专利名称：新型太阳能热发电和供热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能接收和应用的装置，具体地说，是以空气或蒸馏 水为载热剂，将真空玻璃集热管、曲面镜或凸透镜串联、并联后的太阳能热发电 和供热装置。
背景技术：
目前，中国大量使用的真空玻璃集热管等的组合体,称为太阳能热水器。它的水温在95°c以下，不能供应有压力的蒸^;，不能推动汽轮机带动发电机发电。20世纪末欧、美开发的一种太阳能电站，它是由太阳能固定聚焦器、接受 器、热管传热器、化学蓄能器，热电转换器等组成。由于成本价格较高，贵金属 材料用量太多，市场竞争力不大。只有样品，没有产品.我于2006年3月30日 申请的发明专利，其名称为"太阳能发电和供暖装置"。由于使用现有真空玻璃 集热管等原因，其热效率很低。发明内容:本发明新型太阳能热发电和供热装置，其目的在于克服上述现有技术不 足，提供一种常年供应热水，冬季供应暖气，春、夏、秋季能发电而且发电的热 效率比较高的太阳能装置。本发明新型太阳能热发电和供热装置有三大特点， 一、该装置不使用太 阳能热水器的真空玻璃集热管，而创造一种新型的结构形式，新型真空玻璃集热 管之间，可密封连接。二、该装置的太阳能集热器，由第一太阳能集热器和第二 太阳能集热器组成。第一集热器是对新型真空玻璃集热管进行串联、并联而成的 组合体，第二集热器是由多个曲面镜或凸透镜并联、串联而成的组合体。从第一 集热器出舉的是饱和汽，从第二集热器凼来的是过热汽，过热汽比饱和汽的温度
高200"C。三、该装置从汽轮机排出的乏汽，直接进入"绿色制冷制热器"，进入"绿色制冷制热器"的乏汽先降温后升温，从"绿色制冷制热器"出来的水温为100°C左右，上述三大特点能使该装置的热效率高达50%以上。本发明新型太阳能热发电和供热装置包括第一集热器、第二集热器、汽轮机、发电机、绿色制冷制热器、热电能应用系统、辅助加热器、储热器、水泵、风机、连接管、金属管、单向阀门。本发明新型太阳能热发电和供热装置，其中所述太阳能第一集热器包括串联的多个真空玻璃集热管、金属管、端盖，金属管安装在真空玻璃集热管内部，真空玻璃集热管一端部外径小，另一端部外径大，两个真空玻璃集热管进行连接时， 一个真空管小直径端部深入到另一真空管;^直径端部内，再用卡环密封连接， 安装金属管的串联真空玻璃集热管两端部盖上端盖，再用卡环密封连接。其中所 述的第二集热器是由曲面镜或凸透镜组成的聚光系统。第一锅炉是由多个太阳能 第一集热器并联而成的组合体，第二锅炉是由多个曲面镜或凸透镜并联、串联而 成的组合体。其中所述的"绿色制冷制热器"，是中国发明专利，专利号为ZL01101969.7，火电厂使用"绿色制冷制热器"其功能有二个， 一方面能取代现 有的冷凝器、冷却塔，另一方面能回收乏汽的热量。本发明新型太阳能热发电和供热装罵，具有独特创造性的特点是:第一、 真空玻璃集热管(13)不是利用现有真空玻璃集热管，而是新设计的一种管子，这 种管子的连接方式不仅节省材料，而且使太阳能接收效率大为提高。第二、如果 只采用第一集热器去发电，其热效率低，由于增加了第二集热器，不是用饱和汽 发电，而是用过热汽去发电，过热汽比饱和汽的温度高200t左右，第二集热器 的受光面积只占总受光面积的15%，蒸汽体积增加50%。第三、只需将太阳能集 热器或太阳能锅炉放在空闲的房顶上，其它设备均放在屋内，重量很轻，不会损
伤屋顶。第四、由于使用了绿色制冷制热器，不仅省掉了冷凝器，冷却塔，还能回收乏汽热量80%以上，使该装置发电的热效率高达50%以上。
