專利名稱：太陽能發(fā)電和供暖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能應(yīng)用的裝置，具體地說，是以空氣或蒸餾水為載熱劑，將真空玻璃集熱管串聯(lián)，并聯(lián)后的太陽光能應(yīng)用裝置。
背景技術(shù)：
目前，中國大量使用的真空玻璃集熱管的一種組合體，稱為太陽能熱水器，它只能供給熱水，不能滿足冬天取暖。水溫在100℃以內(nèi)，不能供應(yīng)有壓力的過熱水蒸汽，這樣的熱水更不可能推動汽輪機去帶動發(fā)電機發(fā)電。20世紀(jì)末歐美開發(fā)的一種太陽能電站，它是由凹面聚焦鏡，熱管太陽能接受器，二次傳熱熱管等組成，由二次傳熱管加熱工質(zhì)，這就是說要將太陽能變?yōu)橥苿訜釞C的能量，需要三件物體，不僅載荷笨重，而且結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，成本就會很高，加之貴金屬材料耗用較多，無法進(jìn)入實用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明太陽能發(fā)電和供暖裝置，其目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不僅供應(yīng)熱水，而且供應(yīng)電能，冬天用太陽能取暖的裝置。
太陽能發(fā)電和供暖裝置，不用凹面聚焦鏡，不用二次傳熱熱管，只用單一的真空玻璃集熱管加熱工質(zhì)，去推動熱機工作，其結(jié)構(gòu)簡單，用材料少，成本低，價格一般家庭能接受，容易推廣使用。一個家庭一年熱能的費用，就比其它費用總和還高。我們的太陽能發(fā)電和供暖裝置春、夏、秋三季可以同時供電能和熱能，我們不去追求熱電轉(zhuǎn)換效率的最高值，我們是追求太陽光能吸收的最高值和太陽能使用效率的最高值。一般家庭采光面積為20m2～30m2時，只要有太陽光就能滿足供暖需求。
本發(fā)明太陽能發(fā)電和供暖裝置包括太陽能集熱器，太陽能鍋爐、輔助加熱器、閥門、散熱器、水泵、風(fēng)機、管道、汽輪機、發(fā)電機、管道、儲熱器。
本發(fā)明太陽能發(fā)電和供暖裝置，其中所述的太陽能集熱器包括多個真空玻璃集熱管、銅管、連接管，銅管安裝在真空玻璃集熱管內(nèi)部，通過連接管將兩個真空玻璃集熱管內(nèi)的兩個銅管相連通，連接管與銅管、真空玻璃集熱管之間是密封連接。本發(fā)明所述的太陽能集熱器是由多個真空玻璃集熱管通過連接管與銅管串聯(lián)而成的組合體。本發(fā)明所述的太陽能鍋爐是由多個太陽能集熱器并聯(lián)而成的組合體，這只能做為供熱用太陽能鍋爐，如果要發(fā)電，必須將多個太陽能鍋爐再串聯(lián)起來。如果要建設(shè)比較大的發(fā)電站，還必須將多個已串聯(lián)起來的太陽能鍋爐再并聯(lián)起來，這也簡稱為先串聯(lián)、并聯(lián)，再串聯(lián)、再并聯(lián)的太陽能鍋爐，這種方法投資小就把分散在大面積上的太陽能聚集起來集中使用。
本發(fā)明太陽能發(fā)電和供暖裝置，用太陽能集熱器供暖，各部件是這樣連接的，太陽能集熱器的出水管口或出氣管口與輔助加熱器的進(jìn)水管口或進(jìn)氣管口通過管道連接，輔助加熱器的出水管口或出氣管口通過管道與居民住宅的散熱器進(jìn)水管口或進(jìn)氣管口連接，散熱器的出水管口或出氣管口通過管道與兩個并聯(lián)的閥A(6)的進(jìn)水口和閥B(8)的進(jìn)氣管口連接，閥A(6)出水管口通過管道與儲熱器的進(jìn)水口連接，儲熱器的出水口與水泵的進(jìn)水管口連接，水泵的出水管口與閥A(7)的進(jìn)水管口連接，閥A(7)的出水管口與閥B(9)的出氣管口并聯(lián)后通過管道與太陽能集熱器的進(jìn)水管口或進(jìn)氣管口連接。閥B(8)的出氣管口通過管道與風(fēng)機的進(jìn)風(fēng)管口連接，風(fēng)機的出風(fēng)口與房內(nèi)空間相通。
