专利名称：太阳能发电和供暖装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能应用的装置，具体地说，是以空气或蒸馏水为载热剂，将真空玻璃集热管串联，并联后的太阳光能应用装置。
背景技术：
目前，中国大量使用的真空玻璃集热管的一种组合体，称为太阳能热水器，它只能供给热水，不能满足冬天取暖。水温在100℃以内，不能供应有压力的过热水蒸汽，这样的热水更不可能推动汽轮机去带动发电机发电。20世纪末欧美开发的一种太阳能电站，它是由凹面聚焦镜，热管太阳能接受器，二次传热热管等组成，由二次传热管加热工质，这就是说要将太阳能变为推动热机的能量，需要三件物体，不仅载荷笨重，而且结构很复杂，成本就会很高，加之贵金属材料耗用较多，无法进入实用。
发明内容
本发明太阳能发电和供暖装置，其目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种不仅供应热水，而且供应电能，冬天用太阳能取暖的装置。
太阳能发电和供暖装置，不用凹面聚焦镜，不用二次传热热管，只用单一的真空玻璃集热管加热工质，去推动热机工作，其结构简单，用材料少，成本低，价格一般家庭能接受，容易推广使用。一个家庭一年热能的费用，就比其它费用总和还高。我们的太阳能发电和供暖装置春、夏、秋三季可以同时供电能和热能，我们不去追求热电转换效率的最高值，我们是追求太阳光能吸收的最高值和太阳能使用效率的最高值。一般家庭采光面积为20m2～30m2时，只要有太阳光就能满足供暖需求。
本发明太阳能发电和供暖装置包括太阳能集热器，太阳能锅炉、辅助加热器、阀门、散热器、水泵、风机、管道、汽轮机、发电机、管道、储热器。
本发明太阳能发电和供暖装置，其中所述的太阳能集热器包括多个真空玻璃集热管、铜管、连接管，铜管安装在真空玻璃集热管内部，通过连接管将两个真空玻璃集热管内的两个铜管相连通，连接管与铜管、真空玻璃集热管之间是密封连接。本发明所述的太阳能集热器是由多个真空玻璃集热管通过连接管与铜管串联而成的组合体。本发明所述的太阳能锅炉是由多个太阳能集热器并联而成的组合体，这只能做为供热用太阳能锅炉，如果要发电，必须将多个太阳能锅炉再串联起来。如果要建设比较大的发电站，还必须将多个已串联起来的太阳能锅炉再并联起来，这也简称为先串联、并联，再串联、再并联的太阳能锅炉，这种方法投资小就把分散在大面积上的太阳能聚集起来集中使用。
本发明太阳能发电和供暖装置，用太阳能集热器供暖，各部件是这样连接的，太阳能集热器的出水管口或出气管口与辅助加热器的进水管口或进气管口通过管道连接，辅助加热器的出水管口或出气管口通过管道与居民住宅的散热器进水管口或进气管口连接，散热器的出水管口或出气管口通过管道与两个并联的阀A(6)的进水口和阀B(8)的进气管口连接，阀A(6)出水管口通过管道与储热器的进水口连接，储热器的出水口与水泵的进水管口连接，水泵的出水管口与阀A(7)的进水管口连接，阀A(7)的出水管口与阀B(9)的出气管口并联后通过管道与太阳能集热器的进水管口或进气管口连接。阀B(8)的出气管口通过管道与风机的进风管口连接，风机的出风口与房内空间相通。
本发明太阳能发电和供暖装置其中所述的太阳能辅助加热器，是在阴雨天无太阳光时，为保证正常供暖而设的辅助加热器，可以用电加热或其它加热设备。
本发明太阳能发电和供暖装置，用太阳能发电的同时又供暖装置的各部件是按照下面顺序连接的，太阳能锅炉的出汽口与辅助加热器进汽口连接，辅助加热器的出汽口通过管道与两个并联的阀C(17)、阀D(19)的进汽口连接，阀C(17)的出汽口与汽轮机的进汽口连接，汽轮机乏汽的排汽口与阀C(18)的进汽口连接，阀C(18)的出汽口通过管道与各居民住宅的散热器的进汽管口连接，各居民住宅散热器的出水口通过管道与水泵进水口连接，水泵的出水口通过管道与太阳能锅炉的进水管口连接。
本发明太阳能发电和供暖装置，用太阳能集热器供暖，如果以水为载热剂时，阀B(8)和阀B(9)关闭，阀A(6)和阀A(7)打开，起动水泵，水管的水经过阀A(7)进入太阳能热水器的铜管内进行加热，加热后的热水进入散热器管道内给居民供暖。在用空气为载热剂时，阀A(6)和阀A(7)关闭，阀B(8)和阀B(9)打开，开动风机，房间内冷空气由阀B(9)进入太阳能集热器的铜管内进行加热，加热后的热空气进入散热器管道内给居民供暖，经过放热后的热空气比房间内的空气温度还高，经过风机排入房间继续放热。
