件的第一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖，貯熱材料8是由是由若干球形小儲(chǔ)熱體14與它們間隙中填充的導(dǎo)熱油組成。圖4是安裝在太陽光會(huì)聚焦線上的零件的第二個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖，貯熱材料8是由是由若干柱形小儲(chǔ)熱體15與它們間隙中填充的導(dǎo)熱油組成。在圖1中，安裝在太陽光會(huì)聚焦線上的零件是圖3形狀。圖3、圖4除儲(chǔ)熱材料8的形狀不同外，其它材料構(gòu)成相同。
[0017]圖2是本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，圖2中的會(huì)聚太陽光器件I是拋物面反射式鏡，它能夠?qū)⑻柟鈺?huì)聚為一條焦線，安裝在太陽光會(huì)聚焦線上的零件是圖3，或者圖4。為了更詳細(xì)描述本實(shí)用新型的應(yīng)用，在圖2支架3的上方加裝了水桶16、開關(guān)17，下面放了蒸鍋18。平時(shí)開關(guān)關(guān)閉，金屬筒5吸收儲(chǔ)存太陽光熱量。需要做飯時(shí)，打開開關(guān)17，盤管7將水加熱為高溫蒸汽，通入蒸鍋煮飯、蒸饅頭。圖1可以安裝在樓房陽臺(tái)、屋頂，圖2可以安裝在農(nóng)村院內(nèi)地面、樓房大的涼臺(tái)。
【權(quán)利要求】
1.一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，其特征是: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。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器，其特征是: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(zhǎng)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(zhǎng)所形成的凸透鏡。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器，其特征是: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。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器，其特征是: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。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器，其特征是: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。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的一種聚光貯熱加熱一體的太陽能熱水器，其特征是: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)。
【文檔編號(hào)】F24J2-46GK204301338SQ201420729417
【發(fā)明者】門立山 [申請(qǐng)人]門立山