CN1459604A - 太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品 - Google Patents

Abstract

该发明用于工业、民用(海水淡化、发电、空调等)需要聚热集能的场所。主要是由多个向吸能装置内凸球面或椭球面或柱面凸透镜组连或固连成外形成球状或半球状或圆柱状或半圆柱状或平板状或其它异型状的各种不同型状的多凸透镜聚光体，使其接收到的所有太阳光都聚焦在吸能装置上；在夜晚或光线不足时，可由电给吸能装置进行能源补充的两能互补聚热集能的方法及产品。这样大大托宽太阳能聚能的方法及产品的使用市场，给人们在美化环境、合理有效地利用空间和有效太阳能带来了活活生机。

Description

太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品

本发明主要用于工业、民用需要聚热集能场所。

目前的吸收太阳能热吸收器主要有：真空管集热方式、多级组合式太阳能吸收器(CN1312451A)方式等。真空管集热方式虽然在生产和民用的产品得到了应用，很难达到人们所需目的，就如同一张纸和一杯水在太阳光下晒，靠自身对自然光吸附来获取能量，但这种能量永远不会使纸燃烧起来而水也不会开；如果在它们上加上凸透镜聚焦在纸上和水杯上，这样就不一样了，这就不是纸单纯靠自身对自然光吸附来获取能量，而是阳光通过凸透镜聚焦在单位面积上供给聚能，使纸很快燃烧起来，水也会开起来。这就是说把太阳拿到纸上和水杯上，不是简单的用太阳对地表的单位面积的辐射能量的多少能够计算的，而只是通过透镜的光线的通光量大小。不妨可以做一个这样实验，将两个同样容器装同样面积质量水，在同样条件都放入太阳光下晒，一个加上与面积同样大小的凸透，并光线聚焦在容器上，而另一个不加，测试水温就便知这个道理。多级组合式太阳能吸收器方式中的太阳能吸收装置正是采用这种方法。从多级组合式太阳能吸收器方式中的太阳能吸收装置的结构上看它采用的是多个平凸透镜聚焦方式和光线聚焦聚焦穿过透光层使电极板获巨热，使管内的液体吸收。平凸透镜聚焦的焦点距离长，导致体增大，并且凸透镜都聚焦于中心，凸透镜都聚焦于中心的凸透镜材料折射率系数要求大，由此而来凸透镜吸收光线损失就大；极板与透明材料都粘贴在一起，并在巨热中会合，势必俩材料的热传导系数和热膨胀系数不同导致吸收器破裂而失败，并且目前的生产工艺很难做到；多级组合式太阳能吸收器方式也很难实现其艺术造型，满足人们对建筑物的审美要求的需要。

本发明的目的主要提高太阳能的吸收效率，解决以上太阳能吸收器存在的问题，并且使其吸收方法和产品都优于目前所有的太阳能量吸收器。

为了实现这一目的，本发明的太阳能与电互补式聚热集能的方法：采用多个向吸能装置内凸的球面或椭球面或柱面凸的凸透镜组连或固连成外形为球状或半球状或园柱状或半园柱状或平板状或其它异型状的各种不同型状的多凸透镜聚光体壳(以下，叫做多凸透镜聚光体)，不管太阳位置如何，被太阳光照射到的所有凸透镜的焦点或焦线都聚集在吸能装置中的吸能器表面上，产生的巨大的太阳能被吸能器内流动液体吸收；在无太阳时，关闭可开起或关闭的能量屏蔽反射罩，由吸能器内与外部其它设备沟通液体导流管上供给交变电场，使通过由两电极板和绝缘材料固连的吸能器中两电极板间流动的液体，在交变电场强度或交变电场频率作用下，液体的分子间随之产生高速碰撞而获得能量而吸收电能，并可有效防止能量以其它形式的波向外辐射，从而达到高效聚取太阳能和吸取电能目的。在太阳光不足时，控制导流管上交变电场强度或交变电场频率大小，补充吸能器内流动液体所需的能量。

上述太阳能与电互补式聚热集能的方法所述的多凸透镜聚光体，或多凸透镜聚光体和多凸透镜聚光体座与吸能装置和能量屏蔽反射罩可以成非真空封闭组连状或真空封闭固连状。

上述太阳能与电互补式聚热集能的方法：由金属支架构件或其它支架构件将多个向吸能装置方向内凸的球面或椭球面或柱面凸透镜或固连的多凸透镜组，连成外形成球状或半球状或园柱状或半园柱状或平板状或其它异型状的各种不同型状的多凸透镜组连聚光体壳(以下，叫做多凸透镜组连聚光体)和固定多凸透镜组连聚光体的底座，与一个或多个吸能装置和可开起或关闭的能量屏蔽反射罩的组连一起成为非真空封闭组连状太阳能与电互补式聚热集能的方法。

