太阳能储热装置的制作方法

文档序号:14685653发布日期:2018-06-14 18:20

本发明涉及一种太阳能储热装置。



背景技术:

通常,利用太阳能的装置分为利用太阳光的太阳光发电装置与利用太阳能的太阳能储热装置。

太阳光发电装置指的是利用太阳能电池将太阳光能直接转换成电能的装置,太阳能储热装置指的是将太阳光利用聚光装置聚光获得热,并利用该热来加热水或热媒体后,存放到储热槽后需要时使用的装置。

现有的太阳能储热装置主要使用反射镜来集中太阳光,将集中的太阳光直接照射在热管的一端,从而有效地利用热管的热传递效果将热储藏在储热槽。

因此,仅利用反射镜时,只能利用由反射镜而反射的太阳光,使得降低光集成度而降低聚光效率,并且,在热管上直接聚光太阳光来照射的方式很难调整焦点,并由于热管是由金属制造的,从而降低热管的聚热效果。

作为现有技术的一实施例的专利文献韩国授权专利第10-0720926号记载(授权日期:2007年06月16号)。



技术实现要素:

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于,利用焦点距离短的菲涅尔透镜聚光太阳光来完成储热动作,从而,减少储热装置的设置空间。

本发明的其他目的在于,提高聚光效率来提高储热装置的性能。

(二)技术方案

根据本发明的太阳能储热装置,包括:菲涅尔透镜,聚光入射光后进行输出;聚热件,位于所述菲涅尔透镜的下部,接受利用菲涅尔透镜聚光的入射光;热管,局部插入于所述聚热件的内部,内部填充有热媒,热媒借助所述聚热件收集的热从液体状态转换成气体状态;散热板,安装于所述热管的局部外部面,将借助所述汽化状态的热媒加热的热管的热散发到外部;热交换部,内部设置有所述散热板,并填充有热传递液体,热传递液体由所述散热板散发的热来加热;储热槽,与所述热交换部连接,使得接受加热的所述热交换部的热传递液体后储藏,将热损失的热传递液体输出到所述热交换部。

所述热管在所述聚热件与所述散热板之间朝散热板侧上坡倾斜配置为佳。

所述聚热件设置于所述菲涅尔透镜的焦点位置为佳。

所述太阳能储热装置可进一步包括第一循环管及第二循环管,第一循环管及第二循环管连接于所述热交换部与所述储热槽之间,在所述热交换部与所述储热槽之间循环所述热传递液体。

所述聚热件可涂层有氮化铝。

根据所述特征的太阳能储热装置可进一步包括凹面反射镜,凹面反射镜在所述聚热件的下部包围所述聚热件,将通过所述菲涅尔透镜的光朝所述聚热件侧反射。

(三)有益效果

根据此特征,利用焦点距离短的菲涅尔透镜将太阳光射入到聚热件,使得减少菲涅尔透镜与聚热件之间的距离,从而,减少储热装置的设置空间。

并且,由于在菲涅尔透镜的焦点位置设置聚热件,因此,提高聚热件的聚光效率。

进一步,在聚热件的下部设置凹面反射镜,使得通过菲涅尔透镜的光重新反射到聚热件侧,因此,更加提高聚热件的聚光效率,从而提高储热装置的性能。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的太阳能储热装置的立体图。

图2是图1所示的太阳能储热装置的截面图。

图3是示出根据本发明的一实施例的利用菲涅尔透镜与凹面反射镜向聚热件聚光太阳光的状态的概念图。

图4是示出根据本发明的一实施例的凹面反射镜的其他例的图面。

图5是菲涅尔透镜的局部俯视图。

图6是根据本发明的一实施例的借助多个热交换部加热的热传递液体储存到一个储热槽的结构的图面。

具体实施方式

以下,参照附图详细说明本发明所属领域的技术人员可容易地实施本发明的实施例。本发明可体现为多种形态,并不局限本实施例。为了明确地说明本发明省略了与说明无关的部分。本发明中使用的术语用于说明特定的实施例而不限定本发明。并且单数形态的术语包括复数形态的术语。在说明书上使用的“包含”具体地说明特征、特性、领域、定数、步骤、动作、要素及成分,并不除外其他特征、特性、领域、定数、步骤、动作、要素、成分,在本发明中使用的术语及科学术语具有本发明的所属领域的技术人员通常理解的意思相同的意思。通常使用的被定义的术语具有符合相关技术文献的意思,因此,不被定义的情况下不能解释为理想或原则性的意思。