本发明太阳能发电和供暖装置，能否达到既发电又供暖的需求呢？对真空玻璃集热管闷晒所作的实验的情况表述如下，当真空玻璃集热管真空度为1×10-2Pa时，真空玻璃集热管内的闷晒温度可以达到250℃。目前中国制造的真空玻璃集热管的真空度为1×10-4Pa，几乎没有杂质和残留气体，这样高真空度的集热管其闷晒温度一定会超过250℃。对闷晒后能达到250℃高温的集热管，又采用将数千个甚至数万个集热管串联、并联，再串联、再并联的连接起来，将几百平方米、几千平方米的太阳能聚集起来，进行发电和供暖一定会成功的。
图1为本发明的太阳能发电和供暖装置的总体结构示意图。
图2为本发明太阳能发电和供暖装置的一个供暖实施例结构示意图。
图3为本发明太阳能发电和供暖装置的一个发电的同时又供热的实施例，结构示意图。
具体实施例方式
如图1所示的太阳能发电和供暖装置的总体结构示意图，其中包括太阳能集热器1、辅助加热器2、散热器3、水泵4、储热器13、管道16。
如图2所示太阳能发电和供暖装置的一个供暖实施例结构示意图，其中包括太阳能集热器1、辅助加热器2、散热器3、水泵4、风机5、阀A(6)、阀A(7)、阀B(8)、阀B(9)、储热器13、管道16。太阳能集热器1的出水管口或出气管口与辅助加热器2的进水管口或进气管口通过管道连接，辅助加热器2的出水管口或出气管口通过管道与居民住宅的散热器3的进水管口或进气管口通过管道连接，散热器3的出水管口或出气管口通过管道与并联的阀A(6)和阀B(8)的进水管口和进气管一端连接，阀A(6)的出水管口通过管道与储热器13的进水管口连接，储热器13的出水管口与水泵4的进水管口连接，水泵4的出水管口与阀A(7)的进水管口连接，阀A(7)的出水管口与阀B(9)的出气管口通过并联后与太阳能集热器1的进水管连接。阀B(8)的出气管口通过管道与风机5的进风管口连接，风机5出风管口与房屋内的空间相通。太阳能集热器1包括由多个真空玻璃集热管10、多个铜管11、多个连接管12，铜管11安装在真空玻璃集热管10的内部，铜管11不能与真空玻璃集热管10的内壁接触，通过连接管12将两个真空玻璃集热管10内的两个铜管11连通。连接管12进水管长出水管短，以保证出水温度高于进水温度。太阳能集热器1是由多个真空玻璃集热管10与多个串联接通的铜管11的组合体。载热剂在串联的铜管11内部连续流动，在流动的过程中不断地加热升温，进入第一个铜管11内部的冷载热剂经过连续加热升温后由最后一个铜管11内部流出时，已是热乎乎的气流或水流。如果以水为载热剂时，阀B(8)、阀B(9)关闭，阀A(6)、阀A(7)打开，开动水泵4，则水流就会在太阳能供暖装置内连续运行。如果以空气为载热剂时，阀A(6)阀A(7)关闭，阀B(8)、阀B(9)打开，开动风机5，房间内的冷空气经过阀B(9)不断的进入供暖装置管道内进行加热，热空气由风机5排入房间内。
辅助加热器2是为了在阴雨天无阳光时，确保正常供暖而设的，用电加热或其它加热设备均可。
如图3所示，太阳能发电和供暖装置的一个发电的同时又供热的实施例结构示意图，其中包括太阳能锅炉1′，辅助加热器2，储热器13、汽轮机14、发电机15、散热器3、水泵4、阀C(17)、阀C(18)、阀D(19)、阀D(20)。太阳能锅炉1′的出汽管口与辅助加热器2的进汽管口通过管道连接，辅助加热器2的出汽管口通过管道与并联的阀C(17)、阀D(19)的进汽管连接，阀C(17)的出汽口与汽轮机14的进汽管口连接，汽轮机14的转轴与发电机15的转轴连接，汽轮机14的乏汽口与阀C(18)的进汽管口连接，阀C(18)的出汽管口通过管道与散热3的进汽管口连接，散热器3的出水口通过管道与水泵4的进水口连接，水泵4的出水口通过管道与太阳能锅炉1′的进水管口连接，阀D(19)的出水管口与储热器13的进水管连接，储热器13的出水管口与阀D(20)的进水管口连接，阀D(20)的出水管口与散热器的进水管连接。