專利名稱:太陽能儲存器的制作方法
太陽能儲存器基本特征為在焊接密封的容器內(nèi)裝有能夠儲存熱能的物質(zhì),并通過熱交換器將太陽能轉(zhuǎn)換為供人們可利用的熱能的一種產(chǎn)品。
一、太陽能儲存器部件。
1、容器(1)可用1mm和1mm以上的鋼板制作。
(2)也可用建筑用金屬網(wǎng)砂漿、砼及鋼筋砼,以及其它具有較高強度的耐高溫(250℃以上)的材料制作。
(3)不論用何材料制作,太陽能儲存器的容器都必須滿足以下要求a、容器作為一個整體必須作永久性密封,密封處必須有足夠的強度,以儲存熱能的物質(zhì)不得滲漏和能夠承受該種物質(zhì)自身重量和因膨脹所產(chǎn)生的壓力為原則。對于不能焊接密封的部位,其密封也必須符合上述原則。同時,必須滿足一定的強度要求。
b、設(shè)置于容器頂部的用于直接利用熱能的設(shè)施,可制作成平底鍋和圓底鍋形,其外表面應(yīng)具較好的光潔度,并與容器焊接密封。
c、太陽能儲存器作為利用太陽能的一種產(chǎn)品,其陽光照射面必須具有良好的熱傳導(dǎo)性或透光性能。有能夠滿足要求的光照面積。
d、太陽能儲存器容器的采光面可用具有良好熱傳導(dǎo)性的金屬材料制作。也可用具有良好透光性能的非金屬材料(如玻璃)制作??捎昧己玫耐腹庑阅艿姆墙饘俨牧献鞅赝鈱?,以具有良好熱傳導(dǎo)性能的金屬材料作吸光層,中間為空氣隔熱層制作成夾層采光面或作真空處理而制成真空采光面。
(4)太陽能儲存器的容器可制作成立方體、圓柱體、半圓柱體等形狀。采光面可制作成平面、內(nèi)圓弧面等形狀。
2、儲存熱能的物質(zhì)(1)一般來說,水也可以用來儲存熱能,但水儲存的熱能不會超過100℃,而且熱散失較快,因而具有一定的局限性。本發(fā)明所選用的儲存熱能物質(zhì)是具有能夠儲存100℃以上至200℃左右的溫度的物質(zhì),在單位體積里,該種物質(zhì)比水能儲存更多熱量。該種物質(zhì)釋放熱能的速度緩慢均衡。熱能儲存時間較為持久。
(2)將具有上述特性的物質(zhì)裝入密封的容器內(nèi)。其體積為容器體積的百分之八十左右。
3、熱交換器(1)熱交換器可用鋼管、鋁管、銅管等具有良好熱傳導(dǎo)性能的金屬管材制作。
(2)熱交換器可制作成螺旋形、折線形、盤狀等形狀、熱交換器的上部有較大的熱交換面積。
(3)將熱交換器置放于密封容器內(nèi)。熱交換器的兩個管口伸出容器外分別為進水管和出水管。進水管和出水管與容器接觸面應(yīng)予以焊接密封。
(4)進水管和出水管分別安裝閥門以控制熱能的利用。
4、太陽能儲存器的保溫處理。
太陽能儲存器除了采光面以外,其它面應(yīng)做永久保溫處理,采光面在陽光不能充分利用后應(yīng)作臨時保溫處理,以防止熱能散失。
5、太陽能儲存器熱能的利用。
(1)太陽能儲存器所儲存的熱能可利用熱交換器將水加熱對熱能進行間接利用。
(2)太陽能儲存器儲存的熱能在達(dá)到100℃以上情況下,可通過設(shè)置在容器頂部熱能直接利用設(shè)施而直接利用。
二、太陽能儲存器的工作原理太陽升起后,容器采光面開始吸收陽光將其轉(zhuǎn)化為熱能并轉(zhuǎn)導(dǎo)給儲存熱能的物質(zhì)?;蜿柟馔高^透明采光面,并通過儲存熱能物質(zhì)而轉(zhuǎn)化為熱能。隨著光照的日漸強烈和光照時間的增加,太陽儲存器所儲存的熱能也就會越來越多,溫度越來越高。此時,將水通過進水管輸入熱交換器,水就會被加熱,如同電熱水器和燃?xì)鉄崴鞯墓ぷ髟硪粯印?br>
如果將太陽能儲存器和太陽灶組合使用,能使容器內(nèi)的儲存熱能物質(zhì)的溫度達(dá)到100℃至200℃左右。從而可以通過容器頂部的熱能直接利用設(shè)施達(dá)到熱能直接利用的目的。如燒開水、煮飯、煎、炸等。
太陽能儲存器即使在陽光減弱和消失后,仍儲存有大量熱能。這些熱能因為儲存熱能的物質(zhì)自身的特性和容器的保溫處理而不會散失,使人們可以通過對熱交換器的控制而予以及時充分的利用,直至熱能全部消耗。
三、太陽能儲存器所解決的技術(shù)問題及技術(shù)進步特征。
1、太陽能儲存器是由儲存熱能物質(zhì)、熱交換器、密封容器和在容器頂部設(shè)置的直接利用熱能的設(shè)施等部分而制造的能夠利用太陽能的產(chǎn)品。
