CN86210410U

CN86210410U - 多级高效太阳能开水器

Info

Publication number: CN86210410U
Application number: CN198686210410U
Authority: CN
Inventors: 吴青
Original assignee: Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Current assignee: Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Priority date: 1986-12-17
Filing date: 1986-12-17
Publication date: 1987-11-11

Abstract

多级加热太阳能开水器，由ICC聚光器和平板、蜂窝集热器组成三级或两级开环式加热中温集热器，并由它和高位冷水池、低位热水、开水箱组成两个直流式供水系统。由于集热器末级采用的ICC聚光器采光半角大，可获较高温度(100℃以上)，加上与平板、蜂窝集热器的合理配合，集热效率特高。本实用新型结构灵活，可组成三种运行状态，且不必跟踪太阳，操作方便。

Description

本实用新型属太阳能集热器的新设计。

太阳能开水器已有多种形式，由于效率和造价问题尚难推广应用，尤其是大型开水器更难以实现，目前国内外研制的主要是槽开抛物面和复合抛物面（即CPC）聚光器太阳能开水器，1984年南昌节能研究所研制的由CPC集热器和平板集热器组成的二级加热太阳能开水器，效果较好，但CPC聚光器采光半角小，需要定期调节跟踪太阳的设施，其聚光系数较大，影响效率的提高，因此，有必要寻找性能更为优越的太阳能开水器的新设计方案。

本实用新型的任务即是提供一种结构新颖、操作方便、集热效率较高的太阳能开水器新设计。

本实用新型包括太阳能集热器、供、给水系统和若干控制阀门，解决方案的关键是采用平板集热器、蜂窝集热器和圆的渐开线聚光器（简称：ICC聚光器）适当组合成多级加热太阳能中温集热器。平板集热器在系统的低温区中具有较高的集热效率，蜂窝集热器则在中温区（70℃左右）有较高的集热效率，而ICC聚光器则能获得更高的温度（100℃以上）。把三种集热器适当组合，能充分发挥各级集热器在各温区的集热性能，达到提高效率的目的，多级加热太阳能中温集热器系统的末级采用ICC聚光器，其采光半角可达90度，而且漏光系数极低，这是本实用新型的主要特色。它是由若干个（数量可根据设计要求增减）相互并、串联的带有圆的渐开线聚光板的全玻璃真空管集热器组成〔图4〕，单个聚光器的剖面如图5所示，其中聚光板的剖面线满足参数方程：

式中：a为真空管吸热管的外半径，

φ为以O为原点的渐开角。

x、y为φ角的函数。

根据实际需要，多级加热太阳能集热器可采用下列任一种形式：

（1）由平板集热器（第一级）、蜂窝集热器（第二级）、ICC聚光器（第三级）组成三级太阳能中温集热器；

（2）由平板集热器（第一级）、ICC聚光器（第二级）组成二级太阳能中温集热器；

（3）由蜂窝集热器（第一级）、ICC聚光器（第二级）组成二级太阳能中温集热器。

上述各式多级太阳能中温集热器是由各级集热器相互连通组成的开环式系统，并和高位冷水池（给水系统）、低位热水、开水箱组成两个直流式供水系统，可分别供给开水和热水。开水供应主要从末级（ICC聚光器）的出水端输出，可通过一个控温型开水电磁阀（8）进行控制。出水达到开水温度时，电磁阀自动打开，开水流入开水箱：否则电磁阀关闭，以控制开水的水质，开水供应还可从蜂窝集热器的出水端通过三通管分流：一支通向末级集热器（即ICC集热器）的入水端；另一支则可通过排气管（管口比冷水池水面高出十几公分）靠水蒸汽自身压力将开水自动压至开水箱。