本發(fā)明太陽能發(fā)電和供暖裝置其中所述的太陽能輔助加熱器，是在陰雨天無太陽光時，為保證正常供暖而設(shè)的輔助加熱器，可以用電加熱或其它加熱設(shè)備。
本發(fā)明太陽能發(fā)電和供暖裝置，用太陽能發(fā)電的同時又供暖裝置的各部件是按照下面順序連接的，太陽能鍋爐的出汽口與輔助加熱器進(jìn)汽口連接，輔助加熱器的出汽口通過管道與兩個并聯(lián)的閥C(17)、閥D(19)的進(jìn)汽口連接，閥C(17)的出汽口與汽輪機的進(jìn)汽口連接，汽輪機乏汽的排汽口與閥C(18)的進(jìn)汽口連接，閥C(18)的出汽口通過管道與各居民住宅的散熱器的進(jìn)汽管口連接，各居民住宅散熱器的出水口通過管道與水泵進(jìn)水口連接，水泵的出水口通過管道與太陽能鍋爐的進(jìn)水管口連接。
本發(fā)明太陽能發(fā)電和供暖裝置，用太陽能集熱器供暖，如果以水為載熱劑時，閥B(8)和閥B(9)關(guān)閉，閥A(6)和閥A(7)打開，起動水泵，水管的水經(jīng)過閥A(7)進(jìn)入太陽能熱水器的銅管內(nèi)進(jìn)行加熱，加熱后的熱水進(jìn)入散熱器管道內(nèi)給居民供暖。在用空氣為載熱劑時，閥A(6)和閥A(7)關(guān)閉，閥B(8)和閥B(9)打開，開動風(fēng)機，房間內(nèi)冷空氣由閥B(9)進(jìn)入太陽能集熱器的銅管內(nèi)進(jìn)行加熱，加熱后的熱空氣進(jìn)入散熱器管道內(nèi)給居民供暖，經(jīng)過放熱后的熱空氣比房間內(nèi)的空氣溫度還高，經(jīng)過風(fēng)機排入房間繼續(xù)放熱。
本發(fā)明太陽能發(fā)電和供暖裝置，能否達(dá)到既發(fā)電又供暖的需求呢？對真空玻璃集熱管悶曬所作的實驗的情況表述如下，當(dāng)真空玻璃集熱管真空度為1×10-2Pa時，真空玻璃集熱管內(nèi)的悶曬溫度可以達(dá)到250℃。目前中國制造的真空玻璃集熱管的真空度為1×10-4Pa，幾乎沒有雜質(zhì)和殘留氣體，這樣高真空度的集熱管其悶曬溫度一定會超過250℃。對悶曬后能達(dá)到250℃高溫的集熱管，又采用將數(shù)千個甚至數(shù)萬個集熱管串聯(lián)、并聯(lián)，再串聯(lián)、再并聯(lián)的連接起來，將幾百平方米、幾千平方米的太陽能聚集起來，進(jìn)行發(fā)電和供暖一定會成功的。


圖1為本發(fā)明的太陽能發(fā)電和供暖裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明太陽能發(fā)電和供暖裝置的一個供暖實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明太陽能發(fā)電和供暖裝置的一個發(fā)電的同時又供熱的實施例，結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示的太陽能發(fā)電和供暖裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖，其中包括太陽能集熱器1、輔助加熱器2、散熱器3、水泵4、儲熱器13、管道16。
如圖2所示太陽能發(fā)電和供暖裝置的一個供暖實施例結(jié)構(gòu)示意圖，其中包括太陽能集熱器1、輔助加熱器2、散熱器3、水泵4、風(fēng)機5、閥A(6)、閥A(7)、閥B(8)、閥B(9)、儲熱器13、管道16。太陽能集熱器1的出水管口或出氣管口與輔助加熱器2的進(jìn)水管口或進(jìn)氣管口通過管道連接，輔助加熱器2的出水管口或出氣管口通過管道與居民住宅的散熱器3的進(jìn)水管口或進(jìn)氣管口通過管道連接，散熱器3的出水管口或出氣管口通過管道與并聯(lián)的閥A(6)和閥B(8)的進(jìn)水管口和進(jìn)氣管一端連接，閥A(6)的出水管口通過管道與儲熱器13的進(jìn)水管口連接，儲熱器13的出水管口與水泵4的進(jìn)水管口連接，水泵4的出水管口與閥A(7)的進(jìn)水管口連接，閥A(7)的出水管口與閥B(9)的出氣管口通過并聯(lián)后與太陽能集熱器1的進(jìn)水管連接。