-图一为本发明的太阳能热发电和供熱装置的总体结构示意图。' 图二为本发明的太阳能热发电和供热装置的一个实施例结构示意图。
具体实施例方式如图一所示的太阳能热发电和供热装置的总体结构示意图。其中包括太阳能第一集热器(1)、太阳能第二集热器(2)、汽轮机(3)、发电机(4)、绿色 制冷制热器(5)、连接管(11)。如图二所示太阳能热发电和供热装置的一个实施例结构示意图。其中包 括太阳能第一集热器(1)、太阳能第二集热器(2)、汽轮机(3)、发电机(4)、 绿色制冷制热器(5)、热电能应用系统(6)、辅助加热器(7)、储热器(8)、水 泵(A9)、水泵(B10)或风机(10')、连接管(11)、第一集热器端盖(A12)、(B15)、真空k璃集热管(13)、金属管(14)、单向阀门(A16)、 (A17)、 (B18)、(B19)、 (C20)、 (C21)、 (D22)、 (D23)、 (E24)、 (E25)。太阳能第一集热器(1) 包括串联的多个真空玻璃集热管(13)、金属管(14)、端盖(A12)、 (B15)，每 个真空玻璃集热管(13) —端外径大，另一端外径小，两个真空玻璃集热管(13) 进行连接时， 一个真空管小直径端部深入到另一真空管大直径端部内，再用卡环 密封连接，金属管(14)安装在串联的真空玻璃集热管(13)内部，端盖(A12)、(B15)分别安装在太阳能第一集热器(l)两端部，用卡环密封连接，从端盖(B15) 出来的金属管(14)进入太阳能第二集热器(2) —过热器，继续加热升温，从 第二集热器(2)出来的金属管(14)与单向阀门(A17) —端相连接，单向阀门(A17)另一端通过连接管(ll)与并联的单向阀门(B19)、 (C21)、 (D23)、 (E25)
一端相连接，从端盖(A12)出来的金属管(14)与单向阀门(A16)的一端相连 接，单向阀门(A16)的另一端通过连接管(11)，与并联的单向阀门(B18)、(C20)、 (D22)、 (E24) —端相连接，单向阀门(B18)另一端与储热器(8)相连接，储 热器(8)另一端与单向阀门(B19)另一端相连接，单向阀门(C20)另一端与 辅助加热器(7) —端相连接，辅助加热器(7)另一端与单向阀门(C21)另一 端相连接，单向阀门(D22)另一端与水泵(B10)或风机(10') —端相连接， 水泵(B10)或风机(10')另一端与热电能应用系统(6)的一端相连接，热电 能应用系统(6)的另一端与单向阀门(D23)另一端相连，单向阀门(E24)另 一端与水泵(A9) —端相连接，水泵(A9)另一端与绿色制冷制热器(5)的一 端相连接，绿色制冷制热器(5)的另一端与汽轮机(3)的一端相连接，汽轮机 (3)的另一端与单向阀门(E25)另一端相连接，汽轮机(3)的转动轴与发电 机(4)的转动轴相连接，太阳能锅炉(l')是由多个太阳能第一集热器(1)并 联而成的组合体，太阳能锅炉(2')是由多个太阳能第二集热器(2')并联、串 联的组合体。 "本发明新型太阳能热发电和供热装置，当该装置用于发电时，单向阀门的开、 闭及水的运行线路是这样的。单向阀门(B18)、 (B19)、 (C20)、 (C21)、 (D22)、 (D23)均关闭，单向阀门(A16)、 (A17)、 (E24)、 (E25)打开。载热剂一水由 水泵(A9)出来，经过单向阀门(E24)、 (A16)、进入金属管(14)内加热，加 热后的饱和蒸汽，从第一集热器(1)出来，进入第二集热器(2)，从第二集热 器(2)出来的高温过热蒸汽，经过单向阀门(A17)、 (E25)进入汽轮机(3)作 功发电，作功后的乏汽进入绿色制冷制热器(5)。