专利名称：一种太阳能光热转换与储热装置的制作方法
一种太阳能光热转换与储热装置技术领域
本发明是一种太阳能光热转换与储热装置，属于太阳能光热转换与储热装置的改 造技术。
背景技术：
太阳能热能转换利用技术和太阳能电能转换利用技术是常见的太阳能利用方式。 其中太阳能热能转换利用技术是太阳能利用技术中效率最高、技术最成熟、经济效益最好 的一种，主要包括太阳房、太阳热水器、阳光温室大棚、太阳灶等。太阳能热水器是太阳能成 果应用中的一大产业，是迄今为止人类利用太阳能工业产品中普及率最高的产品。
目前太阳能热水器的光热转换方式有两种平板式和真空管式。这两种方式在国 内的技术有待改进(1)国内这两种太阳能热水器的光热转换效率不高。(2)这两种集热方 式得到的温度都不会太高，因此传热效率不高。(3)这种集热方式满足不了如利用热电材料 进行太阳能热发电这样的高温要求(温差越大，传热流越大；温差越大，利用热电材料进行 太阳能热发电的效率越高)，其主要原因是自然辐射太阳光的单位面积的能流密度有限。有 专利报道通过一些措施能得到高温，但那些结构的光热材料的转换效率不高，或者热量容 易散失，或者取热率不高。发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种光热转换效率高，易取热，储热能量 密度高，储热介质不分离的太阳能光热转换与储热装置。本发明储热高温，适合高温差热发 电等，可以用于要求高光热转换效率的太阳能热水器、利用热电材料的高转换效率的太阳 能热发电等应用场合。
本发明的技术方案是本发明的太阳能光热转换与储热装置，包括有外壳体、若干 个设有开口及设有中空储热室的中空套筒，其中外壳体为设有绝热透光口及设有中空储热 室的中空套筒，透光口上装设有绝热透光盖，若干设有开口的中空套筒套装在外壳体的内 腔内，且外壳体的中空储热室及中空套筒的中空储热室内均置放有储热介质，若干中空套 筒按开口相反的方式套装在外壳体的内腔内，外壳体的内侧壁与中空套筒的外侧壁之间及 相邻中空套筒的内侧壁与外侧壁之间的空腔为光热转换室，光热转换室壁面上镀有光热转 换膜，且外壳体的端部设有盖体，若干中空套筒的两端或一端通过支承板装设在外壳体的 内腔内，且支承板将上述光热转换室密封，上述中空套筒的外壁、在与透光口相对的位置 上装设有光线方向转换锥，光线方向转换锥的材料和光热转换室壁的材料相同。
上述外壳体的中空套筒包括有由隔热材料做出的外套筒及由导热性好、面对光热 转换室镀有光热转换膜的金属复合材料做出的内套筒，外套筒及由导热性好、面对光热转 换室镀有光热转换膜的金属复合材料做出的内套筒通过连接板焊接在一起；中空套筒为一 体成型或由外套筒及内套筒通过焊接做成为一体。光线方向转换锥的材料和光热转换室壁 的材料相同。
上述外壳体的端部设有的盖体包括有柔性内盖及刚性外盖，柔性内盖及刚性外盖 通过螺纹拧装在外壳体上，刚性外盖可通过控制开关开、关或者人工拧开。
上述柔性内盖与刚性外盖之间设有间隙。
上述外壳体两端均设有的盖体。
上述外壳体两端设有的盖体包括有柔性内盖及刚性外盖，柔性内盖及刚性外盖均 固装通过螺纹拧结在在外壳体上。
上述柔性内盖为高温柔性导热材料做出。
上述刚性外盖为绝热材料做出。
上述刚性外盖上还设有用于发电、外部用热的取热开口，开口上设有带开关的门。
上述外壳体的中空储热室内置放的储热介质及上述中空套筒的中空储热室内置 放的储热介质为高温液态工质与固态高温相变储热工质的混合物。
