CN2758655Y - 太阳能集热塔 - Google Patents

Abstract

一种太阳能集热塔，包括塔体、太阳能集热管、贮热水池、反射镜、热泵和水泵，塔体呈圆柱形，圆柱形塔体的外表面垂直安装有多层太阳能集热管，塔体底部有贮热水池，塔体的下部四周有弧形反射镜，贮热水池和太阳能集热管之间有管道连接，通过循环水泵进行介质循环。集热管的输出端设有热管保护和热交换装置，太阳移动对集热能力影响很小，各组集热管之间能够很方便地实现并联和串联的转换。集热塔可安装几千根以上的集热管，能同时满足几十户家庭对日常热水和大面积建筑物的取暖需要，而且与周围建筑物和谐协调，实现太阳能与建筑一体化的理念。

Description

太阳能集热塔

技术领域  本发明涉及供热设备，特别涉及一种太阳能供热设备。

背景技术  现有的太阳能供热设备主要是太阳能热水器，其结构包括真空集热管、热水贮罐以及相关的供水管道，真空集热管和热水贮罐一般制成一体，安放在建筑物顶部或场地平面上，通过管道和用户相连接。集热管吸收太阳能后，被加热的水进入热水贮罐，再通过管道进入用户家庭。这种结构的太阳能热水器有以下缺点：一、集热管数量少，容量小、供热能力不能满足住宅小区连片供热和满足取暖要求的需要；二、热水贮罐放置在屋顶上，容易散热，不利于热量储存；三、集热管平面一般是固定的，不能跟踪太阳的移动，影响太阳能利用效率；四、集热管一般按照纬度±10度的要求倾斜安装在屋面或平地上，占地面积大；五、安装复杂，容易破坏建筑物的结构、整体形象和美观。

发明内容  本发明的目的是提供一种太阳能集热塔，该塔有较大的供热能力和热量贮存能力，太阳能利用效率高，可满足大面积建筑物太阳能取暖的需要，而且不破坏建筑物的结构和美观，容易实现太阳能与建筑一体化的理念。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种太阳能集热塔，包括塔体、太阳能集热管、贮热水池、反射镜和水泵，塔体呈圆柱形，圆柱形塔体的外表面垂直安装有多层太阳能集热管，塔体底部有贮热水池，塔体的下部四周有弧形反射镜，贮热水池和太阳能集热管之间通过管道和水泵相连接。

上述技术方案的原理和基本思路是，改变传统的一家一户屋顶和平面倾斜安装的方式，采用垂直集中安装的方式，修建太阳能集热塔。由于圆柱体有最大的表面积，圆柱体的直径和高度可以自由选择，这样一个圆柱形的塔体外表面可以根据需要安装很多根太阳能集热管，位于地下的贮热水池有良好保温性能，从而大大提高了集热塔的贮热供热能力。由于集热管呈圆周分布，太阳光的任何入射角度都会直射到一部分集热管上，塔体下部四周安装的的反射镜又可以将太阳光反射到阴影处的集热管上，从而实现太阳移动的跟踪，提高了太阳能吸收的效率。这种集热塔可在建筑物附近的空地上单独修建，不但不会破坏原有建筑物的结构和美观，若对太阳能集热塔进行建筑艺术处理还可以美化环境，实现太阳能与建筑一体化。

上述技术方案中所说的太阳能集热管可以是热管集热管或真空集热管等。相对来说，热管集热管有更好的吸热、集热和传热能力。热管集热管是一种市场可以买到的集热器件，它是通过介质在液体和气体之间的相变，即蒸发和冷凝，把热量从输入端传递到输出端，和水进行热交换后，得到的加热水流向地下贮水池。

上述技术方案中所说的塔体内安装有热泵，热泵通过管道与贮热水池连接。该热泵用电能驱动，具有很高的热效率，其作用是当太阳能不足时作为辅助加热手段。

上述技术方案中所说的塔体内部可以设置多层隔板。隔板可把塔体内部分成若干小室，合理利用空间，如循环水泵、热泵、控制设备都可安装在小室内，以便于操作、检修和管理。

上述技术方案中所说的塔体或贮热水池采用砖混结构砌成，也可以是金属或玻璃钢制成。

上述技术方案中所说的反射镜包括弧形镜面和可以调节角度的支架，镜面的材料可以是镀膜玻璃或镀膜塑料，支架由金属框架、安装镜面的托板和调节罗丝构成。通过松开或旋紧调节罗丝，可对反射镜的整体角度很方便地进行调整。反射镜可以多块拚合，也可以安装在地面轨道上，通过人工和电脑遥控进行移动，以减少反射镜的数量。

上述技术方案中所说的太阳能集热管可分组设置，每组集热管的进出水管道都设有控制阀门。这样设置的目的是可根据季节和产热量多少进行集热管的串联或并联运行，以保证热水温度的稳定性。

上述技术方案中所说的热管集热管的输出端设有热管保护和热交换装置，该装置的结构是一个带有散热片的金属套管，套管可连接在热管集热管的输出端上，以提高热交换效率。该装置的另一个作用是作为热管的结垢保护器，定期更换或清洗该装置可避免热管结垢。