2、本項發(fā)明所解決的技術(shù)問題不僅是太陽能的利用和一般的太陽能儲存(如太陽能熱水器的儲熱效能),而且能夠儲存較高的熱能(100℃以上)和較長時間的儲存熱能。
3、由于太陽能儲存器所儲存的熱能可高達(dá)100℃以上,因此,即可以通過熱交換器將水加熱以間接利用熱能,也可以直接利用熱能。
4、與太陽能熱水器比較,太陽能熱水器所儲存的熱能溫度不會超過100℃。而太陽能儲存器所儲存的熱能可高達(dá)100℃以上至200℃左右。太陽能熱水器以水為儲能物質(zhì),與本發(fā)明所采用的儲存熱能的物質(zhì)相比較,在同一體積條件下,在本發(fā)明所采用的儲存熱能的物質(zhì)所儲存的熱量要多得多。
太陽能熱水器所產(chǎn)生的熱能儲存于單獨制作的水箱中的水中,且由于溫度不高,因此在使用時一般無須加以控制。而太陽能儲存器所產(chǎn)生的熱能直接儲存于特殊的儲存熱能物質(zhì)中,因為儲存的熱能溫度高因此在熱能利用時可以靈活控制。
5、與太陽灶相比較,太陽灶所產(chǎn)生的熱能溫度雖然極高,并可以直接利用,但熱能無法儲存,使其使用受到局限。而太陽能儲存器則可以儲存100℃以上的熱能,同樣可以使熱能得以直接利用,使其用途更為廣泛。
如果把太陽能儲存器和太陽灶組合使用,可以使太陽灶這種已成熟的技術(shù)更好地發(fā)揮作用。
6、太陽能儲存器即可制作成獨立產(chǎn)品使用,也可將這種產(chǎn)品鑲嵌于墻體內(nèi),或以墻體為容器制作于墻體中,不僅可利用太陽能,同時可以起到減少建筑物重量和隔熱作用。
7、制作簡單、堅固耐用。
8、可節(jié)省大量能源、無環(huán)境污染,具有良好的經(jīng)濟和社會效益。
四
1、容器 2、儲存熱能物質(zhì) 3、熱交換器 4、采光面 5、保溫層 6、直接利用熱能設(shè)施 7、進水管 8、出水管 9、閥門 10、透光材料保溫層
權(quán)利要求
1.太陽能儲存器是由密封容器,儲存熱能物質(zhì)、熱交換器三部分組成可在容器頂部設(shè)置直接利用熱能的設(shè)施。
2.太陽能儲存器是將儲存熱能的物質(zhì)、熱交換器置放于容器內(nèi)并加以牢固密封而組成一體的利用太陽能的產(chǎn)品。
3.太陽能儲存器的容器可用1毫米和1毫米以上的鋼板制作,也可用金屬網(wǎng)砂漿、砼或鋼筋砼以及其它具有較高強度的耐高溫(250℃以上)的材料制作。
4.太陽能儲存器的采光面可用具有良好熱傳導(dǎo)性能的金屬材料制作,也可用具有良好透光性能的非金屬材料(如玻璃)制作,可用有良好透光性能的非金屬材料作保溫外層,以具有良好熱傳導(dǎo)性能的金屬材料作吸光層,中間為空氣隔熱層制作成夾層采光面,或作真空處理面制成真空采光面。
5.太陽能儲存器儲存熱能的物質(zhì)選用可儲存熱能溫度達(dá)100℃以上的物質(zhì),該種物質(zhì)的體積在容器中約占容器體積的80%左右。
6.熱交換器可用具有良好熱傳導(dǎo)性能的金屬管材制作,熱交換器的兩個管口外伸出容器,分別作為出水口和進水口。
7.熱交換器可制作成螺旋狀、折線狀、盤狀等形狀,熱交換器的上部具有較大的熱交換面積。
8.太陽能儲存器頂部可制作有能直接利用熱能的設(shè)施,該設(shè)施可制作成平底鍋形和圓底鍋形。
9.太陽能儲存器可制作成立方體、圓柱體、半圓柱體等形狀,采光面可制作成平面、內(nèi)圓弧面等形狀。
10.太陽能儲存器可制作成獨立產(chǎn)品,也可制作成獨立產(chǎn)品后鑲嵌于建筑墻體內(nèi),或利用墻作容器制作。
11.太陽能儲存器的非采光面可作永久性保溫處理,采光面在不再采光時,可作臨時保溫處理。特征1、太陽能儲存器選用能夠儲存熱能達(dá)100℃以上的物質(zhì),將太陽能轉(zhuǎn)化的熱能加以儲存??山M合利用太陽灶技術(shù),其儲存熱能的溫度可達(dá)100℃至200℃左右。2、太陽能儲存器可通過熱交換器將水加熱,間接的可控制地利用熱能,也可以通過容器頂部的設(shè)施直接利用太陽能轉(zhuǎn)化的熱能。
全文摘要
太陽能存儲器是一種能將太陽能儲存并加以利用的產(chǎn)品。
文檔編號F24J2/04GK1097501SQ93100729
公開日1995年1月18日 申請日期1993年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月7日
發(fā)明者陳國生 申請人:陳國生