專利名稱：一種太陽熱能利用裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能技術領域，尤其涉及一種太陽熱能利用裝置。
背景技術：
太陽能作為今后最為重要的能源之一，利用太陽輻射，通過聚光獲取熱量已被人們推廣應用。人類利用太陽能灶已有200多年的歷史，特別是近二、三十年來，世界各國都先后研制生產了各種不同類型的太陽能灶。新一代聚光式太陽能灶是利用拋物面較強的聚光特性，功率大，使鍋底溫度可達500-900度以上(以2平米計)，功率相當于900瓦電爐。只要有陽光，一年四季都可以用，能滿足煮、煎、燉、炸等多種炊事活動。[0003] 太陽能熱力發電是當今世界各國在太陽能利用方面研究的主題之一。太陽能熱力發電就是通過集熱器代替了常規鍋爐，用太陽能熱力系統帶動發電機發電。太陽能熱力發電要求集熱溫度高，需采用聚焦型集熱器，以提高光能流密度。目前熱發電系統主要有三種類型槽式線聚焦系統、塔式系統和碟式系統。槽式系統是利用拋物柱面槽式反射鏡將陽光聚焦到管狀的接收器上，并將管內傳熱介質加熱產生蒸汽，推動常規汽輪機發電。塔式系統是利用獨立跟蹤太陽的定日鏡，將陽光聚焦到一個固定在塔頂部的接收器上，以產生很高的溫度。碟式系統的主要組成部件是拋物面反射鏡，接收器在拋物面的焦點上，接收器內的傳熱介質被加熱到75(TC左右，驅動發動機進行發電。 研究表明，太陽能熱發電是最可能引起能源革命，實現大功率發電、替代常規能源的經濟手段之一，將完全有可能給緊張的能源問題帶來革命性的解決方案，未來的太陽能熱發電成本將可以實現5美分/度的目標。長期使用可以為消費者節省大量金錢和精力，為國家節約大量能源，是造福人類，造福子孫的好產品。[0005] 但是這些現有技術中也存在著一些缺陷 在中國市場上已有的"太陽灶"，技術上偏于簡單、不夠先進，大部分產品采集器還是固定的、不能隨時跟蹤太陽，采熱效率偏低。 對大功率的太陽能熱力發電系統，常需要較大的占地面積，在中國市場上尚無太陽能熱力發電系統產品。
實用新型內容本實用新型的目的在于提出太陽熱能利用裝置，可以利用輻射能量加熱和發電，提高了太陽熱能的利用率。 為達此目的，本實用新型采用以下技術方案 —種太陽熱能利用裝置，包括隨動轉臺、陽光反射鏡、流體介質容器、循環回路和熱交換器， 其中，陽光反射鏡安裝在隨動轉臺上，陽光反射鏡的軸線與隨動轉臺的形心法線一致，隨動轉臺用于保證陽光反射鏡的軸線與陽光射線平行，陽光反射鏡用于反射陽光；[0012] 流體介質容器安裝在陽光反射鏡的軸線上，位于陽光反射鏡旋轉拋物面焦點，用于接收陽光反射鏡反射的太陽能全光譜，加熱傳熱介質； 流體介質容器通過循環回路與熱交換器連接，用于輸送傳熱介質，并加熱熱交換器中的水。 陽光反射鏡是旋轉拋物面反射鏡。 流體介質容器是金屬圓柱體狀流體介質容器，流體介質容器形心法線與陽光反射鏡的形心法線一致。 循環回路進一步包括傳熱介質流出導管和傳熱介質流入導管，傳熱介質流出導管用于將流體介質容器中的傳熱介質輸送到熱交換器，傳熱介質流入導管用于將熱交換器中的傳熱介質輸送到流體介質容器。 熱交換器包括傳熱介質散熱蛇形管，傳熱介質散熱蛇形管是散熱銅管，用于將其中的傳熱介質與熱交換器中的水進行熱交換。 采用了本實用新型的技術方案，能夠充分利用太陽輻射光譜，將陽光照射到流體介質容器底部，用于給水加熱為人類提供熱水或蒸汽發電。
圖1是本實用新型具體實施方式
中太陽熱能利用裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本實用新型的技術方案。[0021] 因為太陽是個熾熱的大火球，它的表面溫度可達6000。 K，它以輻射的方式不斷地把巨大的能量傳送到地球上來，哺育著萬物的生長。太陽輻射的波長范圍，大約在0. 15-4ym之間。在這段波長范圍內，又可分為三個主要區域，即波長較短的紫外光區(< 0.4iim)、波長較長的紅外光區(>0. 76iim)和介于二者之間的可見光區(0. 4 0. 76iim)。太陽輻射的能量主要分布在可見光區和紅外區，前者占太陽輻射總量的50%，后者占43%。紫外區只占能量的7%。在波長0.48微米的地方，太陽輻射的能力達到最高值，數值約為3.0卡/cm2.分以上。太陽輻射的波長范圍，大約在O. 15-4微米之間。在這段波長范圍內，又可分為三個主要區域，即波長較短的紫外光區、波長較長的紅外光區和介于二者之間的可見光區。太陽輻射的能量主要分布在可見光區和紅外區，前者占太陽輻射總量的50%，后者占43%。紫外區只占能量的7%。在波長0.48微米的地方，太陽輻射的能力達到最高值，數值約為3.0卡/cm2.分以上。 為了能夠充分利用太陽輻射光譜，本實用新型具體實施方式
提出了一種太陽熱能利用裝置。圖l是本實用新型具體實施方式
中太陽熱能利用裝置的結構示意圖。如圖l所示，該太陽熱能利用裝置包括隨動轉臺3、陽光反射鏡2、流體介質容器1、循環回路和熱交換器12，其中循環回路進一步包括傳熱介質流出導管8和傳熱介質流入導管9，熱交換器包括傳熱介質散熱蛇形管ll。 隨動轉臺是一部受控于太陽跟蹤器的高精度的二軸轉臺，其中太陽跟蹤器是一個