本发明由于采用特殊的结构设计，该结构除外壳体的外壁外，其他构件由导热性 高的材料制备，且在光线接触的结构壁上镀高光热吸收膜，让太阳光进入光热转换室反复 反射吸收后只能进去，基本上不能出来。光热转换室和储热室相接触，中间通过导热性好、 薄的单面镀膜金属壁(面对光的筒壁镀有高光热吸收膜)将热量传递给储热室的液态工质。 液态工质热容低，容易达到高温。液态工质再将热量传递给固态高温相变储热材料；高温相 变储热材料储热密度高；固态储热材料充满储热室，液态工质充盈固态材料颗粒之间的空 隙后不出现分离的现象。储热室与光热转换室之间为夹心结构，这样的结构有利于吸热壁 从太阳光吸收的热量快速传递到储热装置中。本发明光热转换效率高，易取热，储热能量密 度高，储热介质不分离。本发明储热高温，适合高温差热发电等，且整个装置占地面积相对 较小，可以用于要求高光热转换效率的太阳能热水器、利用热电材料的高转换效率的太阳 能能热发电等应用场合。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的太阳能光热转换与 储热装置。
图1为本发明的结构示意图； 图2为图1中的A-A剖视图。
具体实施方式
实施例本发明的结构示意图如图1、2所示，本发明的太阳能光热转换与储热装置，本发明的 太阳能光热转换与储热装置，包括有外壳体1、若干个设有开口 21及设有中空储热室22的 中空套筒2，其中外壳体1为设有透光口 11及设有中空储热室12的中空套筒，透光口 11上 装设有绝热透光盖，若干中空套筒套装在外壳体的内腔内，且外壳体1的中空储热室12及 中空套筒2的中空储热室22内均置放有储热介质3，若干中空套筒2按开口 21相间的方式 套装在外壳体1的内腔13内，外壳体1的内侧壁与中空套筒2的外侧壁之间及相邻中空套 筒2的内侧壁与外侧壁之间的空腔为光热转换室4，且外壳体1的端部设有盖体5，若干中 空套筒2的两端或一端通过支承板6装设在外壳体1的内腔13内，且支承板6将上述光热 转换室4密封，上述中空套筒2的外壁、在与透光口 11相对的位置上装设有光线方向转换锥7。
本实施例中，上述外壳体1的中空套筒包括有由隔热材料做出的外套筒14及由导 热性好、面对光热转换室镀有光热转换膜的金属复合材料做出的内套筒15，外套筒14及由 导热性好、面对光热转换室镀有光热转换膜的金属复合材料做出的内套筒15通过连接板 16焊接在一起；中空套筒2为一体成型或由外套筒及内套筒通过焊接做成为一体。光线方 向转换锥7的材料和光热转换室壁的材料相同。
本实施例中，上述外壳体1的端部设有的盖体5包括有柔性内盖51及刚性外盖 52，柔性内盖51及刚性外盖52均通过螺纹拧装在外壳体1上。考虑储热室内置放的储热 介质受热膨胀，以确保使用安全性，柔性内盖51与刚性外盖51之间设有间隙。
另外，为便于清洗及安装，上述外壳体1两端也可都设有盖体5。
同样，上述外壳体1两端设有的盖体5包括有柔性内盖51及刚性外盖52，柔性内 盖51及刚性外盖52均通过螺纹拧装在外壳体1上。
本实施例中，上述柔性内盖(51)为高温柔性导热材料做出。上述刚性外盖52为 绝热材料做出。柔性内盖51及刚性外盖52可通过螺纹固定在外壳体1上。
为便于使用，上述刚性外盖52上还设有用于发电、外部用热的取热开口，开口上 设有带开关的门。
本实施例中，上述外壳体1的中空储热室12内置放的储热介质3及上述中空套筒 2的中空储热室22内置放的储热介质3为高温液态工质与固态高温相变储热工质的混合 物。
本发明的工作原理如下太阳光从透光口 11进入外壳体1的内腔13内，经光线方 向转换锥7后依次进入外壳体1的内侧壁与中空套筒2的外侧壁之间的光热转换室4及相 邻中空套筒2的内侧壁与外侧壁之间的光热转换室4，由于圆形套筒结构设计，和光线投入 口的锥形光线转换设计，这些光进入光热转换室后能在套筒内多次反射(而很少射出外面) 后，几乎全部吸收，因此说只能进去，不能出来。且由于光热转换室4和储热室相间设置，储 热室与光热转换室之间为夹心结构，中间通过导热性好、薄的金属套筒筒壁将热量传递给 储热室的液态工质。液态工质热容低，获得热量后易得到高温，热量容易传递给固态高温相 变储热材料；固态高温储热材料相变时由于潜热大，因而储热密度高；固态相变材料充满 整个储热室后，液态工质充盈整个固态相变颗粒之间的空隙，因此固-相复合储热材料长 期不分离的现象。从而达到高效将太阳能光进行热转换与储热，固-液复合相变储热材料 长期不分离的目的。
权利要求
