CN205561307U - 液体光热转化太阳能集热器 - Google Patents

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

液体光热转化太阳能集热器

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。