太阳能锅炉1′有小型、中型、大型三种类型，小型太阳能锅炉1′是由多个太阳能集热器1并联而成的组合体，中型的太阳能锅炉1″是由多个小型太阳能锅炉1′再串联而成的组合体，大型的太阳能锅炉1是由多个中型的太阳能锅炉1″并联而成的组合体。当水泵4开动以后，冷水开始进入太阳能锅炉1′内进行加热，经过连续加热后，水已相变为200℃左右的水汽，水汽进入汽轮机14使汽轮机14带动发电机15发电，乏汽进入居民屋内的散热器3降温，降温后的乏汽相变为冷水，被水泵4吸入后又被泵入太阳能锅炉1′内加热循环，中国北方冬天的太阳只能供暖，不可能发电，冬天阀C(17)、阀C(18)关闭，阀D(19)、阀D(20)打开把白天的热量储存起来供晚上使用。
我们的太阳能发电和供暖装置，只将太阳能集热器1或太阳能锅炉1′放置在有太阳光的地方，其它设备均安装在室内。
权利要求
1.一种太阳能发电和供暖装置，包括太阳能集热器(1)、太阳能锅炉(1′)、辅助加热器(2)、散热器(3)、水泵(4)、风机(5)、阀A(6)、阀A(7)、阀B(8)、阀B(9)、多个真空玻璃集热管(10)、多个铜管(11)、多个连接管(12)、储热器(13)、汽轮机(14)、发电机(15)、管道(16)、阀C(17)、阀C(18)、阀D(19)、阀D(20)；太阳能集热器(1)包括多个真空玻璃集热管(10)、多个铜管(11)、多个连接管(12)，其特征是铜管(11)安装在真空玻璃集热管(10)的内部两者不直接接触，连通管(12)将两个铜管(11)连通；太阳能集热器(1)是由多个真空玻璃集热管(10)与多个串联接通的铜管(11)的组合体；太阳能集热器(1)一端与辅助加热器(2)一端相通，辅助加热器(2)另一端与散热器(3)一端接通，散热器(3)另一端与阀A(6)、阀B(8)并联的一端相通，阀A(6)另一端与储热器(13)一端相通，储热器(13)另一端与水泵(4)一端相通，水泵(4)另一端与阀A(7)一端相通，阀A(7)另一端与阀B(9)并联后与太阳能集热器(1)另一端相通；阀B(8)另一端与风机(5)的一端相通，风机(5)出风口与室内空间相通，太阳能锅炉(1′)是由多个太阳能集热器(1)并联相通的组合体；太阳能锅炉(1′)的一端与辅助加热器(2)相通，辅助加热器(2)另一端与阀C(17)、阀D(19)并联的一端连通，阀C(17)另一端与汽轮机(14)进汽口相通，汽轮机(14)另一端与阀C(18)进汽管口连接，阀C(18)出汽管口与散热器(3)相通，散热器(3)另一端与水泵(4)相通，水泵(4)另一端与太阳能锅炉(1′)另一端相通；阀D(19)另一端与储热器(13)的进水管口连接，储热器(13)出水管口与阀D(20)进水管口连接，阀D(20)出水管口与散热器(3)进水管口连接。
2.根据权利1所述的太阳能发电和供暖装置，特征是将多个太阳能锅炉(1′)再串联相通就构成中型太阳能锅炉(1″)。
3.根据权利2所述的太阳能发电和供暖装置，特征是将多个太阳能锅炉(1″)再并联相通就构成大型太阳能锅炉(1)。
4.根据权利1所述的太阳能发电和供暖装置，其特征是用水为载热剂时，阀B(8)、阀B(9)关闭；阀A(6)、阀A(7)打开，水泵(4)开动，风机(5)关闭，以空气为截热剂时阀A(6)、阀A(7)关闭，阀B(8)、阀B(9)打开，风机(5)开动，水泵(4)关闭。
5.根据权利1所述的太阳能发电和供暖装置，其特征是用太阳能发电机时，阀D(19)、阀D(20)关闭；冬天取暖时，阀C(17)、阀C(18)关闭。
6.、根据权利1所述的太阳能发电和供暖装置，其特征是连接管(12)的进水管长出水管短，以保证出水温度高于进水温度。
全文摘要
本发明太阳能发电和供暖装置，包括太阳能集热器1、辅助加热器2、散热器3、水泵4、储热器13、管道16。此装置不仅为居民供应热水，而且能为冬天供暖，春、夏、秋三季还可发电。它的结构比20世纪末欧美开发的太阳能电站更简单，用材料少，成本低，其造价一般家庭能够承担，所以容易推广使用。
文档编号F24J2/04GK101029777SQ200610041880
公开日2007年9月5日 申请日期2006年3月3日 优先权日2006年3月3日
发明者张世严, 张晓康 申请人:张世严