CN107101258A - 一种新型光电供热技术 - Google Patents

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尚先全
马纯山
孙建华
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D13/00—Electric heating systems
    • F24D13/04—Electric heating systems using electric heating of heat-transfer fluid in separate units of the system
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033—Heating devices using lamps
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Abstract

本发明属于新能源技术领域，尤其涉及一种新型光电供热技术，包括水箱箱体，所述水箱箱体内部设有套管，所述水箱箱体与套管之间设有介质水，所述套管内设有石英玻璃管，所述石英玻璃管内设有卤族元素气体，所述卤族元素气体包括溴甲烷和高纯氮，所述石英玻璃壳内还设有钨灯丝，所述套管一侧设有第一耐高温绝缘瓷座，另一侧设有第二耐高温绝缘瓷座，本产品属国内首创，拥有无污染、高效节能、自动化控制、安全可靠、多重保护、机电一体体积小、无噪音和使用方便八大特点，可广泛用于居住社区、工厂车间、办公楼、别墅、风景区、宾馆酒店、大专院校、医院、各大加油站、高速公路服务区、洗浴中心、火车站、机场等场所。

Description

一种新型光电供热技术
技术领域
本发明属于新能源技术领域，尤其涉及一种新型光电供热技术。
背景技术
目前为工业及民用建筑供暖供热的设备多采用以燃煤、燃气或燃油为能源的锅炉，此类设备由于燃烧时产生大量的废气，严重污染了大气环境，从而影响了人类的生存环境，另外燃料的运输、储存及炉渣的处理都十分不便，造成人力物力的浪费，虽然此类设备一直在不断的进行改进，但是能源利用率还是很低，并且燃料被大量的浪费，资源浪费严重。另外，锅炉的运行也存在很多问题，由于燃料燃烧时比较危险，需要专业的操作人员进行维护，从而耗费大量的人力。除了消耗大量的人力物力外，还会占用大量的土地，不仅修建锅炉房需要较大的占地面积，燃料的储存也需要修建储存库，也极大的浪费了土地资源。
除了锅炉供暖，用户家中还有一些小型的供暖设备，例如电暖气、空调、暖风机、电热水器等，这些设备耗电量大，热效率低，由于成本较高，不能在大部分地区广泛普及使用。另外这类电热设备，电热管与水是直接接触的，所以存在着漏电问题，存在安全隐患。
发明内容
本发明提供一种新型光电供热技术，以解决上述背景技术中提出的现有供热设备浪费资源、成本高、存在安全隐患的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种新型光电供热技术，包括水箱箱体，所述水箱箱体内部设有套管，所述水箱箱体与套管之间设有介质水，所述套管内设有石英玻璃管，所述石英玻璃管内设有卤族元素气体，所述卤族元素气体包括溴甲烷和高纯氮，所述石英玻璃壳内还设有钨灯丝，所述套管一侧设有第一耐高温绝缘瓷座，另一侧设有第二耐高温绝缘瓷座，所述第一耐高温绝缘瓷座内设有第一密封腔，所述第一密封腔内设有第一硅橡胶密封，所述第二耐高温绝缘瓷座内设有第二密封腔，所述第二密封腔内设有第二硅橡胶密封，所述石英玻璃管一端位于第一硅橡胶密封内，另一端位于第二硅橡胶密封内。
所述卤族元素气体包括90%-95%的溴甲烷和5%-10%的高纯氮。