乏汽在绿色制冷制热器(5) 先冷凝后加热，从绿色制冷制热器(5)出来的水温为100°C左右。热水进入水 泵(A9)，水泵(A9)出来的热水进入第一集热器(1)循环运行。 本发明新型太阳能热发电和供热装置，当该装置在冬季用于供暖时，单向阀门的开、闭及水或空气的运行线路是这样的。单向阀门(E24)、 (￡25)关闭，晴天的时候，单向阀门(C20)、 (C21)、也关闭。单向 阀门(A16)、 (A17)、 (B18)、 (B19)、 (D22)、 (D23)打开。水或空气 由水泵(B10)或风机(IO')出来;经单向阀门(D22)、 (A16)进入 第一集热器(1)加热，再进入第二集热器(2)继续加热升温，热水 或热空气从第二集热器(2)出来，经过单向阀门(A17)、 (D23)进入 热电能应用系统(6)，从热电能应用系统(6)出来的水或空气经水泵 (B10)或风机(10')进行循环运行。如果是阴雨天，单向阀门(A16)、 (A17)、 (B18)、 (B19)、 (E24)、 (E25)关闭，单向阀门(C20)、 (C21)、 (D22)、 (D23)打开。从水泵(B10)出来的水经过单向阀门(D22)、 (C20)进入辅助加热器(7)加热后,，热水经过单向阀门(C21)、 (D23) 进入热电能应用系统(6)，从热电能应用系统(6)出来的水进入水泵 (B10)进行循环运行。虽然不是阴雨天，如果太阳光不充足时，单向 阀门(B18)、 (B19)、 (E24)、 (E25)关闭，单向阀门(A16)、 (A17)、 (C20)、 (C21)、 (D22)、 (D23)打开。从水泵(B10)或风机(10 ) 出来的一部分水或空气经过单向阀门(C20)进入辅助加热器(7)加 热，另一部分水或空气经过单向阀门(A16)进入第一、第二集热器加 热，加热后的热水或热空气经过单向阀门(D23)进入热电能应用系统 (6)，从热电能应用系统(6)出来的水或空气再进入水泵(B10)或 风机(10')进行循环运行。
权利要求
1. 一种新型太阳能热发电和供热装置，包括太阳能第一集热器(1)、太阳能第二集热器(2)、汽轮机(3)、发电机(4)、绿色制冷制热器(5)、热电能应用系统(6)、辅助加热器(7)、储热器(8)、水泵(A9)、水泵(B10)或风机(10‘)、连接管(11)、第一集热器端盖(A12)、(B15)、真空玻璃集热管(13)、金属管(14)、单向阀门(A16)、(A17)、(B18)、(B19)、(C20)、(C21)、(D22)、(D23)、(E24)、(E25)，太阳能第一集热器(1)包括串联的多个真空玻璃集热管(13)、金属管(14)、端盖(A12)、(B15)，其特征是真空玻璃集热管(13)一端外径大，另一端外径小，两个真空玻璃集热管(13)进行连接时，一个真空管小直径端部深入到另一真空管大直径端部内，再用卡环密封连接，金属管(14)安装在串联的真空玻璃集热管(13)内部，端盖(A12)、(B15)分别安装在太阳能第一集热器(1)两端部，用卡环密封连接，从端盖(B15)出来的金属管(14)进入太阳能第二集热器(2)-过热器，继续加热升温，从第二集热器(2)出来的金属管(14)与单向阀门(A17)一端相连接，单向阀门(A17)另一端通过连接管(11)与并联的单向阀门(B19)、(C21)、(D23)、(E25)一端相连接，从端盖(A12)出来的金属管(14)与单向阀门(A16)的一端相连接，单向阀门(A16)的另一端通过连接管(11)，与并联的单向阀门(B18)、(C20)、(D22)、(