CN201401942Y - 光电风一体储能暖气 - Google Patents

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Abstract

一种光电风一体储能暖气，由光电相变储能散热器、电超导加热器和聚风发电机组成，其特征是光电相变储能散热器由基管、散热翅片、相变储热材料构成，超导加热器它由管状蒸发池、与管状蒸发池连接在一起的并内部连通的数根超导传热管、装在管状蒸发池中的超导液及电加热管、控制电路构成，数根超导传热管分别装入在相变储能散热器的数根基管中；聚风发电机由聚风喇叭、聚风筒、叶轮、转子轴、发电机及输出电源线构成。该新型结构简单，取暖时可以方便的实施廉价的电能和太阳能、风能互补储能，进行全天候取暖，可以在电网谷值时自动充电储能，对电网削峰填谷，合理使用电能，节约用户的开支，保护自然环境具有重要意义。

Description

光电风一体储能暖气
所属技术领域
本实用新型涉及一种家用取暖装置，具体讲是一种可以储存太阳能、电能和风能的光电风一体储能暖气。
背景技术
光电风一体储能暖气是一种可把太阳能、电能和风能转换成热能以互补方式供用户随时取暖的装置。经查现有的各种暖气片，均不具备同时可以用太阳能、电能和风能进行储能取暖功能。有用电能储热取暖的，是采用封闭式壳体依靠自身热对流和热辐射来供热取暖，此设计存在结构复杂，用电功率大，热转换效率低，供热速度缓慢，供热不均匀的问题，结构上将加热管与相变储热材料放在一起，用高温加热管直接加热相变储热材料，久之会造成加热管表面金属管壁腐蚀、蚀穿、漏电，发生电暖气不安全隐患，且不能进行太阳能和风能储存。我国地土辽阔，太阳能和风能非常丰富，特别是北部地区，太阳光照时间长，风量大，冬季时日长，广大农村取暖条件差，充分利用现有的不花钱的自然资源太阳能和风能以及电网夜间谷值电取暖，不仅节约用户大量开支，而且对保护自然环境具有重要意义。
发明内容
为了克服现有暖气片的缺陷，本实用新型提供一种结构简单，可以储存太阳能、电能和风能的用电功率小，供热快、供热量大，供热均匀，热转换效率高，安全，可以太阳能、电能和风能互补的光电风一体储能暖气装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：一种光电风一体储能暖气，由光电相变储能散热器、电超导加热器和聚风发电机三部分组成，其特征是光电相变储能散热器由基管、绕制在基管上的散热翅片、装入在基管中的相变储热材料构成。超导加热器位于相变储能散热器的下边，它由管状蒸发池、与管状蒸发池连接在一起的并内部连通的数根超导传热管、装在管状蒸发池中的超导液及电加热管、控制电路构成。超导传热管与管状蒸发池构成一真空体系，数根超导传热管分别装入在相变储能散热器的数根基管中，电热管加热时，超导液气化将相变潜热通过超导传热管能迅速传导给相变储能散热器的相变储热材料，在取暖的同时可将热能储存在其中；聚风发电机是一种架设在用户的房顶或者支柱上的小型风力发电装置，由聚风喇叭、与聚风喇叭小口连通的聚风筒、安装在聚风筒中的叶轮、叶轮与发电机的转子轴连接，发电机的输出电源线与光电相变储能散热器的控制电路连接在一起组成，一般的风力经聚风喇叭压缩后均可推动聚风筒中的叶轮转动带动发电机进行发电，同时向光电相变储能散热器供电和充电。
所述的相变储能散热器的基管是方形或者圆型或者扁圆柱型，采用涂黑的薄碳钢板或者不锈钢板或者薄膜塑料体或者高分子材料薄膜体材料，根据采暖面积的大小一般装3-15根。
所述的散热翅片为涂黑的金属材质翅片，或者由黑色聚乙烯材料制成的且与基管连结为一体的高分子材质散热翅片。