所述水箱箱体的一侧设有进水管，所述水箱箱体底部设有出水管，所述水箱箱体一侧设有第一通槽，另一侧第二通槽，所述套管一端穿过第一通槽，另一端穿过第二通槽，所述套管一端设有第一瓷座固定板，所述第一耐高温绝缘瓷座与第一瓷座固定板通过第一紧固螺栓固定连接，所述套管另一端设有第二瓷座固定板，所述第二耐高温绝缘瓷座与第二瓷座固定板通过第二紧固螺栓固定连接。
所述水箱箱体为304不锈钢管板，所述套管为304不锈钢无缝管。
所述套管的数量为4-16个
本发明的有益效果为：
该技术是通过模拟太阳光聚集辐射在360度三维空间，定向地高密度地为水箱中的介质水加热，使水快速升温，光波传导速度快，穿透力强。本技术属国内首创，拥有无污染、高效节能、自动化控制、安全可靠、多重保护、机电一体体积小、无噪音和使用方便八大特点，换热部分采用列管式，管内是光电管的光波热源，管外是被加热的介质水，因加热部件采用光波辐射技术，真正做到了水电分离，加热速度快，热效率高，性能优越，作为供热、供暖设备，可替代燃煤、燃油、燃气等以生化物为燃料的锅炉。
可广泛用于居住社区、工厂车间、办公楼、别墅、风景区、宾馆酒店、大专院校、医院、各大加油站、高速公路服务区、洗浴中心、火车站、机场等场所。
附图说明
图1为本发明套管的结构示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本发明的GDL型设备的技术参数；
图中：1-水箱箱体，2-套管，3-石英玻璃管，4-卤族元素气体，5-钨灯丝，6-第一耐高温绝缘瓷座，7-第一瓷座固定板，8-第一紧固螺栓，9-第一密封腔，10-第一硅橡胶密封，11-第一通孔，12-第一导线，13-介质水，14-进水管，15-出水管，16-第一通槽，17-第二通槽。
具体实施方式
一种新型光电供热技术，包括水箱箱体1，水箱箱体1的一侧设有进水管14，水箱箱体1底部设有出水管15，水箱箱体1内部设有套管2，水箱箱体1一侧设有第一通槽16，另一侧第二通槽17，套管2一端穿过第一通槽16，另一端穿过第二通槽17，水箱箱体1与套管2之间设有介质水13，套管2内设有石英玻璃管3，石英玻璃管3内设有卤族元素气体4，卤族元素气体4包括溴甲烷和高纯氮，石英玻璃壳3内还设有钨灯丝5，套管2一侧设有第一耐高温绝缘瓷座6，另一侧设有第二耐高温绝缘瓷座，套管2一端设有第一瓷座固定板7，第一耐高温绝缘瓷座6与第一瓷座固定板7通过第一紧固螺栓8固定连接，套管2另一端设有第二瓷座固定板，第二耐高温绝缘瓷座与第二瓷座固定板通过第二紧固螺栓固定连接，第一耐高温绝缘瓷座6内设有第一密封腔9，第一密封腔9内设有第一硅橡胶密封10，第二耐高温绝缘瓷座内设有第二密封腔，第二密封腔内设有第二硅橡胶密封，石英玻璃管3一端位于第一硅橡胶密封10内，另一端位于第二硅橡胶密封内，第一耐高温绝缘瓷座6设有第一通孔11，第一硅橡胶密封10另一端连接有第一导线12，第一导线12穿过第一通孔11，第二耐高温绝缘瓷座设有第二通孔，第二硅橡胶密封另一端连接有第二导线，第二导线穿过第二通孔，附图只显示一半的结构，另一半为对称结构。
卤族元素气体包括90%-95%的溴甲烷和5%-10%的高纯氮。
水箱箱体为304不锈钢管板，套管为304不锈钢无缝管。
套管的数量为4-16个，本实施例以6个为例，可按照实际需要进行设置。
本技术方案的原理为：该技术是通过模拟太阳光聚集辐射在360度三维空间，定向地高密度地为水箱中的介质水加热，使水快速升温，光波传导速度快，穿透力强。太阳光谱中分为可见光和不可见光两种，本技术方案主要是利用5um-15um不可见光部分，也就是红外线部分的光波，这部分光波渗透力和辐射力都极强，具有显著的温控效应和共振，可使水分子产生共振，使水分子活化，增强共分子间的结合力，使水快速升温。这段光波在传播热的过程中损失极小，可以把热能直线辐射到被加热水中，因为不存在传播界面，并且同其他光波一样有直线传播、漫反射和镜面发射的性质，通过光波的集散照射来使热能在加热水中更有效地利用，使光波增强了热能转换，显著提高了热效率。另外这段光波辐射可达到一定深度，受热均匀，从光波传导的原理上可知，波长越长，穿透物体的深度就越大，这部分光波不仅能把热能传播到物体的表面，而且还能把热能直接传播到水的一定深度，可以显著提高加热效率。