E24)一端相连接，单向阀门(B18)另一端与储热器(8)相连接，储热器(8)另一端与单向阀门(B19)另一端相连接，单向阀门(C20)另一端与辅助加热器(7)一端相连接，辅助加热器(7)另一端与单向阀门(C21)另一端相连接，单向阀门(D22)另一端与水泵(B10)或风机(10‘)一端相连接，水泵(B10)或风机(10‘)另一端与热电能应用系统(6)的一端相连接，热电能应用系统(6)的另一端与单向阀门(D23)另一端相连，单向阀门(E24)另一端与水泵(A9)一端相连接，水泵(A9)另一端与绿色制冷制热器(5)的一端相连接，绿色制冷制热器(5)的另一端与汽轮机(3)的一端相连接，汽轮机(3)的另一端与单向阀门(E25)另一端相连接，汽轮机(3)的转动轴与发电机(4)的转动轴相连接，太阳能锅炉(1)是由多个太阳能第一集热器(1)并联而成的组合体，太阳能锅炉(2)是由多个太阳能第二集热器(2)并联、串联的组合体。
2、 根据权利要求(1)所述的新型太阳能热发电和供热装置，其特征是 太阳能第二集热器(2)是由多个曲面镜或凸透镜组成的聚光系统。
3、 根据权利要求(1)所述的新型太阳能热发电和供热装置，其特征是 第二太阳能集热器(2)或第二锅炉(2')的受光面积为受光总面积 的15%，蒸汽体积增加50%。
4、 根据权利要求(1)所述的新型太阳能热发电和供热装置，其特征是由于使用了 "绿色制冷制热器"，不仅省掉了冷凝器、冷却塔，还能回收乏汽热量的80%以上，使发电的热效率高达50%以上。
5、 根据权利要求(1)所述的新型太阳能热发电和供热装置，其特征是 太阳能第一集热器(1)、第二太阳能集热器(2)或太阳能第一锅炉(r)、太阳能第二锅炉(2')放在房顶上，其它设备均放在屋内地面上。
6、 根据权利要求(1)所述的新型太阳能热发电和供热装置，其特征是当该装置用于发电时，单向阀门(B18)、 (B19)、 (C20)、 (C21)、 (D22)、 (D23)关闭，单向阀门(A16)、 (A17)、 (E24)、 (E25)打开。
7、 根据权利要求(1)所述的新型太阳能热发电和供热装置，其特征是 当该装置在冬季为用户供暖时，太阳光线充足情况下，单向阀门(C20)、 (C21)、 (E24)、 (E25)关闭，单向阀门(A16)、 (A17)、 (B18)、 (B19)、 (D22)、 (D23)打开。
8、 根据权利要求(1)所述的新型太阳能热发电和供热装置，其特征是: 当该装置在冬季为用户供暖时，太阳光线不足情况下，单向阀门(B18)、 (B19)、 (E24)、 (E25)关,单向阀门(A16)、 (A17)、 (C20:)、 (C21)、 (D22)、 (D23)打开。如果是阴雨天，单向阀门(A16)、 (A17 )、 (B18)、 (B19)、 (E24)、 (E25)关闭，单向阀门(C20)、 (C21)、 (1)22)、 (D23)打开。
全文摘要
本发明新型太阳能热发电和供热装置，包括太阳能第一集热器1、太阳能第二集热器2、汽轮机3、发电机4、绿色制冷制热器5、水泵A9、连接管11，该装置的结构比20世纪末欧、美开发的太阳能电站更简单，不需要贵金属材料，用材料少，成本低，其价格不高，该装置凸出的特点是发电的热效率高达50％以上。
文档编号F24J2/04GK101210745SQ200610105248
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月25日 优先权日2006年12月25日
发明者玲 张, 张世严, 张晓康, 李永东 申请人:张世严