上述太阳能与电互补式聚热集能的方法：由多个向吸能装置方向内凸球面或椭球面或柱面凸透镜固连成外形成球状或半球状或园柱状或半园柱状或平板状或其它异型状的各种不同型状的多凸透镜固连聚光体壳(以下，叫做多凸透镜固连聚光体)或多凸透镜固连聚光体和底座与内置的能量屏蔽反射罩和吸能装置中固连的导流管，直接固连成真空的封闭空间，成为真空封固连连状太阳能与电互补式聚热集能的方法。

上述太阳能与电互补式聚热集能的方法：由吸能器与导流管固连成吸能装置。

上述太阳能与电互补式聚热集能的方法：由两电极板固连成由两电极板(A)、(B)、绝缘材料(C)固连成吸能器。

上述太阳能与电互补式聚热集能的方法：使吸能液体经导流管流入由两电极板(A)、(B)上构成多个有一定高度并且封闭的环，环与电极板互为导电体，而且两电极板(A)、(B)上的环相互交叉，使液体在电极板(A)上的环与电极板(B)上的环之间上下流动，成梳状吸取两电极板(A)、(B)上的太阳光聚集在极板能和电能，吸能后由另一个导流管流出。电极板与导流管相互导电，在两电极板(A)、(B)间没有吸能液体时，流出与流入的导流管之间相互绝缘。构成梳状结构形式吸能器(以下，叫做梳状式吸能器)。

上述太阳能与电互补式聚热集能的方法：所需能量的液体由导流管流入，由由两电极板(A)、(B)上构成多个有一定高度的小极板，小极板与电极板互为导电体，而且两电极板(A)、(B)上的小极板相互交叉，电极板(A)上的小极板、电极板(B)上的小极板和两电极板(A)、(B)与绝缘材料(C)之间固连成可使液体流动方向按小极板形状旋流吸取两电极板(A)、(B)上的太阳光聚集在极板能和电能，吸能后由另一个导流管流出。电极板与导流管相互导电，在两电极板(A)、(B)间没有吸能液体时，流出与流入的导流管之间相互绝缘。构成旋流结构形式吸能器(以下，叫做旋流式吸能器)。

上述太阳能与电互补式聚热集能的方法：由被透明材料盖与底座包容吸能器，并与吸能装置上的导流管固连成真空封装的真空式吸能装置；

上述太阳能与电互补式聚热集能的方法：由双层透明材料真空封闭固连的盖与吸能器四周及底部由绝热材料固连的底座和吸能装置上的导流管组连成箱式吸能装置。

本发明的太阳能与电互补式聚热集能的产品可以通过使用上述本发明的太阳能与电互补式聚热集能的方法予以实现，同时满足人们既对新能源的渴求，又对建筑艺术完美造型追求，达到尽善尽美目的，并且工艺制造、安装简单，成本价格低廉。

下面结合附图和实施方案对本发明加以进一步说明。

现以多个球面凸透镜组连或固连半球状聚光体的太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品为例。

图1、为本发明太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品在大型建筑群的中央空调、工业取热、发电、海水淡化等项目中，使用由金属支架构件将多个球面凸透镜组连成半球状多个球面凸透镜聚光体(以下，叫做多凸透镜组连的半球状聚光体)外壳与真空或箱式吸能装置在非真空封闭状下聚热集能方法实施方案立面剖面图。

图2、为图1所述的真空吸能装置由透明材料真空封装的梳状式吸能器的吸能装置固连的方法实施方案结构放大立面剖面图。

图3、为图1所述的箱式吸能装置由透明材料双层真空封闭固连的盖与在梳状式吸能器的吸能装置四周底部由绝热材料固连的座组连方法实施方案结构放大立面剖面图。

图4、为本发明中的由多个球面凸透镜固连成半球状多个球面凸透镜聚光体(以下，叫做多凸透镜固连的半球状聚光体)外壳与由两电极板固连成由两电极板(A)、(B)、绝缘材料(C)固连成的旋流结构形式的吸能器。真空封闭状的太阳能与电互补式聚热集能方法的产品实施方案的太阳能与电互补式聚热集能器的立面剖面图。