1.一种太阳能光热转换与储热装置，其特征在于包括有外壳体(1)、若干个设有开口 (21)及设有中空储热室02)的中空套筒(2)，其中外壳体(1)为设有透光口(11)及设有中 空储热室(12)的中空套筒，透光口(11)上装设有绝热透光盖，若干设有开口(21)的中空套 筒(2)套装在外壳体(1)的内腔(13)内，且外壳体(1)的中空储热室(12)及中空套筒(2) 的中空储热室02)内均置放有储热介质(3)，若干中空套筒(2)按开口(21)相反的方式套 装在外壳体(1)的内腔(13)内，外壳体(1)的内侧壁与中空套筒(2)的外侧壁之间及相邻 中空套筒(2)的内侧壁与外侧壁之间的空腔为光热转换室(4)，且外壳体(1)的端部设有盖 体(5)，若干中空套筒(2)的两端或一端通过支承板(6)装设在外壳体(1)的内腔(13)内， 且支承板(6 )将上述光热转换室(4)密封，上述中空套筒(2 )的外壁、在与透光口(11)相 对的位置上装设有光线方向转换锥(7 )。
2.根据权利要求1所述的太阳能光热转换与储热装置，其特征在于上述外壳体(1)的 中空套筒包括有由隔热材料做出的外套筒(14 )及由导热性好、面对光热转换室镀有光热转 换膜的金属复合材料做出的内套筒(15)，外套筒(14)及由导热性好、面对光热转换室镀有 光热转换膜的金属复合材料做出的内套筒(15 )通过连接板(16 )焊接在一起；中空套筒(2 ) 为一体成型或由外套筒及内套筒通过焊接做成为一体，光线方向转换锥(7)的材料和光 热转换室壁的材料相同。
3.根据权利要求1所述的太阳能光热转换与储热装置，其特征在于上述外壳体(1)的 端部设有的盖体(5)包括有柔性内盖(51)及刚性外盖(52)，柔性内盖(51)及刚性外盖 (52)均通过螺纹拧装在外壳体(1)上。
4.根据权利要求1所述的太阳能光热转换与储热装置，其特征在于上述柔性内盖(51) 与刚性外盖(51)之间设有间隙。
5.根据权利要求1所述的太阳能光热转换与储热装置，其特征在于上述外壳体(1)两 端均设有盖体(5)。
6.根据权利要求1所述的太阳能光热转换与储热装置，其特征在于上述外壳体(1)两 端设有的盖体(5)包括有柔性内盖(51)及刚性外盖(52)，柔性内盖(51)及刚性外盖(52) 均通过螺纹拧装在外壳体(1)上。
7.根据权利要求1所述的太阳能光热转换与储热装置，其特征在于上述柔性内盖(51) 为高温柔性导热材料做出。
8.根据权利要求1所述的太阳能光热转换与储热装置，其特征在于上述刚性外盖(52) 为绝热材料做出。
9.根据权利要求1所述的太阳能光热转换与储热装置，其特征在于上述刚性外盖(52) 上还设有用于发电、外部用热的取热开口，开口上设有带开关的门。
10.根据权利要求1所述的太阳能光热转换与储热装置，其特征在于上述外壳体(1)的 中空储热室(12)内置放的储热介质(3)及上述中空套筒(2)的中空储热室02)内置放的 储热介质(3)为高温液态工质与固态高温相变储热工质的混合物。
全文摘要
本发明是一种太阳能光热转换与储热装置。包括外壳体、若干个设有开口及设有中空储热室的中空套筒，外壳体为设有透光口及设有中空储热室的中空套筒，透光口上装设有绝热透光盖，中空套筒套装在外壳体的内腔内，外壳体中空储热室及中空套筒的中空储热室内均放有储热介质，中空套筒按开口相反的方式套装在外壳体内腔内，外壳体内侧壁与中空套筒的外侧壁之间及相邻中空套筒内侧壁与外侧壁之间的空腔为光热转换室，光热转换室壁面上镀有光热转换膜，外壳体端部设有盖体，中空套筒通过支承板装在外壳体的内腔内，支承板将光热转换室密封,中空套筒外壁、在与透光口相对位置上装有光线方向转换锥。本发明光热转换效率高，易取热，储热能量密度高。
文档编号F28D20/02GK102042693SQ201110006308
公开日2011年5月4日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者何琴玉, 冯寿廷, 刘俊明, 吴素娟, 尹荔松, 李萍, 王洋, 胡社军, 高进伟 申请人:华南师范大学