所述的装入在基管中的相变储热材料是由熔点在23℃～60℃的与铜或铝或铁金属材质相容的有机或者无机相变物质，或者有机与无机混合相变物质，如：水合盐、硼砂、醋酸钠、甲基丙烯酰胺、聚丙烯酸胺，脂肪酸与石墨混合物，硝酸共晶盐和包合盐，或者固-固相变蓄热材料，相变蓄热材料占基管容积的90％。
所述的数根超导传热管为铜或铝或铁金属材质。
所述的超导加热器的超导传热管与管状蒸发池构成的真空体系的真空度等于或大于1.33×0.001Pa。
所述的电加热管装配在管状蒸发池的中部，加热丝采用镍铬合金或者铝鉄铬合金，电加热管外表面单位面积热负荷值小于或等于12W/cm2。
所述的控制电路设计有自动分时度量电能装置和自动定时开关装置。
所述的保温箱靠太阳一面的玻璃为双层无反光玻璃，保温箱底部的保温底板和周边的框架装有厚度在5cm-10cm的绝热层，框架的进风口和出风口与被加热供暖的房间相通。进风口处安装有强制循环风机。
所述以上设备全部安装在保温箱中。
所述的聚风发电机的聚风筒上装有可以改变聚风喇叭口方向的风向舵，能确保聚风喇叭口的方向始终迎向风刮来的方向。
光电风一体储能暖气的工作原理与效果：光电风一体储能暖气利用太阳能、电能、风能进行随时取暖和储能取暖，利用超导热管相变高效传热和相变储热材料潜热蓄热原理达到高效取暖效果。物质受热由固态转变为液态，或者由液态转变为气态，将吸收相变热，进行逆过程时则释放相变热。相变储热材料的潜热蓄热密度高，装置简单，体积小，使用方便，易于管理。光电风一体储能暖气的光电相变储能散热器一般安装在用户南边的墙上，框架的进风口和出风口与被加热的房间相通，进风口安装有强制循环风机，太阳光照在光电相变储能散热器后，其上的涂黑材料将太阳能转化成热能，一部分热能在强制循环风机作用下吹到房间取暖，一部分热能储存在储能散热器的相变储热材料中，相变储热材料受热后，由固态转变为液态，吸收相变热，晚上无阳光时，再进行逆过程将相变潜热释放出来供房间取暖。有风时，架设在用户的房顶或者支柱上的聚风发电机的聚风喇叭在风向舵自动掌握下，喇叭口迎风，聚风喇叭压缩后的风推动聚风筒中的叶轮转动带动发电机进行发电，同时向电超导加热器供电，电超导加热器将此电能转化成热能，储存入光电相变储能散热器中。
阴天无阳光或无风或晚上室温不够时，控制电路的自动分时度量装置和自动定时开关装置启动，电超导加热器工作，超导液气化，产生的相变潜热通过超导传热管迅速传导给相变储能散热器的相变储热材料，相变储热材料受热由固态转变为液态，将吸收的相变热通过散热翅片释放出来供房间取暖，同时将多余的热能储存在其中，在电网峰值时自动断电供热，或阴天无太阳能时或无风时供热，整个控制电路全部为自动互补设计。
光电风一体储能暖气结构简单，体积小，使用方便，取暖时可以方便的实施廉价的电能和太阳能、风能互补储能，可以储存太阳能、电能和风能进行全天候取暖，可以在电网谷值时自动充电储能、自动分时计度、峰值时断电开机取暖，对电网削峰填谷，合理使用电能，节约用户的开支，保护自然环境具有重要意义。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理图。
图中1、基管2、散热翅片3、相变储热材料4、管状蒸发池5、超导传热管6、超导液7、电加热管8、控制电路9、双层反光玻璃10、保温底板11、框架12、进风口13、出风口14、风机15、框架16、聚风喇叭17、发电机18、输出电源线、19、转子轴20、聚风筒21、叶轮22、旋转轴承23、风向舵24、支柱
具体实施方式
