[发明专利]聚光贮热加热一体的太阳能热水器

说明书

技术领域

发明涉及一种聚光贮热加热一体的太阳能热水器，属于太阳能光热利用设备。

背景技术

太阳光照射到地球的能量是有限的，其辐射能量为1367W/㎡，现行的家用真空管太阳能热水器，由于吸收太阳能的能量密度低，太阳光的温度与水的温度之间温差小，加热的水温低于100℃，使用范围仅仅满足人们日常生活中的洗涮。家庭太阳能热水器发展到现在，已经将太阳能的光热转换挖掘到了极致，已经遇到了一个发展的瓶颈时期。如果将太阳光进行聚光，将低密度的太阳能变成高密度的，会聚的光照射到集热器上就会得到比普通太阳能热水器更高的温度。本人曾发明了一种家用中温太阳能热水器201220647197.4，能够煮饭蒸馒头，开始认为，在家用太阳能热利用方面，该项发明已经达到完美。后来发现，还有开拓的余地。

发明内容

本发明的任务是，设计一种聚光贮热加热一体的太阳能热水器，家用它能够煮饭、蒸馒头，企业大量用它能够产生大量高温蒸汽。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种聚光贮热加热一体的太阳能热水器，包括有会聚太阳光器件、外壳、支架，在太阳光会聚的焦线上，有一筒形的双层玻璃真空管，所述筒形的双层玻璃真空管内部套有一金属筒，所述双层玻璃真空管与所述金属筒之间有支撑，所述金属筒的外表面涂有吸热涂层，所述金属筒内有一根贯穿所述金属筒的盘管，在所述金属筒内的剩余空间，用贮热材料填充，所述金属筒两端是密封的，所述盘管的进出口露在所述金属筒两端外，所述金属筒两端有与所述金属筒垂直的固定杆，所述筒形的双层玻璃真空管两端有双层玻璃真空板封堵，所述金属筒两端的固定杆与所述支架相连，所述外壳与所述会聚太阳光器件、所述支架镶嵌连接。所述会聚太阳光器件是沿一条抛物线所在平面高度方向上伸长所得出的抛物面，且在所述抛物面添加上反光材料所形成的反射镜；或者是一个凸透镜截面在其高度方向上伸长所形成的凸透镜。所述贮热材料是由若干小储热体与小储热体的间隙中填充的导热油组成，所述小储热体形状为柱形或者球形，所述小储热体的结构为：内部为相变储热物质，外表面为固体材料。所述固定杆的其中一段是凸形状与凹形状，之间隔有绝热材料构成的。所述小储热体的外表面的固体材料为金属、或者陶瓷、或者合成化工材料。若干所述的聚光贮热加热一体的太阳能热水器的所述盘管的进出口连接方式是串联、或者并联、或者混联。

本发明所述的会聚太阳光器件有两种实施例：反射镜和折射镜，由于二者都能够制造成聚光贮热加热一体的太阳能热水器，所以从原理上将二者视为了一种热水器。由于随着太阳的运转，部分太阳光会聚的焦线会照射在集热器外，所以在集热器背面及侧面还可以添加反射镜。这样做的好处是：减少光损失，减少辐射热量。本发明所述盘管的进口是与外部水管道的出口相连接的，所述盘管的出口是与外部水蒸汽管道的入口相连接的。所述金属筒的局部受到会聚的太阳光的照射后温度很高，一是通过金属筒向其余的外表面传导热量，二是通过这局部的内表面向导热油散热，导热油由于温差可以产生对流，对流加快了热量的传递，将热量传递到每个小储热体，小储热体通过相变储存更多的热量。将小储热体制造成球形或者柱形，小储热体之间的间隙给导热油的对流提供了条件。所述金属筒的储热过程是：当金属筒的温度低于小储热体相变温度时，通过金属筒内升温贮存热量；当金属筒的温度等于小储热体相变温度时，通过金属筒内小储热体固——液转化贮存热量；当小储热体内相变物质全部融化后，金属筒通过继续升温来贮存热量。金属筒放热的过程与上述相反。所述小储热体的外表面的固体材料是耐高温的，起到保持小储热体形状、传导热量、隔绝相变物质与导热油混合的作用，金属、或者陶瓷、或者合成化工材料都行。