[其他]太陽能轉換熱能的高效集熱裝置

無效

• 申請號: 86209712
• 申請日: 1986-12-02
• 公開（公告）號: CN86209712U
• 公開（公告）日: 1987-11-18
• 發明（設計）人: 于保成;馮國珍;劉庚淳
• 申請（專利權）人: 河南省節能技術服務中心
• 主分類號: F24J2/04
• 分類號: F24J2/04
• 代理公司: 兵器工業部專利代理事務所
• 代理人: 馬鎮

本實用新型屬收集太陽能、并使太陽能轉換成熱能的效率有顯著提高的節能技術領域。

用公知的太陽灶煮飯和用太陽能熱水器加熱冷水，是將太陽能轉換成熱能，一般多為家用。

法國發明一種塑料太陽能集熱器，它有一個透明的塑料蓋板，蓋板與黑體上平面之間是空氣隔熱層，黑體下平面與底部的絕熱纖維之間裝著水，其成本較低，一般能將冷水加熱至80℃（參見法國專利2488377號）。

在生產上，通常用100℃的水和有一定壓力的水蒸氣作為動力源，來發動機器或作為熱源用于各工作場合。就目前將太陽能轉換成熱能、使其效率提高到以輸出動力源、熱源的形式供家用、特別是供工農業生產用，由于成本高、投資大和冬季效率低等原因，末能廣泛普及。

本實用新型的目的，是通過改進太陽能加熱器具這一技術方案，提高其熱效率，使利用太陽能加熱得到的蒸氣等膨脹氣體，增加氣量和達到一定壓力，為進一步方便家用和供生產上啟動低壓高效動力機等奠定基礎。

本實用新型的裝置，通過其改進的結構，使上述技術方案得到實現。該裝置是由透明容器、黑體、和上蓋構成。它是根據法國發明的塑料太陽能集熱器的新結構改進而成的。法國的這種集熱器的黑體，是一塊黑色收集板，收集板有一個平面同所需用的水接觸，另一個平面同空氣隔熱層接觸，其熱效率稍高于一般集熱器，但它有將隔熱層中非使用的空氣加熱之熱損失，而本裝置則是黑體兩面均接觸水，水與上蓋之間是空氣隔熱層，因此熱損失比法國的要小。在目前工業上用聚光灶加熱水或加熱氟里昂等產生蒸氣推動渦輪發動機，所用的加熱器具，一般是采用金屬容器和透明的耐熱容器，但在該領域的容器中沒有設置黑體另件和沒有將黑體包容和浸沒在被加熱物質之中。本裝置是將聚光灶的聚能作用和太陽能集熱器的黑體吸熱作用進一步結合起來，并把黑體置于透明容器中合理的位置，同時增加黑體與被加熱物質的面積使熱交換速度迅速加快，進而提高了熱效率。

實驗證明，本裝置對提高光熱轉換之效率，有十分明顯的效果。用同一個聚光灶將同一定量的水加熱到同一溫度，應用本技術同目前公知的技術相比，所用的時間減少一倍左右，在水沸騰后的同一時間里，所產生的蒸氣量、蒸氣壓力增加一倍左右。熱效率增加即是投資相同情況下經濟成本降低。

本實用新型的實施例，通過附圖詳細說明如下：

附圖1是太陽能轉換熱能的高效集熱裝置與聚光灶配套使用的剖視圖；

附圖2是中壓和高壓條件下，采用空心材料黑體示意圖；

附圖3是爐排形黑體示意圖；

附圖4是U形黑體示意圖；

附圖5是蜂窩狀黑體示意圖；

附圖6是金屬導體網制成的H狀黑體示意圖；

附圖7是園片狀黑體示意圖。

如附圖1所示，透明容器（4）里面的黑體（3），從透明容器的底面和側面A、吸收由聚光灶（1）反射來的聚光輻射能，并從上蓋（2）和透明容器的側面B，直接吸收太陽直射輻射能。黑體（3）被所要加熱的水等浸沒在中間，當水沸騰后蒸氣從上蓋的出口（6）輸出以供使用，冷水從上蓋的進口（5）補充注入透明容器內。

黑體與水等被加熱物有盡量大的接觸面，黑體升溫后，能充分同水直接進行熱交換，將大對流分散成無數個小對流，使溫差平衡速度加快。水包容了整個黑體，使黑體的熱量不能直接散發到透明容器外邊的大氣中，幾乎全部用來加熱水，透明容器的壁、一般采用單層或雙層，采用雙層時，中間抽成真空，將進一步減少熱損失。

中壓和高壓條件下的黑體，如附圖2所示，此時透明容器的作用主要不是用來裝水，而是將黑體保溫，透明容器與黑體之間充滿了空氣，黑體空心里面充裝水等被加熱物質，為防止透明容器漲裂，上蓋（2）旁邊設有一個透氣小孔（7）。生產上采用該裝置時，由于不常拆卸，可以將各部分緊固連接，如果是家用，分裝組合較為方便。

本實用新型的最佳實施例，是該裝置與聚光灶配套使用將水加熱變成有一定壓力的蒸氣，參照直流鍋爐的方式用蒸氣啟動低壓高效發動機（過點閥配氣的復合氣馬達）運轉后再帶動發電機或帶動抽水機等設備工作。