太陽能加熱系統的製作方法

2023-07-17 16:06:16 1

專利名稱:太陽能加熱系統的製作方法
本發明涉及一個加熱系統，它採用了太陽能，它的其中一個用途是以爐灶的形式供煮食。
本發明提供了一種系統，可避免採用燃料，除了該種系統可作為補充能源用於迴路外，該系統由於太陽能入射的緣故可獨自工作。隨著高效率太陽能收集器當今發展所致，已使這點成為可能。這種太陽能收集器已由雪梨大學研製出來。
廣義地說，本發明提供了一個加熱系統包括了至少一個太陽能收集器組件，該組件上裝有太陽選擇表面塗層通過塗層熱交換流體直接受到太陽能的加熱作用。系統還包括至少一個金屬的加熱組件，它放在比太陽能收集器更高的位置和容易受到從太陽能收集器的液體蒸汽的加熱作用。此外，一個熱儲存存區位於比加熱組件更低的位置用於儲存從太陽能收集器來的液體帶來的熱量。因而系統可當作無陽光照射期間的剩餘熱量的來源。
全部或每個太陽能收集器組件最好包括已公開的單頭真空的收集器管組成，可參考上述澳大利亞專利，申請號為19388/83。同時，全部或每個集熱器管最好由聚光器烘烤。
金屬的加組件是一個加熱板(它可作成炊具形)，它接觸從液體面上升的熱蒸汽。若加熱板是凹形結構的話，可直接和蒸汽接觸。在這種條件下，蒸汽放出熱量後可能會冷凝從加熱板流下。一個閥門可和加熱板並列用來調節通往加熱板的蒸汽的流量。
特別建議採用的結構是加熱板和一個儲存水的容器的上部連接或是其組成部分，容器和收集器組件連接，並且其作用正如一個熱儲存區。由於液體在容器和收集器之間流通，使容器中液相的液體吸收了熱量，蒸汽從容器內的液面上升碰到加熱板的底部。當和加熱板接觸時，蒸汽往加熱板釋放熱量並冷凝，之後它又落入容器進行再加熱。
容器內盛載的液體建議是水，雖然其他液體如油也可採用。液體保持在低於加熱板的位置。
在其他安排中，熱儲存區其組成可以是液體和、或者是比熱大的固體物質，由此從收集器組件來的液體被輸送到加熱組件。
當儲熱區是液體容器的形式時，這樣的容器應和四周環境絕緣。隔熱絕緣可在容器內外壁之間抽真空實現，但最好在容壁上纏繞隔層和/或固體絕熱層。
根據本發明的系統有各種用途，其範圍從工業加熱設備至實庭煮食用具。在後一種用途中，系統可以用於普通燃料和電力不能使用和/或昂貴的地方。
由下面對加熱系統在家庭煮食使用的介紹，可對本發明有更全面的了解。這種系統有