下面结合附图1和实施例对本实用新型进一步说明：一种光电风一体储能暖气，由光电相变储能散热器、电超导加热器和聚风发电机三部分组成，其特征是光电相变储能散热器由基管1、绕制在基管1上的散热翅片2、装入在基管1中的相变储热材料3构成；超导加热器位于相变储能散热器的下边，它由管状蒸发池4、与管状蒸发池4连接在一起的并内部连通的数根超导传热管5、装在管状蒸发池4中的超导液6及电加热管7、控制电路8构成，超导传热管5与管状蒸发池4构成一真空体系；数根超导传热管5分别装入在相变储能散热器的数根基管1中，电热管7加热时，超导液6气化将相变潜热通过超导传热管5迅速传导给相变储能散热器的相变储热材料3，在取暖的同时可将热能储存在其中。聚风发电机是一种架设在用户的房顶或者支柱24上小型风力发电装置，由聚风喇叭16、与聚风喇叭16小口连通的聚风筒20、安装在聚风筒20中的叶轮21、叶轮21与发电机的转子轴19连接，发电机的输出电源线18与光电相变储能散热器的控制电路8连接组成，一般的风力经聚风喇叭18压缩后均可推动聚风筒20中的叶轮21转动带动发电机17进行发电，同时向光电相变储能散热器供电和充电。
所述的相变储能散热器的基管1是方形或者圆型或者扁圆柱型，采用涂黑的薄碳钢板或者不锈钢板或者薄膜塑料体或者高分子材料薄膜体材料，根据采暖面积的大小一般装3-15根。
所述的散热翅片2为涂黑的金属材质翅片，或者由黑色聚乙烯材料制成的且与基管连结为一体的高分子材质散热翅片。
所述的装入在基管1中的相变储热材料3是由熔点在23℃～60℃的有机或者无机相变物质，或者有机与无机混合相变物质，如：Na2·10H2O、Na2CO3·10H2O、硼砂、聚丙烯酸钠，石蜡与石墨混合物，硝酸共晶盐，水合盐和包合盐，或者固-固相变蓄热材料，相变蓄热材料3占基管1容积的90％。
所述的数根超导传热管5为铜或铝或铁金属材质。
所述的超导加热器的超导传热管5与管状蒸发池4构成的真空体系的真空度等于或大于1.33×0.001Pa。
所述的电加热管7装配在管状蒸发池4的中部，加热丝采用镍铬合金或者铝鉄铬合金，电加热管7外表面单位面积热负荷值小于或等于12W/cm2。
所述的控制电路8设计有自动分时度量电能装置和自动定时开关装置。
所述的保温箱15靠太阳一面的玻璃为双层无反光玻璃13，保温箱底部的保温底板10和周边的框架11装有厚度在5cm-10cm的绝热层，框架15的进风口12和出风口13与被加热供暖的房间相通。进风口12处安装有强制循环风机14。
所述以上设备全部安装在保温箱15中。
所述的聚风发电机的聚风筒20上装有可以改变聚风喇叭16口方向的风向舵23，能确保聚风喇叭口的方向始终迎向风刮来的方向。
光电风一体储能暖气的工作原理与有益效果：光电风一体储能暖气的工作原理与效果：光电风一体储能暖气利用太阳能、电能、风能进行随时取暖和储能取暖，利用超导热管5相变高效传热和相变储热材料3潜热蓄热原理达到高效取暖效果。物质受热由固态转变为液态，或者由液态转变为气态，将吸收相变热，进行逆过程时则释放相变热。相变储热材料3的潜热蓄热密度高，装置简单，体积小，使用方便，易于管理。光电风一体储能暖气的光电相变储能散热器一般安装在用户南边的墙上，框架15的进风口12和出风口13与被加热的房间相通，进风口12安装有强制循环风机14，太阳光照在光电相变储能散热器后，其上的涂黑材料将太阳能转化成热能，一部分热能在强制循环风机14作用下吹到房间取暖，一部分热能储存在储能散热器的相变储热材料3中，相变储热材料3受热后，由固态转变为液态，吸收相变热，晚上无阳光时，再进行逆过程将相变潜热释放出来供房间取暖。有风时，架设在用户的房顶或者支柱24上的聚风发电机的聚风喇叭16在风向舵23自动掌握下，喇叭口迎风，聚风喇叭16压缩后的风推动聚风筒20中的叶轮21转动带动发电机17进行发电，同时向电超导加热器供电，电超导加热官7将此电能转化成热能，储存入光电相变储能散热器中共取暖使用。