上述方案中所说的贮热水池中堆放有蓄热材料。该材料的比热大于1，如蓄热陶瓷块或瓷球等材料，具有良好的吸热或放热功能，可以增大贮热水池的热容量。该材料已有广泛应用，可以在市场上买到。

上述技术方案中所说的贮热水池可通过水泵与用户的供热网线连接，为用户提供厨卫或建筑物取暖用的热水。这种供热管线包括进、出水管以及循环泵。由于贮热水池有较大的容量，可以满足多家用户对生活用热水和取暖的需要。

本实用新型的优点是：一、能有效地利用太阳能，是一种绿色环保的能源；二、有较大的热水生产量，可以满足多家用户连片供热的需要；三、热量储存过程中损失很小，节能高效；四、不破坏原有建筑结构和美观，能和周围建筑物和谐配合，实现太阳能与建筑一体化的理念。五、集热管和循环水之间有较高的热交换效率，并可防止在集热管上结垢，六、贮水池内有蓄热材料，增大了水池的蓄热量。

附图说明  图1是本实用新型的结构示意图。

图2是集热管的分组和阀门安装位置示意图。

图3是热管输出端设置的热管保护和热交换装置结构示意图。

具体实施方式  下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例所说的太阳能集热塔的结构包括塔体1、集热管2、集热管支架3、反射镜4和贮热水池9，如图1所示。集热塔1呈圆柱形，由砖石构成，位于建筑物附近有阳光的空地上，塔体1的外表面装有集热管支架3，支架3上安装有多层垂直于地面的集热管2，塔体1的下部四周安装有镀膜玻璃或镀膜塑料制成的弧形反射镜4，反射镜4安装在托板5上，托板5靠金属框架6固定在地面上，通过调节框架上的螺栓7，可以改变弧形反射镜的角度。金属塔体1的顶部有盖板，盖板的上面可以安装光伏电池以充分利用太阳能，也可以安放雕塑作为景观，塔体1的内部有多层隔板，隔板之间有通道可以使管理人员自由上下，隔板上安装有循环泵8或热泵、阀门或电气控制设备等，塔体1的下面有贮热水池10，该水池10位于地下，由砖石砌成，水池可分成多个，分别为用户提供生活或取暖用水，水池内部堆放的蓄热材料为KXZ-A型蓄热瓷球，水池周围有绝热材料构成的保温层，水池中有进水管11和出水管9，出水管9与循环泵8相连接，该泵可使集热管2产生的热水形成流动状态，最终储存于贮热水池9中，供用户使用。

实施例所说的太阳能集热塔使用的集热管是热管集热管，图2是多层热管的输出水管的一种连接方式，图中热管18共分成6组，热管18的输出端与热交换器17连接，贮热水池9中的低温水经总出水管12进入支管15，支管15中串联有多个热交换器17，低温水经过热交换器之后成为热水，经总进水管13或14流回贮热水池9。支管的两端和不同支管之间设有阀门16，如图2所示，改变这些阀门的开关方式，可以对各组热管进行并联或串联的组合，以适应不同季节或不同产热量的需要。

热管18的输出端24装有热管保护和热交换装置，如图3所示。该装置由中心套管19、散热片20和壳体22构成，壳体的两个侧面有进水管25和出水管21，圆盘状散热片20用焊接方式安装在中心套管19的四周，有很好的换热效果，中心套管19套装在热管的输出端24上，必要时可以很方便地取下维修和清洗，壳体22与热管输出端24之间有固定片23。

实施例的塔体1直径10米，高15米，塔体外表面可安装规格为Ф58×1200的热管集热管2700根，据计算，可集热量为82千瓦，按每户每日供应160升热水计算，可满足125户居民对日常热水的需要，冬季可满足1300平方米建筑物的取暖需要。

Claims (9)

1、一种太阳能集热塔，其特征是包括塔体、太阳能集热管、贮热水池、反射镜和水泵，塔体呈圆柱形，圆柱形塔体的外表面垂直安装有多层太阳能集热管，塔体底部有贮热水池，塔体的下部四周有弧形反射镜，贮热水池和太阳能集热管之间通过管道和水泵相连接。

2、根据权利要求1所述的太阳能集热塔，其特征是所说的太阳能集热管可以是热管集热管或真空集热管。

3、根据权利要求1所述的太阳能集热塔，其特征是塔体内安装有热泵，热泵通过管道与贮热水池连接。

4、根据权利要求1所述的太阳能集热塔，其特征是塔体内部可以设置多层隔板。

5、根据权利要求1所述的太阳能集热塔，其特征是所说的塔体或贮热水池采用砖混结构砌成，也可以是金属或玻璃钢制成。

6、根据权利要求1所述的太阳能集热塔，其特征是所说的反射镜包括弧形镜面和可以调节角度的支架，镜面的材料可以是镀膜玻璃或镀膜塑料，支架由金属框架、安装镜面的托板和调节螺丝构成。

7、根据权利要求1所述的太阳能集热塔，其特征是太阳能集热管可分组设置，每组集热管的进出水管道都设有控制阀门。

8、根据权利要求1或2所述的太阳能集热塔，其特征是所说的热管集热管的输出端设有热管保护和热交换装置，该装置的结构是一个带有散热片的金属套管，套管可连接在热管集热管的输出端上。

9、根据权利要求1所述的太阳能集热塔，其特征是所说的贮热水池中堆放有蓄热材料。

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