[其他]多級高效太陽能開水器

無效

• 申請號: 86210410
• 申請日: 1986-12-17
• 公開（公告）號: CN86210410U
• 公開（公告）日: 1987-11-11
• 發明（設計）人: 吳青
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: F24J2/04
• 分類號: F24J2/04
• 代理公司: 中國科學院廣州專利事務所
• 代理人: 余炳和

本實用新型屬太陽能集熱器的新設計。

太陽能開水器已有多種形式，由于效率和造價問題尚難推廣應用，尤其是大型開水器更難以實現，目前國內外研制的主要是槽開拋物面和復合拋物面（即CPC）聚光器太陽能開水器，1984年南昌節能研究所研制的由CPC集熱器和平板集熱器組成的二級加熱太陽能開水器，效果較好，但CPC聚光器采光半角小，需要定期調節跟蹤太陽的設施，其聚光系數較大，影響效率的提高，因此，有必要尋找性能更為優越的太陽能開水器的新設計方案。

本實用新型的任務即是提供一種結構新穎、操作方便、集熱效率較高的太陽能開水器新設計。

本實用新型包括太陽能集熱器、供、給水系統和若干控制閥門，解決方案的關鍵是采用平板集熱器、蜂窩集熱器和圓的漸開線聚光器（簡稱：ICC聚光器）適當組合成多級加熱太陽能中溫集熱器。平板集熱器在系統的低溫區中具有較高的集熱效率，蜂窩集熱器則在中溫區（70℃左右）有較高的集熱效率，而ICC聚光器則能獲得更高的溫度（100℃以上）。把三種集熱器適當組合，能充分發揮各級集熱器在各溫區的集熱性能，達到提高效率的目的，多級加熱太陽能中溫集熱器系統的末級采用ICC聚光器，其采光半角可達90度，而且漏光系數極低，這是本實用新型的主要特色。它是由若干個（數量可根據設計要求增減）相互并、串聯的帶有圓的漸開線聚光板的全玻璃真空管集熱器組成〔圖4〕，單個聚光器的剖面如圖5所示，其中聚光板的剖面線滿足參數方程：

式中：a為真空管吸熱管的外半徑，

φ為以O為原點的漸開角。

x、y為φ角的函數。

根據實際需要，多級加熱太陽能集熱器可采用下列任一種形式：

（1）由平板集熱器（第一級）、蜂窩集熱器（第二級）、ICC聚光器（第三級）組成三級太陽能中溫集熱器；

（2）由平板集熱器（第一級）、ICC聚光器（第二級）組成二級太陽能中溫集熱器；

（3）由蜂窩集熱器（第一級）、ICC聚光器（第二級）組成二級太陽能中溫集熱器。

上述各式多級太陽能中溫集熱器是由各級集熱器相互連通組成的開環式系統，并和高位冷水池（給水系統）、低位熱水、開水箱組成兩個直流式供水系統，可分別供給開水和熱水。開水供應主要從末級（ICC聚光器）的出水端輸出，可通過一個控溫型開水電磁閥（8）進行控制。出水達到開水溫度時，電磁閥自動打開，開水流入開水箱：否則電磁閥關閉，以控制開水的水質，開水供應還可從蜂窩集熱器的出水端通過三通管分流：一支通向末級集熱器（即ICC集熱器）的入水端；另一支則可通過排氣管（管口比冷水池水面高出十幾公分）靠水蒸汽自身壓力將開水自動壓至開水箱。

熱水供應可從平板集熱器的出水端引出，在平板集熱器的出水端接一個三通管分流：一支通向下一級集熱器的入水端；另一支則通過一個定溫放水閥（4）和一個控制閥門（5）通至熱水箱，熱水供應的另一來源還可來自末級的出水端，在開水閥前面分流接一控制閥門（9）通向熱水池，此閥門關閉，只供開水，此閥門打開，熱水則流向熱水池。對于三級加熱中溫集熱器的形式〔見圖1〕，可在平板集熱器輸出端和蜂窩集熱器輸入端之間，蜂窩集熱器和高位冷水池之間分別設置控制閘閥（6）和（7），通過控制閘閥（6）、（7）以及平板集熱器與熱水池之間的閘閥（5）的開閉狀態，可使整個開水器系統組合成混合運行，單一運行和分開運行三種工作狀態，混合運行時，打開閘閥（5）和（6），關閉閘閥（7），這時平板集熱器輸出的熱水，一部分分流入第二級繼續加熱成開水，一部分則直接通入熱水箱，即系統既供應開水，又供應熱水，單一運行時，打開閘閥（6），關閉閘閥（5）和（7），這時水都通過三級集熱器加熱，系統只產開水，分開運行時，打開閘閥（5）和（7），關閉閘閥（6），這時平板集熱器獨立輸入熱水，后二級集熱器則聯合起來獨立工作產生開水。

本實用新型設計新穎，由于ICC聚光器采光半角大，不必跟蹤太陽，大大方便操作，而且該聚光器既能會聚直射光，又能會聚漫射光。加上與平板集熱器、蜂窩集熱器的合理配合，使系統集熱效率特高，多級加熱太陽能集熱器還可組成多種運行方式，既供應開水，又供應熱水，能適應用戶不同季節的要求，提高熱的利用率，整個系統造價也比其他類型的開水器為低，是一種性能較好的利用太陽能新裝置，可在旅館、飯店、工廠、機關等單位推廣應用。

附圖1為由平板集熱器、蜂窩集熱器、ICC聚光器組合的三級加熱太陽能中溫集熱器示意圖；

附圖2為由平板集熱器、ICC聚光器組合的二級加熱太陽能中溫集熱器示意圖；