热水供应可从平板集热器的出水端引出，在平板集热器的出水端接一个三通管分流：一支通向下一级集热器的入水端；另一支则通过一个定温放水阀（4）和一个控制阀门（5）通至热水箱，热水供应的另一来源还可来自末级的出水端，在开水阀前面分流接一控制阀门（9）通向热水池，此阀门关闭，只供开水，此阀门打开，热水则流向热水池。对于三级加热中温集热器的形式〔见图1〕，可在平板集热器输出端和蜂窝集热器输入端之间，蜂窝集热器和高位冷水池之间分别设置控制闸阀（6）和（7），通过控制闸阀（6）、（7）以及平板集热器与热水池之间的闸阀（5）的开闭状态，可使整个开水器系统组合成混合运行，单一运行和分开运行三种工作状态，混合运行时，打开闸阀（5）和（6），关闭闸阀（7），这时平板集热器输出的热水，一部分分流入第二级继续加热成开水，一部分则直接通入热水箱，即系统既供应开水，又供应热水，单一运行时，打开闸阀（6），关闭闸阀（5）和（7），这时水都通过三级集热器加热，系统只产开水，分开运行时，打开闸阀（5）和（7），关闭闸阀（6），这时平板集热器独立输入热水，后二级集热器则联合起来独立工作产生开水。

本实用新型设计新颖，由于ICC聚光器采光半角大，不必跟踪太阳，大大方便操作，而且该聚光器既能会聚直射光，又能会聚漫射光。加上与平板集热器、蜂窝集热器的合理配合，使系统集热效率特高，多级加热太阳能集热器还可组成多种运行方式，既供应开水，又供应热水，能适应用户不同季节的要求，提高热的利用率，整个系统造价也比其他类型的开水器为低，是一种性能较好的利用太阳能新装置，可在旅馆、饭店、工厂、机关等单位推广应用。

附图1为由平板集热器、蜂窝集热器、ICC聚光器组合的三级加热太阳能中温集热器示意图；

附图2为由平板集热器、ICC聚光器组合的二级加热太阳能中温集热器示意图；

附图3为由蜂窝集热器、ICC聚光器组合的二级加热太阳能中温集热器示意图；

附图4为ICC聚光器管路示意图；

附图5为单个ICC聚光器剖面图及聚光特性；

以上各图中：（1）为平板集热器，（2）为蜂窝集热器，（3）为ICC集热器，（4）为定温放水阀，（5）、（6）、（7）、（9）为控制阀门，（8）为控温型开水电磁阀，（10）为高位冷水池，（13）为全玻璃真空管，（14）为ICC聚光板，（15）、（16）、（17）分别为全玻璃真空管的进水管、吸热管、玻璃外套管，（18）为ICC聚光器的玻璃防护板，（11）为热水池，（12）为开水箱。

附图6为“带ICC聚光器的三级加热太阳能开水器”实施例的示意图，该实施例由34m²平板集热器（1），12m²蜂窝集热器（2），6m²ICC聚光器（3）组成开环式三级加热太阳能中温集热器，它和高位冷水池（10）及热水池（11），开水箱（12）组成两个直流式供水系统，为保证阴雨天也有开水供应，开水箱设有辅助电加热器，由小型显示控制仪（19）控制。保证全天候供应开水，该显示控制仪是控制开水电磁阀（8）和开水箱的水量显示。本开水器平均日产开水（500）公斤，热水1000公斤，产水期间日平均效率已达50％。

Claims

1、一种包括太阳能集热器，供、给水系统和若干控制阀门组成的多级太阳能开水器，其特征在于所说的太阳能集热器前级为平板集热器和(或)蜂窝集热器，未级为圆的渐开线(ICC)聚光器，各级集热器相互连通组成三(或二)级开环式直流供热系统。

2、按权利要求1所述的多级太阳能开水器，其特征在于所说的圆的渐开线聚光器（ICC）由若干个相互并、串联的带有圆的渐开线聚光板的全玻璃真空管集热器组成。

3、按权利要求1所述的多级太阳能开水器，其特征是在三级系统中，平板集热器的出水端到热水箱之间，平板集热器输出端到蜂窝集热器输入端之间，蜂窝集热器输入端到高位冷水池之间分别设置控制阀（5）、（6）、（7），这三个控制阀的启闭状态组合，可使系统分别组成混合运行、单一运行和分开运行三种工作状态。