专利名称：一种太阳热能利用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能技术领域，尤其涉及一种太阳热能利用装置。
背景技术：
太阳能作为今后最为重要的能源之一，利用太阳辐射，通过聚光获取热量已被人们推广应用。人类利用太阳能灶已有200多年的历史，特别是近二、三十年来，世界各国都先后研制生产了各种不同类型的太阳能灶。新一代聚光式太阳能灶是利用抛物面较强的聚光特性，功率大，使锅底温度可达500-900度以上(以2平米计)，功率相当于900瓦电炉。只要有阳光，一年四季都可以用，能满足煮、煎、炖、炸等多种炊事活动。[0003] 太阳能热力发电是当今世界各国在太阳能利用方面研究的主题之一。太阳能热力发电就是通过集热器代替了常规锅炉，用太阳能热力系统带动发电机发电。太阳能热力发电要求集热温度高，需采用聚焦型集热器，以提高光能流密度。目前热发电系统主要有三种类型槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统。槽式系统是利用抛物柱面槽式反射镜将阳光聚焦到管状的接收器上，并将管内传热介质加热产生蒸汽，推动常规汽轮机发电。塔式系统是利用独立跟踪太阳的定日镜，将阳光聚焦到一个固定在塔顶部的接收器上，以产生很高的温度。碟式系统的主要组成部件是抛物面反射镜，接收器在抛物面的焦点上，接收器内的传热介质被加热到75(TC左右，驱动发动机进行发电。 研究表明，太阳能热发电是最可能引起能源革命，实现大功率发电、替代常规能源的经济手段之一，将完全有可能给紧张的能源问题带来革命性的解决方案，未来的太阳能热发电成本将可以实现5美分/度的目标。长期使用可以为消费者节省大量金钱和精力，为国家节约大量能源，是造福人类，造福子孙的好产品。[0005] 但是这些现有技术中也存在着一些缺陷 在中国市场上已有的"太阳灶"，技术上偏于简单、不够先进，大部分产品采集器还是固定的、不能随时跟踪太阳，采热效率偏低。 对大功率的太阳能热力发电系统，常需要较大的占地面积，在中国市场上尚无太阳能热力发电系统产品。
实用新型内容本实用新型的目的在于提出太阳热能利用装置，可以利用辐射能量加热和发电，提高了太阳热能的利用率。 为达此目的，本实用新型采用以下技术方案 —种太阳热能利用装置，包括随动转台、阳光反射镜、流体介质容器、循环回路和热交换器， 其中，阳光反射镜安装在随动转台上，阳光反射镜的轴线与随动转台的形心法线一致，随动转台用于保证阳光反射镜的轴线与阳光射线平行，阳光反射镜用于反射阳光；[0012] 流体介质容器安装在阳光反射镜的轴线上，位于阳光反射镜旋转抛物面焦点，用于接收阳光反射镜反射的太阳能全光谱，加热传热介质； 流体介质容器通过循环回路与热交换器连接，用于输送传热介质，并加热热交换器中的水。 阳光反射镜是旋转抛物面反射镜。 流体介质容器是金属圆柱体状流体介质容器，流体介质容器形心法线与阳光反射镜的形心法线一致。 循环回路进一步包括传热介质流出导管和传热介质流入导管，传热介质流出导管用于将流体介质容器中的传热介质输送到热交换器，传热介质流入导管用于将热交换器中的传热介质输送到流体介质容器。 热交换器包括传热介质散热蛇形管，传热介质散热蛇形管是散热铜管，用于将其中的传热介质与热交换器中的水进行热交换。 采用了本实用新型的技术方案，能够充分利用太阳辐射光谱，将阳光照射到流体介质容器底部，用于给水加热为人类提供热水或蒸汽发电。
图1是本实用新型具体实施方式
中太阳热能利用装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本实用新型的技术方案。[0021] 因为太阳是个炽热的大火球，它的表面温度可达6000。 K，它以辐射的方式不断地把巨大的能量传送到地球上来，哺育着万物的生长。太阳辐射的波长范围，大约在0. 15-4ym之间。在这段波长范围内，又可分为三个主要区域，即波长较短的紫外光区(< 0.4iim)、波长较长的红外光区(>0. 76iim)和介于二者之间的可见光区(0. 4 0. 76iim)。太阳辐射的能量主要分布在可见光区和红外区，前者占太阳辐射总量的50%，后者占43%。紫外区只占能量的7%。在波长0.48微米的地方，太阳辐射的能力达到最高值，数值约为3.0卡/cm2.分以上。太阳辐射的波长范围，大约在O. 15-4微米之间。在这段波长范围内，又可分为三个主要区域，即波长较短的紫外光区、波长较长的红外光区和介于二者之间的可见光区。太阳辐射的能量主要分布在可见光区和红外区，前者占太阳辐射总量的50%，后者占43%。紫外区只占能量的7%。在波长0.48微米的地方，太阳辐射的能力达到最高值，数值约为3.0卡/cm2.分以上。 为了能够充分利用太阳辐射光谱，本实用新型具体实施方式
提出了一种太阳热能利用装置。图l是本实用新型具体实施方式