参照立体图说明的本发明的实施例具体体现本发明的理想的实施例。可示出多种变形,例如制造方法的变形。因此,实施例并不局限于领域的特定形态,包括制造的形态的变形。例如,示出扁平的领域可具有粗糙或粗糙非线形的特征。并且,示出具有尖锐角度的部分可弯曲。图面上的领域示出大概的形态,并不示出明确的形态。

以下,参照附图详细说明根据本发明的一实施例的太阳能储热装置。

首先,在图中相同的结构要素或部件使用相同的参照符号。并且,在说明本发明时,相关的公知功能或说明使本发明的要旨不明确时省略详细的说明。

如图1至图6所示,根据本发明的实施例的太阳能储热装置100,具备:凹面反射镜110,反射入射的入射光;菲涅尔透镜120,位于凹面反射镜110的上部,聚光入射的太阳光后进行输出;聚热件140,位于凹面反射镜110与菲涅尔透镜120之间形成的空间内;热管130,局部插入于聚热件140内,并直线倾斜地延长贯通凹面反射镜110;热交换部150,热管130的另一端贯通插入到内部;散热板160,与贯通插入热交换部150的热管130连接,并安装于热交换部150的内部;第一循环管171及第二循环管172,与热交换部150的相反侧的另一侧连接;储热槽180,与第一循环管171及第二循环管172连接。

如图1所示,凹面反射镜110具有凹陷形状的内部面,内部空间形成为空的空间。因此,凹面反射镜110包围位于内部空间的聚热件。

因此,通过菲涅尔透镜120入射的太阳光反射到凹陷形状的内部面照射到位于凹面反射镜110的内部的聚热件140侧。

该凹面反射镜110具有如图1所示的侧面为半圆形状的半球形状或具有如图4所示的平面为四角形正面为半圆形状的半圆筒形状。

菲涅尔透镜120设置于凹面反射镜110的上端。因此,开放状态的凹面反射镜110的上端部由菲涅尔透镜120完全地覆盖,使得除了与热管130连接的部分完全密封凹面反射镜110的内部空间。

通常,菲涅尔透镜120为了减少透镜的厚度,分成多个圆形带状的透镜,使得即便不放大透镜的厚度也能体现口径大的透镜,从而,可以用作将光聚集到狭窄的空间的透镜。

如图5所示,观察该菲涅尔透镜120的俯视图,具有相不同的直径的多个同心圆6以中心部5为中心以规定间隔隔开配置于透镜的上部表面即平面上,使得比凹面透镜形成短的焦点距离。

若太阳光入射到菲涅尔透镜120,则通过菲涅尔透镜120入射到规定距离的焦点。

如图2所示,聚热件140通过与热管130连接即便不设置支撑架也能位于菲涅尔透镜120的下部的凹面反射镜110的内部空间。此时,聚热件140的内部作为空的空间插入有热管130的局部的一侧部。

该聚热件140位于通过菲涅尔透镜120形成的焦点的位置,使得最大限度地接受通过菲涅尔透镜120聚光的太阳光。

此时,菲涅尔透镜120比具有相同厚度的凹面透镜形成短的焦点距离,因此,菲涅尔透镜120与聚热件140之间的距离会大大减少,即基于焦点距离的距离比使用凹面透镜会大大减少。

因此,利用菲涅尔透镜120将太阳光照射到聚热件140时,聚热件140的设置空间会大大减少,并且减少用于向聚热件140聚光太阳光的透镜的厚度或重量等。

若太阳光第一次通过菲涅尔透镜120照射到聚热件140,则通过包围聚热件140的凹面反射镜110反射的太阳光第二次照射到聚热件140侧。因此,入射到聚热件140侧的太阳光的量更加增加,使得大大提高聚热件140的效率。