阴天无阳光或无风或晚上室温不够时，控制电路8的自动分时度量装置和自动定时开关装置启动，电超导加热器工作，超导液气化，产生的相变潜热通过超导传热管5迅速传导给相变储能散热器的相变储热材料3，相变储热材料3受热由固态转变为液态，将吸收的相变热通过散热翅片2释放出来供房间取暖，同时将多余的热能储存在其中，在电网峰值时自动断电供热，或阴天无太阳能时或无风时供热，整个控制电路全部为自动互补设计。

Claims (10)

1、一种光电风一体储能暖气，由光电相变储能散热器、电超导加热器和聚风发电机三部分组成，其特征是光电相变储能散热器由基管(1)、绕制在基管(1)上的散热翅片(2)、装入在基管(1)中的相变储热材料(3)构成；超导加热器位于相变储能散热器的下边，它由管状蒸发池(4)、与管状蒸发池(4)连接在一起的并内部连通的数根超导传热管(5)、装在管状蒸发池(4)中的超导液(6)及电加热管(7)、控制电路(8)构成；超导传热管(5)与管状蒸发池(4)构成一真空体系；数根超导传热管(5)分别装入在相变储能散热器的数根基管(1)中，电热管(7)加热时，超导液(6)气化将相变潜热通过超导传热管(5)能迅速传导给相变储能散热器的相变储热材料(3)，在取暖的同时可将热能储存在其中；聚风发电机由支柱(24)、聚风喇叭(16)、与聚风喇叭(16)小口连通的聚风筒(20)、安装在聚风筒(20)中的叶轮(21)、叶轮(21)与发电机的转子轴(19)连接，发电机的输出电源线(18)与光电相变储能散热器的控制电路(8)连接组成，一般的风力经聚风喇叭(18)压缩后均可推动聚风筒(20)中的叶轮(21)转动带动发电机(17)进行发电，同时向光电相变储能散热器供电和充电。
2、根据权利要求1所述的光电风一体储能暖气，其特征是：所述的相变储能散热器的基管(1)是方形或者圆型或者扁圆柱型，采用涂黑的薄碳钢板或者不锈钢板或者薄膜塑料体或者高分子材料薄膜体材料，根据采暖面积的大小一般装3-15根。
3、根据权利要求1所述的光电风一体储能暖气，其特征是：所述的散热翅片(2)为涂黑的金属材质翅片，或者由黑色聚乙烯材料制成的且与基管连结为一体的高分子材质散热翅片。
4、根据权利要求1所述的光电风一体储能暖气，其特征是：所述的装入在基管(1)中的相变储热材料(3)是由熔点在23℃～60℃的有机或者无机固态状相变物质，或者固-固相变蓄热材料，相变蓄热材料(3)占基管(1)容积的90％。
5、根据权利要求1所述的光电风一体储能暖气，其特征是：所述所述的数根超导传热管(5)为铜或铝或铁金属材质。
6、根据权利要求1所述的光电风一体储能暖气，其特征是：所述所述的超导加热器的超导传热管(5)与管状蒸发池(4)构成的真空体系的真空度等于或大于1.33×0.001Pa。
7、根据权利要求1所述的光电风一体储能暖气，其特征是：所述所述的电加热管(7)装配在管状蒸发池(4)的中部，加热丝采用镍铬合金或者铝鉄铬合金，电加热管(7)外表面单位面积热负荷值小于或等于12W/cm2。
8、根据权利要求1所述的光电风一体储能暖气，其特征是：所述所述的控制电路(8)设计有自动分时度量电能装置和自动定时开关装置。
9、根据权利要求1所述的光电风一体储能暖气，其特征是：所述所述的保温箱(15)靠太阳一面的玻璃为双层无反光玻璃(13)，保温箱底部的保温底板(10)和周边的框架(11)装有厚度在5cm-10cm的绝热层，框架(15)的进风口(12)和出风口(13)与被加热供暖的房间相通。进风口(12)处安装有强制循环风机(14)。
10、根据权利要求1所述的光电风一体储能暖气，其特征是：所述所述的聚风发电机的聚风筒(20)上装有可以改变聚风喇叭(16)口方向的风向舵(23)，能确保聚风喇叭口的方向始终迎向风刮来的方向。
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