图5、为图4所述的由俩电极板固连成旋流结构形式的吸能器与导流管和珐兰固连的吸能装置实施方案立面剖面放大图。

图6、为图5所述的实施方案平面剖面示意图。

参见图1、图2，太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品，在建筑群的中央空调、工业取热、发电、海水淡化等设备(1)中非真空封闭状下的实施方案：是由金属支架构件将多个向吸热装置内凸球面的凸透镜组连的半球状聚光体(2)组连在建筑物(3)顶上，在其所有球面凸透镜的焦点处，使多凸透镜组连或固连的聚光体上的所有凸透镜焦点位置都聚集在吸能装置(9)的吸能器(6)表面上，在有太阳光时，吸收吸能装置(9)的吸能器(6)表面上太阳光聚集的能量；在无太阳或太阳光减弱时，吸收电能或补充吸收电能。在多凸透镜组连的半球状聚光体(2)壳内安置由电动机带动可关闭和开起的能量屏蔽反射罩(10)和电动清洁设备(11)，带动多凸透镜组连的半球状聚光体(2)壳外上的可供清洗涤剂的清洗刷(12)，进行自动清洗，保障其太阳能的最高水平的吸收，为配套设备(1)提供稳定能源供应。

参见图2、图3，图2由被厚薄均匀透明材料盖(4a)与底座(5a)包容的梳状式吸能器(6)上固连的导流管(7)、(8)固连成真空封装的真空式吸能装置；图3由双层厚薄均匀透明材料真空封闭固连的盖(4b)与梳状式吸能器(6)四周及底部由绝热材料固连的底座(5b)和梳状式吸能器(6)上固连的导流管(7)、(8)组连成箱式吸能装置。

该实施方案主要是使液体吸收太阳能能量；或者在太阳光减弱时，补充吸收电能；或无太阳时，吸收电能。它是由所需能量的设备(1)提供所需能量的液体经导流管(8)流入由两电极板(A)、(B)上构成多个有一定高度并且封闭的环(13)、(14)，环与电极板互为导电体，而且两电极板(A)、(B)上的环(13)、(14)相互交叉，使液体在电极板(A)上的环(13)与电极板(B)上的环(14)之间上下流动，在阳光充足时，液体吸收由太阳光通过多凸透镜组连的半球状聚光体(2)上的多个球面凸透镜聚集经透明盖(4a)或透明盖(4b)聚焦在梳状式吸能器(6)的表面电极板(A)上的能量；在无太阳时，在导流管(7)、(8)加入交变电场，使其通过导流管(6)、(7)进入由两电极板(A)、(B)、使流入电极板(A)上的环(13)与电极板(B)上的环(14)之间上下流动的液体在交变电场强度或交变电场频率作用下，液体的分子间随之产生高速碰撞获得能量而吸收电能；在太阳光减弱时，控制其交变电场强度或交变电场频率大小补充液体吸收太阳能的不足。使获取足够能量的液体由导流管(7)流出，并流入所需能量的供给所需设备(1)中做功。并在无太阳或所供设备停用时，可关闭能量屏蔽反射罩(10)。在无太阳时，吸收电能，防止热以其它形式的波向外辐射；在有太阳时，而所供设备要停用，将强光反射出去。

参见图4、图5、图6，太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品在真空封闭状下方法的产品方案：多凸透镜固连的半球状聚光体(15)外壳与底座(16)包容的由两电极板(A)、(B)、绝缘材料(C)固连成旋流结构形式的吸能器(17)上的导流管(18)、(19)固连成真空封装固连成封闭状的真空空间，导流管(18)、(19)外部与珐兰(20)、(21)连接，在真空空间内部组连由电动机带动可关闭和开起的光线反射屏蔽罩(22)的太阳能与电互补式聚热集能器。