中太阳热能利用装置的结构示意图。如图l所示，该太阳热能利用装置包括随动转台3、阳光反射镜2、流体介质容器1、循环回路和热交换器12，其中循环回路进一步包括传热介质流出导管8和传热介质流入导管9，热交换器包括传热介质散热蛇形管ll。 随动转台是一部受控于太阳跟踪器的高精度的二轴转台，其中太阳跟踪器是一个
精心设计的智能微处理器。阳光反射镜安装在随动转台上，阳光反射镜的轴线与随动转台
的形心法线一致，随动转台能够保证阳光反射镜的轴线与阳光射线平行。 阳光反射镜是一个旋转抛物面反射镜，用于将来自太阳的平行光线反射聚焦到焦点，起到高倍数的采集太阳能的作用。 流体介质容器是一种金属圆柱体状流体介质容器，安装在阳光反射镜的轴线上，其形心法线与阳光反射镜的形心法线一致，并位于阳光反射镜旋转抛物面焦点，用于接收来自阳光反射镜透射过来的全光谱并加热内部的传热介质。 流体介质容器通过循环回路中的传热介质流出导管和传热介质流入导管与热交换器中的传热介质散热蛇形管连接，传热介质散热蛇形管是散热铜管，用于输送传热介质，并加热热交换器中的水。
下面描述该太阳热能利用装置采热的过程 阳光13照射到阳光反射镜，经阳光反射镜反射的阳光14照射流体介质容器，通过流体介质容器底部将流体介质容器内传热介质加热，传热介质可以是水或者其他流体，传热介质在流体介质容器内温度及压力升高，传热介质将在流体介质容器高端传热介质出口7经传热介质流出导管、传热介质散热蛇形管、传热介质流入导管和流体介质容器低端传热介质入口 6返回到流体介质容器。 传热介质在循环回路内不断循环，将由流体介质容器吸收到的热量不断经传热介
质散热蛇形管传导到热交换器中的水IO，热交换器中的水温不断升高，水经热水出口 5排
出供使用，热交换器中缺水则有供水系统经冷水入口 4补充。 本实用新型具体实施方式
中的太阳热能利用装置技术效果显著 该装置的阳光反射镜旋转抛物面的开口直径为1.40M、焦距为0.7M、采光面积为
1. 63MV流体介质容器底部接受来自阳光反射镜的热能，大约1. 2KW。按工作6小时、入水温
度15度、出水温度55度计算，每天可提供154.29公升(公斤)55度热水供用户使用。详
细计算数据如表所示。[0032]
热水包 吸收的 功率 (KW)工作 时间 (小时)热水包 吸收的 (J)水的 比热容 (J/KG)水温升高 1度热水 的产量 (KG)入水 、〉日j^r (度)出水 ;曰ftp (度)水温升高 40度热水 的产量 (KG)
1. 206. 0025920000. 004200. 006171. 4315. 0055. 00154. 29
说明i、 2、水的比热容是4200J (焦耳)/KG (公斤) 1KWH (千瓦小时)=3600000J (焦耳)。 以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求一种太阳热能利用装置，其特征在于，包括随动转台、阳光反射镜、流体介质容器、循环回路和热交换器，其中，阳光反射镜安装在随动转台上，阳光反射镜的轴线与随动转台的形心法线一致，随动转台用于保证阳光反射镜的轴线与阳光射线平行，阳光反射镜用于反射阳光；流体介质容器安装在阳光反射镜的轴线上，位于阳光反射镜旋转抛物面焦点，用于接收阳光反射镜反射的太阳能全光谱，加热传热介质；流体介质容器通过循环回路与热交换器连接，用于输送传热介质，并加热热交换器中的水。
2. 根据权利要求1所述的一种太阳热能利用装置，其特征在于，阳光反射镜是旋转抛物面反射镜。
3. 根据权利要求1所述的一种太阳热能利用装置，其特征在于，流体介质容器是金属圆柱体状流体介质容器，流体介质容器形心法线与阳光反射镜的形心法线一致。
4. 根据权利要求1所述的一种太阳热能利用装置，其特征在于，循环回路进一步包括传热介质流出导管和传热介质流入导管，传热介质流出导管用于将流体介质容器中的传热介质输送到热交换器，传热介质流入导管用于将热交换器中的传热介质输送到流体介质容器。
5. 根据权利要求1所述的一种太阳热能利用装置，其特征在于，热交换器包括传热介质散热蛇形管，传热介质散热蛇形管是散热铜管，用于将其中的传热介质与热交换器中的水进行热交换。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳热能利用装置，阳光反射镜安装在随动转台上，阳光反射镜的轴线与随动转台的形心法线一致；流体介质容器安装在阳光反射镜的轴线上，形心法线与阳光反射镜的形心法线一致，用于接收阳光反射镜的全热光加热内部的传热介质；传热介质通过循环回路与热交换器连接，用于加热热交换器中的水。采用了本实用新型的技术方案，可以利用阳光中的可见光和紫、红外光，提高了太阳能的利用率。
文档编号F24J2/12GK201463324SQ20092010982
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者毕和平 申请人:毕和平