根据以上的原理，申请人经过多年研究，制造出利用电能产生光波热能，为介质水加热的GDL型光电供热供暖设备，可广泛应用，目前产品已经成型，正在测试阶段，通过测试证明本技术方案的实施效果非常理想，是很好的供热、供暖设备，另外本技术方案高效节能、安全可靠，稳定性高。
本技术方案的实施过程：首先将光电管接通电源，钨灯丝开始发热，钨原子被蒸发向石英玻璃壳壁方向移动，当接近玻璃壳壁时，钨蒸汽被冷却到800℃并且和卤原子结合在一起，形成了卤化钨，卤化钨向管中央运动，又重新回到被氧化的灯丝上，卤化钨是一种很不稳定的化合物，遇到热后又重新分解成卤元素、蒸汽和钨原子，这样钨原子又在灯丝上沉淀下来，弥补了被蒸发掉的部分，经过这种再生循环过程，使光电管灯丝使用寿命更长，同时使钨灯丝上的工作温度更高，钨原子能够发出红外线光波，通过与卤原子的结合，可以保持大量的红外线不间断的发射，提高钨原子的发光效率，由于这部分光波渗透力和辐射力都极强，具有显著的温控效应和共振，光波穿过石英玻璃壳和套管，可使介质水中的水分子产生共振，使水分子活化，增强共分子间的结合力，使介质水快速升温，从而实现供热。
申请人为了进一步提高光电管的使用寿命，增加热效率及提高安全性，经多次试验，调整了光电管中充入的混合气比，最后得出90%-95%的溴甲烷和5%-10%的高纯氮结合后，实施效果最为理想。
本技术方案采用了高纯度石英玻璃，提高了石英玻璃耐温度，可达到1200℃，选用高质量的钨丝，以保证达到实际需求，套管用选用304不锈钢无缝管，使用寿命长，机械强度好，耐高温，热传导好，耐腐蚀，不易结垢，比钢、铝、铁的性能优异。为了提高光电管两侧电接点密闭性、稳定光电管的热效率，在灯管的两侧，引出线用耐高温500℃的硅橡胶密封，测试证明效果良好。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围，凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种新型光电供热技术，其特征在于：包括水箱箱体，所述水箱箱体内部设有套管，所述水箱箱体与套管之间设有介质水，所述套管内设有石英玻璃管，所述石英玻璃管内设有卤族元素气体，所述卤族元素气体包括溴甲烷和高纯氮，所述石英玻璃壳内还设有钨灯丝，所述套管一侧设有第一耐高温绝缘瓷座，另一侧设有第二耐高温绝缘瓷座，所述第一耐高温绝缘瓷座内设有第一密封腔，所述第一密封腔内设有第一硅橡胶密封，所述第二耐高温绝缘瓷座内设有第二密封腔，所述第二密封腔内设有第二硅橡胶密封，所述石英玻璃管一端位于第一硅橡胶密封内，另一端位于第二硅橡胶密封内。
2.根据权利要求1所述的一种新型光电供热技术，其特征在于：所述卤族元素气体包括90%-95%的溴甲烷和5%-10%的高纯氮。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型光电供热技术，其特征在于：所述水箱箱体的一侧设有进水管，所述水箱箱体底部设有出水管，所述水箱箱体一侧设有第一通槽，另一侧第二通槽，所述套管一端穿过第一通槽，另一端穿过第二通槽，所述套管一端设有第一瓷座固定板，所述第一耐高温绝缘瓷座与第一瓷座固定板通过第一紧固螺栓固定连接，所述套管另一端设有第二瓷座固定板，所述第二耐高温绝缘瓷座与第二瓷座固定板通过第二紧固螺栓固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种新型光电供热技术，其特征在于：所述水箱箱体为304不锈钢管板，所述套管为304不锈钢无缝管。
5.根据权利要求4所述的一种新型光电供热技术，其特征在于：所述套管的数量为4-16个。
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