其装置主要是使液体吸收太阳能能量；或者在太阳光减弱时，补充吸收电能；或无太阳时，吸收电能。所需能量的液体由导流管(19)流入，获取能量后，再由导流管(18)流出。在阳光的照射下，多凸透镜固连的半球状聚光体(15)形成多个聚焦点聚集在由由两电极板(A)、(B)上构成无数有一定高度的小极板(23)、(24)，小极板与电极板互为导电体，而且两电极板(A)、(B)上的小极板相互交叉，电极板(A)上的小极板(23)、电极板(B)上的小极板(24)和两电极板(A)、(B)与绝缘材料(C)之间固连成可使液体流动方向按小极板形状旋流的旋流结构形式吸能器的电极板(A)的表面上，产生巨大的能量，供其管内流过的所需能量的液体吸收；在无太阳时，在珐兰(16)、(17)间加上交变电场，通过导流管(14)、(15)传导，进入两电极板(A)、(B)，而流入两电极板(A)、(B)和电极板(A)上的小极板(23)、电极板(B)上的小极板(24)间的液体在交变电场作用下，液体的分子间随之产生高速碰撞获得能量而吸收电能；在太阳光减弱时，控制其交变电场强度或交变电场频率大小补充液体吸收太阳能的不足，使获取足够能量的液体由导流管(18)输出。并在无太阳、所供设备停用时，可关闭能量屏蔽反射罩(22)。在无太阳时，在吸收电能时，防止热以其它形式的波向外辐射，使其最限度吸收能量；在所供设备停用时，将强光反射出去。

Claims (14)

1、一种用于工业、民用需要聚能集热场所的太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品。其特征在于，由多个向吸能装置方向内凸的球面或椭球面或柱面凸透镜组连或固连成外形成球状或半球状或园柱状或半园柱状或平板状或其它异型状的各种不同型状的多凸透镜聚光体或多凸透镜聚光体和多凸透镜聚光体底座与各种不同形式的吸能装置组连或固连而成。

2、如权利要求1所述的太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品，其特征在于，由金属支架构件或其它支架构件将多个向吸能装置方向内凸的球面或椭球面或柱面凸透镜或固连的多凸透镜组，连成外形成球状或半球状或园柱状或半园柱状或平板状或其它异型状的各种不同型状的多凸透镜组连聚光体。

3、如权利要求1所述的太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品，其特征在于，由多个向吸能装置方向内凸的球面或椭球面或柱面凸透镜固连成外形成球状或半球状或园柱状或半园柱状或平板状或其它异型状的各种不同型状的多凸透镜固连聚光体。

4、如权利要求1、2、3所述的太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品，其特征在于，凸透镜、固连的多凸透镜组、多凸透镜固连聚光体均采用透明材料。

5、如权利要求1所述的太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品，其特征在于，多凸透镜组连聚光体上和多凸透镜固连聚光体的所有凸透镜焦点或焦线位置都聚集在吸能器的表面上。

6、如权利要求1所述的太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品，其特征在于，多凸透镜组连的聚光体与的真空式吸能装置或箱式吸能装置或吸能装置和可开起或关闭的能量屏蔽反射罩组连而成。

7、如权利要求6所述的太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品，其特征在于，真空式吸能装置是由吸收面由透明材料制成各种不同型状的盖与盖或盖与底座和吸能装置固连成真空封闭状的。

8、如权利要求6所述的太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品，其特征在于，箱式吸能装置是由透明材料双层真空封闭固连的盖与在吸能装置四周及底部由绝热材料固连的底座组连成的。

9、如权利要求1所述的太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品，其特征在于，多凸透镜固连聚光体，或多凸透镜固连聚光体和底座与吸能装置固连成闭合的真空空间，并真空包容和固连了可开起或关闭的能量屏蔽反射罩。

10、如权利要求1、5、6、7、8、9所述的太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品，其特征在于，吸能装置是由吸能器与导流管固连成的。

11、如权利要求10所述的太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品，其特征在于，由两电极板(A)、(B)、绝缘材料(C)固连成的梳状结构形式或旋流结构形式的吸能器。

12、如权利要求11所述的太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品，其特征在于，梳状结构形式吸能器由两电极板(A)、(B)上构成无数有一定高度并且封闭的环，环与电极板相互导电，而且两电极板(A)、(B)上的环相互交叉，使液体在电极板(A)上的环与电极板(B)上的环之间上下流动，成梳状结构形式的两电极板(A)、(B)与绝缘材料(C)固连成的，并且两电极板(A)、(B)相互绝缘。

13、如权利要求11所述的太阳能与电互补式聚热集能的方法及产品，其特征在于，旋流结构形式吸能器由两电极板(A)、(B)上构成无数有一定高度的小极板，小极板与电极板相互导电，而且两电极板(A)、(B)上的小极板相互交叉，可使液体流动方向按小极板形状旋流，而电极板(A)上的小极板、电极板(B)上的小极板和两电极板(A)、(B)与绝缘材料(C)之间固连成的，并且两电极板(A)、(B)相互绝缘。

14、太阳能与电互补式聚热集能的方法，其特征在于，控制两电极板(A)、(B)之间的交变电场的强度或频率的大小。

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