閥B(8)的出氣管口通過管道與風(fēng)機5的進(jìn)風(fēng)管口連接，風(fēng)機5出風(fēng)管口與房屋內(nèi)的空間相通。太陽能集熱器1包括由多個真空玻璃集熱管10、多個銅管11、多個連接管12，銅管11安裝在真空玻璃集熱管10的內(nèi)部，銅管11不能與真空玻璃集熱管10的內(nèi)壁接觸，通過連接管12將兩個真空玻璃集熱管10內(nèi)的兩個銅管11連通。連接管12進(jìn)水管長出水管短，以保證出水溫度高于進(jìn)水溫度。太陽能集熱器1是由多個真空玻璃集熱管10與多個串聯(lián)接通的銅管11的組合體。載熱劑在串聯(lián)的銅管11內(nèi)部連續(xù)流動，在流動的過程中不斷地加熱升溫，進(jìn)入第一個銅管11內(nèi)部的冷載熱劑經(jīng)過連續(xù)加熱升溫后由最后一個銅管11內(nèi)部流出時，已是熱乎乎的氣流或水流。如果以水為載熱劑時，閥B(8)、閥B(9)關(guān)閉，閥A(6)、閥A(7)打開，開動水泵4，則水流就會在太陽能供暖裝置內(nèi)連續(xù)運行。如果以空氣為載熱劑時，閥A(6)閥A(7)關(guān)閉，閥B(8)、閥B(9)打開，開動風(fēng)機5，房間內(nèi)的冷空氣經(jīng)過閥B(9)不斷的進(jìn)入供暖裝置管道內(nèi)進(jìn)行加熱，熱空氣由風(fēng)機5排入房間內(nèi)。
輔助加熱器2是為了在陰雨天無陽光時，確保正常供暖而設(shè)的，用電加熱或其它加熱設(shè)備均可。
如圖3所示，太陽能發(fā)電和供暖裝置的一個發(fā)電的同時又供熱的實施例結(jié)構(gòu)示意圖，其中包括太陽能鍋爐1′，輔助加熱器2，儲熱器13、汽輪機14、發(fā)電機15、散熱器3、水泵4、閥C(17)、閥C(18)、閥D(19)、閥D(20)。太陽能鍋爐1′的出汽管口與輔助加熱器2的進(jìn)汽管口通過管道連接，輔助加熱器2的出汽管口通過管道與并聯(lián)的閥C(17)、閥D(19)的進(jìn)汽管連接，閥C(17)的出汽口與汽輪機14的進(jìn)汽管口連接，汽輪機14的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機15的轉(zhuǎn)軸連接，汽輪機14的乏汽口與閥C(18)的進(jìn)汽管口連接，閥C(18)的出汽管口通過管道與散熱3的進(jìn)汽管口連接，散熱器3的出水口通過管道與水泵4的進(jìn)水口連接，水泵4的出水口通過管道與太陽能鍋爐1′的進(jìn)水管口連接，閥D(19)的出水管口與儲熱器13的進(jìn)水管連接，儲熱器13的出水管口與閥D(20)的進(jìn)水管口連接，閥D(20)的出水管口與散熱器的進(jìn)水管連接。太陽能鍋爐1′有小型、中型、大型三種類型，小型太陽能鍋爐1′是由多個太陽能集熱器1并聯(lián)而成的組合體，中型的太陽能鍋爐1″是由多個小型太陽能鍋爐1′再串聯(lián)而成的組合體，大型的太陽能鍋爐1是由多個中型的太陽能鍋爐1″并聯(lián)而成的組合體。當(dāng)水泵4開動以后，冷水開始進(jìn)入太陽能鍋爐1′內(nèi)進(jìn)行加熱，經(jīng)過連續(xù)加熱后，水已相變?yōu)?00℃左右的水汽，水汽進(jìn)入汽輪機14使汽輪機14帶動發(fā)電機15發(fā)電，乏汽進(jìn)入居民屋內(nèi)的散熱器3降溫，降溫后的乏汽相變?yōu)槔渌?，被水?吸入后又被泵入太陽能鍋爐1′內(nèi)加熱循環(huán)，中國北方冬天的太陽只能供暖，不可能發(fā)電，冬天閥C(17)、閥C(18)關(guān)閉，閥D(19)、閥D(20)打開把白天的熱量儲存起來供晚上使用。
