CN205561307U - 液体光热转化太阳能集热器 - Google Patents
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Abstract
液体光热转化太阳能集热器包括真空管连接箱、真空集热管、液体管道和管道泵,多根真空集热管分别与真空管连接箱连通,液体管道与真空管连接箱两端连接构成循环管路,在循环管路中有液体介质,液体管道中的管道泵是液体循环的动力;在真空管连接箱上方设有排气口,本实用新型的真空集热管为透明真空管,所述的液体介质为黑色液体。本实用新型只在有阳光的时候工作,工作时温控开关使管道泵转动,将液体介质充入连接箱中,液体介质被加热后再流进室内,将室内储热水箱中的水加热。在没有阳光的时候,液体介质全部退到室内,室外所有管道全部排空,没有冻坏的可能。夏天不取暖时,停止工作,管道全部排空,真空管是透明的,内部升温幅度小,没有晒坏的可能。
Description
一、技术领域
本实用新型属于太阳能利用技术领域,具体涉及一种民用太阳能蓄热装置的集热器。
二、背景技术
目前使用的太阳能集热器,其太阳能真空管都是镀膜式真空管,依靠太阳光照射到管壁的镀膜上所产生的热将管中的水加热。这种镀膜式真空管内的水不允许排空,一旦将水排空,管内温度就会过高(200摄氏度以上),导致密封胶垫老化漏水;而过热时的真空管如果上水,巨大的温差易使真空管发生炸裂,这些缺陷都严重影响产品的使用寿命。现有的太阳能真空管由于管内存水,在寒冷的北方,冬季连续阴天时容易将管冻坏,大多数都需要增设伴热带给管道加热化冰,这种方式不但需要附加电能,而且也不能实现自动控制。在夏季必需不断补水以防止真空管内的水蒸发干而出现故障。繁琐的附加设施和操作、过多的能耗是现有产品结构不可避免的结果。
三、发明内容
本实用新型的目的是提供一种不结冰、不结霜,不会冻坏的液体光热转化太阳能集热器。
本实用新型的技术方案是:液体光热转化太阳能集热器包括真空管连接箱、真空集热管、液体管道和管道泵,多根真空集热管分别与真空管连接箱连通,液体管道与空管连接箱两端连接构成循环管路,在循环管路中有液体介质,液体管道中的管道泵是液体循环的动力;在真空管连接箱上方设有排气口,本实用新型的真空集热管为透明真空管,所述的液体介质为黑色液体。在真空集热管内设置有对流水管,对流水管的进水口位于真空管连接箱内,在各个对流水管的进水口周围有封挡板,在封挡板上设有单向水阀。
液体光热转化太阳能集热器只在阳光的照射下工作。工作时,管道泵在温控开关控制下转动,室外太阳能透明真空管和管道中有液体介质循环流动,将能量接收到室内,夜间和阴天时管道泵不转动,真空管和管道自动排空。
本实用新型利用液体光热转化方式接收太阳能。液体管道经过室内储热水箱的底部通过换热给水加热。本实用新型采用透明真空管作保温层,黑色液体作光热转化介质,用对流水管和单向水阀来加速真空管中黑色液体的流动,使真空管中高温的液体介质迅速流入室内。本装置只在有阳光的时候工作,工作时温控开关使管道泵转动,将液体介质充入真空管连接箱中,单向水阀在水压的作用下关闭,液体介质通过对流水管流向真空管的底部,黑色液体介质被加热后再流进室内,将室内储热水箱中的水加热,室内储热水箱再向室内分配热量。在没有阳光的时候,管道泵不转动,单向水阀打开,室外真空管和真空管连接箱中的液体介质全部退到室内。室外所有管道全部排空,没有冻坏的可能。夏天不取暖时,停止工作,管道全部排空,真空管是透明的,内部升温幅度小,没有晒坏的可能。
本实用新型与现有的太阳能集热器相比的主要不同是:
1、在北方寒冷地区不需要伴热带化冰,不上水时管道和真空管自动排空,不结冰、不结霜,没有冻坏的可能。夏天不工作,透明真空管内在阳光照射下升温幅度小,管内外温差不能超过50摄氏度,没有晒坏的可能。
2、夜间和阴天时真空中管不存水,大大减少了散热损失,延长了太阳能接收时间,冬季在室外温度是-30摄氏度的地区,透明真空管比镀膜真空管能多工作一小时以上。
3、利用黑色液体做光热转化介质,将太阳能直接转化成内能,没有玻璃热传导的过程,将规格相同的透明真空管和镀膜真空管中分别装满质量相同、初温相同的黑色液体和自来水,同时在阳光下照射,管内水升高的温度之比约等于6:5左右,提高了接收效率。
4、真空管是透明的,工作时管内的最高温度不能超过100摄氏度,不工作时管内升温幅度很小,不存在脱膜和炸管现象,延长了真空管的使用寿命。
5、室内储热水箱既是储存器又是散热器,储存的能量足够连续阴天取暖用,实现了整个冬季完全利用太阳能取暖,不需要任何辅助能量的目的。
四、附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
五、具体实施方式