精心設計的智能微處理器。陽光反射鏡安裝在隨動轉臺上，陽光反射鏡的軸線與隨動轉臺
的形心法線一致，隨動轉臺能夠保證陽光反射鏡的軸線與陽光射線平行。 陽光反射鏡是一個旋轉拋物面反射鏡，用于將來自太陽的平行光線反射聚焦到焦點，起到高倍數的采集太陽能的作用。 流體介質容器是一種金屬圓柱體狀流體介質容器，安裝在陽光反射鏡的軸線上，其形心法線與陽光反射鏡的形心法線一致，并位于陽光反射鏡旋轉拋物面焦點，用于接收來自陽光反射鏡透射過來的全光譜并加熱內部的傳熱介質。 流體介質容器通過循環回路中的傳熱介質流出導管和傳熱介質流入導管與熱交換器中的傳熱介質散熱蛇形管連接，傳熱介質散熱蛇形管是散熱銅管，用于輸送傳熱介質，并加熱熱交換器中的水。
下面描述該太陽熱能利用裝置采熱的過程 陽光13照射到陽光反射鏡，經陽光反射鏡反射的陽光14照射流體介質容器，通過流體介質容器底部將流體介質容器內傳熱介質加熱，傳熱介質可以是水或者其他流體，傳熱介質在流體介質容器內溫度及壓力升高，傳熱介質將在流體介質容器高端傳熱介質出口7經傳熱介質流出導管、傳熱介質散熱蛇形管、傳熱介質流入導管和流體介質容器低端傳熱介質入口 6返回到流體介質容器。 傳熱介質在循環回路內不斷循環，將由流體介質容器吸收到的熱量不斷經傳熱介
質散熱蛇形管傳導到熱交換器中的水IO，熱交換器中的水溫不斷升高，水經熱水出口 5排
出供使用，熱交換器中缺水則有供水系統經冷水入口 4補充。 本實用新型具體實施方式
中的太陽熱能利用裝置技術效果顯著 該裝置的陽光反射鏡旋轉拋物面的開口直徑為1.40M、焦距為0.7M、采光面積為
1. 63MV流體介質容器底部接受來自陽光反射鏡的熱能，大約1. 2KW。按工作6小時、入水溫
度15度、出水溫度55度計算，每天可提供154.29公升(公斤)55度熱水供用戶使用。詳
細計算數據如表所示。[0032]
熱水包 吸收的 功率 (KW)工作 時間 (小時)熱水包 吸收的 (J)水的 比熱容 (J/KG)水溫升高 1度熱水 的產量 (KG)入水 、〉日j^r (度)出水 ;曰ftp (度)水溫升高 40度熱水 的產量 (KG)
1. 206. 0025920000. 004200. 006171. 4315. 0055. 00154. 29
說明i、 2、水的比熱容是4200J (焦耳)/KG (公斤) 1KWH (千瓦小時)=3600000J (焦耳)。 以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉該技術的人在本實用新型所揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求一種太陽熱能利用裝置，其特征在于，包括隨動轉臺、陽光反射鏡、流體介質容器、循環回路和熱交換器，其中，陽光反射鏡安裝在隨動轉臺上，陽光反射鏡的軸線與隨動轉臺的形心法線一致，隨動轉臺用于保證陽光反射鏡的軸線與陽光射線平行，陽光反射鏡用于反射陽光；流體介質容器安裝在陽光反射鏡的軸線上，位于陽光反射鏡旋轉拋物面焦點，用于接收陽光反射鏡反射的太陽能全光譜，加熱傳熱介質；流體介質容器通過循環回路與熱交換器連接，用于輸送傳熱介質，并加熱熱交換器中的水。
2. 根據權利要求1所述的一種太陽熱能利用裝置，其特征在于，陽光反射鏡是旋轉拋物面反射鏡。
3. 根據權利要求1所述的一種太陽熱能利用裝置，其特征在于，流體介質容器是金屬圓柱體狀流體介質容器，流體介質容器形心法線與陽光反射鏡的形心法線一致。
4. 根據權利要求1所述的一種太陽熱能利用裝置，其特征在于，循環回路進一步包括傳熱介質流出導管和傳熱介質流入導管，傳熱介質流出導管用于將流體介質容器中的傳熱介質輸送到熱交換器，傳熱介質流入導管用于將熱交換器中的傳熱介質輸送到流體介質容器。
5. 根據權利要求1所述的一種太陽熱能利用裝置，其特征在于，熱交換器包括傳熱介質散熱蛇形管，傳熱介質散熱蛇形管是散熱銅管，用于將其中的傳熱介質與熱交換器中的水進行熱交換。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽熱能利用裝置，陽光反射鏡安裝在隨動轉臺上，陽光反射鏡的軸線與隨動轉臺的形心法線一致；流體介質容器安裝在陽光反射鏡的軸線上，形心法線與陽光反射鏡的形心法線一致，用于接收陽光反射鏡的全熱光加熱內部的傳熱介質；傳熱介質通過循環回路與熱交換器連接，用于加熱熱交換器中的水。采用了本實用新型的技術方案，可以利用陽光中的可見光和紫、紅外光，提高了太陽能的利用率。
文檔編號F24J2/12GK201463324SQ20092010982
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月16日 優先權日2009年7月16日
發明者畢和平 申請人:畢和平