但,可省略凹面反射镜110,此时,菲涅尔透镜120与聚热件140可利用其他支撑架来设置。

聚热件140具有从太阳光最大限度地吸收热源,并最大限度地减少反射太阳光的结构与材料。

因此,聚热件140具备可插入热管130的插入槽,外部表面为涂层有氮化铝的金属柜形状,即除了插入槽的部分其他部分形成为密封的六面体形状。

热管130为内部空间密封的金属管,在本实施例形成为圆柱形状但并不限定于此。

该热管130一侧插入于邻接的聚热件140的一侧面,如图2所示,热管130的一侧局部插入于聚热件140的内部。

并且,热管130从聚热件140逐渐朝上侧倾斜设置,因此,从聚热件140朝散热板160侧上侧倾斜。

在该热管130的内部有沸腾点低热传递优秀的热媒(即热传递媒体)HL1。

此时,由于热管130朝聚热件140侧下降倾斜,因此,如图2所示,填充在热管130的内部的热媒HL1集中在插入于聚热件140的内部的热管130的侧端部。

储藏在热管130内的热媒HL1接受热会膨胀,使得从液体状态转换成汽化状态。

热交换部150的内部设置有插入热管160的局部的散热板160。

该热交换部150除了插入热管130与第一循环管171及第二循环管172的部分,其他部分被密封,在内部空间填充有热传递液体HL2。

此时,热传递液体HL2是水或油。

位于热交换部150的内部的散热板160是用于散热的,如图2所示,在中间部分热管130朝长度方向贯通散热板160。

因此,散热板160位于贯通自体的热管130的外部表面,使得将热管130的热朝外部散发,即朝填充在热交换部150内的热传递液体HL2侧散发。

该散热板160借助热管130的支撑动作无需其他支撑架也能位于热交换部150的内部。

第一循环管171及第二循环管172朝纵方向并排隔开连接于热交换部150的另一侧与储热槽180之间。

因此,热交换部150与储热槽180借助第一循环管171及第二循环管172相通。

在第一循环管171及第二循环管172中位于下部的第一循环管171用于将位于热交换部150内的热传递液体HL2排出到储热槽180的排管,第二循环管172用于将排出到储热槽180的热损失的热传递液体HL2重新进入到热交换部150的入水管。

因此,热交换部150的热传递液体HL2通过第一循环管171及第二循环管172循环至热交换部150与储热槽180之间。

储热槽180作为储存热的空间储藏根据热传递液体HL2的循环动作从热交换部150传递的热传递液体HL2。

以下说明具有该结构的根据一实施例的太阳能储热装置100的动作。

首先,将通过菲涅尔透镜120聚光的太阳光与通过凹面反射镜110反射的太阳光照射到位于菲涅尔透镜120与凹面反射镜110之间的聚热件140侧,使得聚热件140利用照射的光而加热。

聚热件140被加热时,由于热管130插入在聚热件140的内部,因此,填充在热管130内的热媒HL1也接受热,使得液体状态的热媒HL1被汽化转换成气体状态。

因此,被汽化的热媒HL1上坡,此时,由于热管130朝散热板160侧上坡倾斜设置,因此,汽化的热媒HL1沿着热管130借助热管130的另一端移动到散热板160。

借助热媒HL1的移动动作热管130的整体被加热,并通过接触的热管130包围热管130外部面的散热板160上也会传递热。

使得,散热板160通过热管130接受从聚热件140的热,传递到散热板160的热被散热板160散发到散热板160的外部。

此时,如上所述,由于散热板160设置于热交换部150的内部,因此,从散热板160散发的热传递到填充在热交换部150的内部的热传递液体HL2。

热媒HL1借助聚热件140的热被汽化后通过热管130向热交换部150的热传递液体HL2传递热时重新被液化。

此时,由于热管130从散热板150侧朝聚热件140侧下降倾斜,因此,转换成液体状态的热媒HL1沿着热管130朝聚热件140侧流出后集中在插入于聚热件140的内部的热管130的侧端部,使得重新借助聚热件140成为汽化状态。

因此,由于热媒HL1的汽化状态与液化状态,利用聚热件140收集的太阳能最终传递到热交换部150的热传递液体HL2,从而完成热传递液体HL2的加热动作。

借助热媒HL1的循环动作加热的热传递液体HL2通过第一循环管171传递到储热槽180后储藏在储热槽180内来储藏热。

虽未图示,在储热槽180内安装有泵,热损失的热传递液体HL2通过第二循环管172重新进入到热交换部150,使得借助重新被汽化的热媒HL1完成加热动作。

通过第一循环管171及第二循环管172借助热传递液体HL2的循环动作增加储藏到储热槽180的热量。

在本实施例,为了防止热移动在热管130、热交换部150、储热槽180、第一循环管171及第二循环管172时发成热损失,利用隔热材料隔热处理热管130、热交换部150、储热槽180、第一循环管171及第二循环管172,使得最大限度地减少热损失。

如图6所示,传递到热交换部150的热储藏在储热槽180时,可以从多个热交换部150传递的热同时储存在一个储热槽180,使得能缩短储热时间且提高储热效率。

以上,本发明说明了限定的实施例,但并不限定于此,在本发明的所属技术领域的技术人员来说在本发明的技术思想与权利要求范围内可进行各种变形及修改是明确的。

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