液体光热转化太阳能集热器包括真空管连接箱1、真空集热管2、液体管道6和管道泵7,多根真空集热管2分别与真空管连接箱1连通,液体管道6与真空管连接箱1两端连接构成循环管路,在循环管路中有液体介质8,液体管道6中的管道泵7是液体循环的动力;在真空管连接箱1上方设有排气口12,真空集热管2为管壁上不加镀膜的透明真空管,所述的液体介质8为黑色液体,实施方式的液体介质8采用水溶性炭黑水。在真空集热管2内设置有对流水管3,对流水管3的进水口位于真空管连接箱1内,在各个对流水管3的进水口周围有封挡板5,在封挡板5上设有单向水阀4。单向水阀4是一个细杆下端连接一个圆挡板,该圆挡板与封挡板5上的开孔相对应,在细杆上端连接一个向下弯折的槽形板,该槽形板大于封挡板5上的开孔,当单向水阀4落下时,由槽形板挂在封挡板5上面。上水时,单向水阀4在水压作用下自动关闭,使水溶性炭黑水通过对流水管3流向真空管的底部。下水时单向水阀4在重力作用下自动打开,使真空管和连接箱中的水全部排空。在液体管道6上设有液体介质箱9,液体介质8由管道泵7经液体管道6、对流水管3、真空集热管2、液体管道6循环回到液体介质箱9。液体管道6连接到用热设备,在液体管道6上利用管道泵5来加速液体的循环,达到接收、使用太阳能的目的。工作时液体管道6中高温的水溶性炭黑水流入室内首先通过储热水箱11的底部,经过热交换使储热水箱11中的水10升温,将能量储存起来,储热水箱11既是储存器又是散热器,它通过上盖散热向室内供暖。
太阳能取暖房的取暖效果
在整个冬季完全利用太阳能取暖,不需要其它热辅助能量。投资成本(不包括安装工时)一万五千元左右,可以使八十平方米房间的温度,在室外温度为零下30℃并连续阴天三天时保持在15℃以上。
取暖原理:由三部分组成,吸热器、贮热箱和控制电路。集热器安装在房上,上面安装300支太阳能真空管,用于接收太阳能。贮热箱安装在室内床下,用于将集热器接收的能量贮存起来并通过床面散热为室内供暖。集热器和贮热箱用管道连接起来,管道上安装一个管道泵用于使水循环流动。控制电路的作用是:白天当房上集热器有接收能力时,温度控制电路使管道泵自动转动,这时贮热箱中的水被输送到吸热器中进行循环加热。傍晚,当吸热器中的温度高于室内贮热箱中的热水温度1℃时,管道泵自动停止转动,这时真空管连接箱和管道中的水全部退回室内贮热箱中贮存起来。
效果:在10月15日左右开始接收(本地气温在-5℃至15℃之间),300支真空管每天大约接收80---100千瓦时的能量,使储热箱中的水温升高4--5℃左右(储热箱中约有20立方米的水)。开始时水温每白天大约升高5℃,夜晚降低2℃。到11月15日左右时(本地气温约在-10℃至10℃),水温升到大约55℃左右。这时每天大约接收60-70千瓦时的能量供室内取暖(用定时器控制接收时间,全天候接收用不了)室温在20℃以上。在1月1日--2月1日(本地气温在-10℃至-32℃之间),采用全天候接收,水温升至60-65℃左右达到平衡,这时每天大约接收80-100千瓦时的能量,室温在17--22℃左右,当阴天下雪时,每阴一天,室温下降1-2℃左右,贮热箱中水温下降3-4℃左右。当连续阴天三天时,室温下降4-6℃左右,贮热箱中水温下降10--12℃左右(储热箱中的水温保持在50摄氏度以上),仍能使室温保持在15℃以上。4月1日左右停止接收,夏季水温在20℃左右,这些水使室温在炎热的天气里比普通房低2-4℃左右。达到冬暖夏凉的效果。如果增大接收面积与取暖面积的比例,室温会更高。
Claims (5)
1.一种液体光热转化太阳能集热器,包括真空管连接箱(1)、真空集热管(2)、液体管道(6)和管道泵(7),多根真空集热管(2)分别与真空管连接箱(1)连通,液体管道(6)与真空管连接箱(1)两端连接构成循环管路,在循环管路中有液体介质(8),液体管道(6)中的管道泵(7)是液体循环的动力;在真空管连接箱(1)上方设有排气口(12),其特征是:真空集热管(2)为透明真空管,所述的液体介质(8)为黑色液体。
2.根据权利要求1所述的液体光热转化太阳能集热器,其特征是:在真空集热管(2)内设置有对流水管(3),对流水管(3)的进水口位于真空管连接箱(1)内,在各个对流水管(3)的进水口周围有封挡板(5),在封挡板(5)上设有单向水阀(4)。
3.根据权利要求1所述的液体光热转化太阳能集热器,其特征是:在液体管道(6)上设有液体介质箱(9),液体介质(8)由管道泵(7)经液体管道(6)、对流水管(3)、真空集热管(2)、液体管道(6)循环回到液体介质箱9。
4.根据权利要求1所述的液体光热转化太阳能集热器,其特征是:所述的液体介质(8)采用水溶性炭黑水。
5.根据权利要求2所述的液体光热转化太阳能集热器,其特征是:单向水阀(4)是一个细杆下端连接一个圆挡板,该圆挡板与封挡板(5)上的开孔相对应,在细杆上端连接一个向下弯折的槽形板。
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CN105783291A (zh) * | 2016-05-05 | 2016-07-20 | 吴跃军 | 液体光热转化太阳能集热器 |
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