我們的太陽能發(fā)電和供暖裝置，只將太陽能集熱器1或太陽能鍋爐1′放置在有太陽光的地方，其它設(shè)備均安裝在室內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種太陽能發(fā)電和供暖裝置，包括太陽能集熱器(1)、太陽能鍋爐(1′)、輔助加熱器(2)、散熱器(3)、水泵(4)、風(fēng)機(5)、閥A(6)、閥A(7)、閥B(8)、閥B(9)、多個真空玻璃集熱管(10)、多個銅管(11)、多個連接管(12)、儲熱器(13)、汽輪機(14)、發(fā)電機(15)、管道(16)、閥C(17)、閥C(18)、閥D(19)、閥D(20)；太陽能集熱器(1)包括多個真空玻璃集熱管(10)、多個銅管(11)、多個連接管(12)，其特征是銅管(11)安裝在真空玻璃集熱管(10)的內(nèi)部兩者不直接接觸，連通管(12)將兩個銅管(11)連通；太陽能集熱器(1)是由多個真空玻璃集熱管(10)與多個串聯(lián)接通的銅管(11)的組合體；太陽能集熱器(1)一端與輔助加熱器(2)一端相通，輔助加熱器(2)另一端與散熱器(3)一端接通，散熱器(3)另一端與閥A(6)、閥B(8)并聯(lián)的一端相通，閥A(6)另一端與儲熱器(13)一端相通，儲熱器(13)另一端與水泵(4)一端相通，水泵(4)另一端與閥A(7)一端相通，閥A(7)另一端與閥B(9)并聯(lián)后與太陽能集熱器(1)另一端相通；閥B(8)另一端與風(fēng)機(5)的一端相通，風(fēng)機(5)出風(fēng)口與室內(nèi)空間相通，太陽能鍋爐(1′)是由多個太陽能集熱器(1)并聯(lián)相通的組合體；太陽能鍋爐(1′)的一端與輔助加熱器(2)相通，輔助加熱器(2)另一端與閥C(17)、閥D(19)并聯(lián)的一端連通，閥C(17)另一端與汽輪機(14)進(jìn)汽口相通，汽輪機(14)另一端與閥C(18)進(jìn)汽管口連接，閥C(18)出汽管口與散熱器(3)相通，散熱器(3)另一端與水泵(4)相通，水泵(4)另一端與太陽能鍋爐(1′)另一端相通；閥D(19)另一端與儲熱器(13)的進(jìn)水管口連接，儲熱器(13)出水管口與閥D(20)進(jìn)水管口連接，閥D(20)出水管口與散熱器(3)進(jìn)水管口連接。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的太陽能發(fā)電和供暖裝置，特征是將多個太陽能鍋爐(1′)再串聯(lián)相通就構(gòu)成中型太陽能鍋爐(1″)。
3.根據(jù)權(quán)利2所述的太陽能發(fā)電和供暖裝置，特征是將多個太陽能鍋爐(1″)再并聯(lián)相通就構(gòu)成大型太陽能鍋爐(1)。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的太陽能發(fā)電和供暖裝置，其特征是用水為載熱劑時，閥B(8)、閥B(9)關(guān)閉；閥A(6)、閥A(7)打開，水泵(4)開動，風(fēng)機(5)關(guān)閉，以空氣為截?zé)釀r閥A(6)、閥A(7)關(guān)閉，閥B(8)、閥B(9)打開，風(fēng)機(5)開動，水泵(4)關(guān)閉。
5.根據(jù)權(quán)利1所述的太陽能發(fā)電和供暖裝置，其特征是用太陽能發(fā)電機時，閥D(19)、閥D(20)關(guān)閉；冬天取暖時，閥C(17)、閥C(18)關(guān)閉。
6.、根據(jù)權(quán)利1所述的太陽能發(fā)電和供暖裝置，其特征是連接管(12)的進(jìn)水管長出水管短，以保證出水溫度高于進(jìn)水溫度。
全文摘要
本發(fā)明太陽能發(fā)電和供暖裝置，包括太陽能集熱器1、輔助加熱器2、散熱器3、水泵4、儲熱器13、管道16。此裝置不僅為居民供應(yīng)熱水，而且能為冬天供暖，春、夏、秋三季還可發(fā)電。它的結(jié)構(gòu)比20世紀(jì)末歐美開發(fā)的太陽能電站更簡單，用材料少，成本低，其造價一般家庭能夠承擔(dān)，所以容易推廣使用。
文檔編號F24J2/04GK101029777SQ200610041880
公開日2007年9月5日 申請日期2006年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者張世嚴(yán), 張曉康 申請人:張世嚴(yán)