圖1是第一種加熱系統的側視圖，包括了一個太陽能收集器和一個有蓋的爐灶，加熱系統的爐灶部分是以剖視表示;
圖2是圖1中加熱系統的主視圖，局部的聚光器圖示中由一端截去。
圖3是一個帶有導管的金屬加熱容器的立體圖，它是從圖1中分離出來的。
圖4是圖3所示裝置的主視圖;
圖5是圖3所示裝置的側視圖;
圖6是第二種類型加熱系統的側視圖，雖是示意圖，可說明一個家庭煮食系統的結構。
如圖1至圖5所示，加熱系統有兩個反向伸展的、通常是水平的金屬管10，其外端是封閉的，而其內端通過T型接頭11和總導管12連接。如圖2所示，每條導管10是滑動地設在環行收集器組件13內，該組件基本上沿導管的全長伸延。圖2中，收集器組件13沿導管10往外移置，使之曝曬導管，而且收集器組件一般是不固定的。
每個收集器組件13包括一個抽空的收集器元件含有一個單頭的內管，一個外玻璃管圍繞內管，兩者之間是抽真空的。同時，內管的外表面塗敷一種太陽能選擇表面塗層，其作用是吸收太陽輻射和將太陽輻射的熱量通過收集器傳遞至導管10。本發明採用的收集器型號已在澳大利亞專利、申請號為19388/83中公開。
收集器13收集到的熱量被傳遞並通過導管10至在系統運行的、進出導管10的液體。拋物線型反射器位於收集器13的背後，用於聚集太陽輻射至收集器上面。
拋物線型反射器14由收集器13支承，而後者支承於導管10和支承架15。反射器14圍著收集器13旋轉，使它們在一天內不同時間可定向於最好位置，以便收集太陽輻射。
一個熱量儲存裝置其形狀通常是一個圓桶容器16通過總導管12和導管10連接。容器16是由不鏽鋼卷板製造或鑄出來的，它有一個桶壁17，一個桶底18靠近容器底端，和一個上盤狀板19，盤狀板19的作用是作為一個加熱元件或加熱板。
總導管12和容器16的內腔相連於靠近容器的下端，一個壓力安全閥20通過另一個導管21連接容器的上部。
系統操作時，容器16注入相等於容器容積一半或四分之三的水。水也同樣充滿了總導管12和導管10。
當導管10內的水加熱時，熱水和一些蒸汽由於對流作用和容器內的水相互交換。然後，容器16內上升的蒸汽接觸加熱板19的底面，往加熱板19傳遞熱量，冷凝和滴落容器的下部。系統操作於內壓為1.0M Pa和內部溫度為150℃。
用於家庭煮食使用，容器16和其圍殼通常是放在室內，而太陽能集熱系統包括反射器14是放在室外。這樣，總導管12是穿牆通入室內。
然而，系統可以用於室外，例如用於公共食堂。
如圖1所示，容器的桶壁17由絕緣材料22纏繞，同樣的材料也填在容器的桶底18的下面。然後，用泥土或其他填料23圍繞絕緣層充填，並由一個金屬圓形外殼24盛載。
此外，一個圓頂金屬蓋25是活動地套在外殼24，其內部襯有兩層絕緣材料26。蓋子在加熱板19上面形成一個半密封空間，而這樣的空間在蓋子套上時可用作一個爐膛。
當蓋子移走時，加熱板的上表面，可簡便用作煮食鍋面和/或空間加熱器的熱輻射面。
圖6中圖示一個裝置，其作用和圖1至圖5的說明是同樣形式，但它採有稍為不同的結構。
圖6中的裝置包含了一個容器30，它是管狀並伸入和透過一居室牆壁，容器30是裝入一個絕緣材料31，在它內端通過垂直管34和兩個凹形煮食容器32的底部連接。凹處35位於容器32下面，而垂直管34將容器30和每個凹處35連接。
活動蓋子36蓋在各個煮食容器上，而且配備了一個壓力安全閥以釋放在容器32下面可能形成的超額壓力。一個可開關的排水管39和其中一個容器32的內腔相連。
容器或管子30和一個太陽能收集器組件40相連於居室牆壁41的外面。收集器元件可以製成和安裝成和圖1至圖5圖示相同的方式，但建議採用一個U型管42，有下臂43和上臂44。
容器30充水至低於管34的下端，而水進出收集器40是經過U型管42。當太陽輻射著收集器40，使水加熱至足夠高的溫度時，便產生蒸汽並通過容器30和管34上升接觸到煮食容器32的底部。將熱量釋放後，蒸汽冷凝並滴落容器30內，再經過收集器組件進行循環。
權利要求
1.一個加熱系統，包括至少一個金屬加熱組件(19或32)和至少一個太陽能收集器組件(13或40)，後者包括一個太陽選擇表面塗層，通過它一種熱交換液體能受到太陽能加熱作用；其特徵是加熱組件(19或32)配置在收集器(13或40)的上方，並受到來自收集器的液體的蒸汽的加熱作用，一個熱能儲存區(16或30)位於低於加熱組件(19或32)的位置，用來儲存由收集器組件來的液體帶來的熱量。
2.根據權利要求
1的加熱系統，其另一個特徵是全體或每個收集組件(13或40)是被一個聚光反射器(14)烘烤。
3.根據權利要求
1或2的加熱系統，其另外特徵是其全部或每個收集器組件(13或40)包括了一個單頭的元件，它有一個內管、一個外玻璃管、一個抽真空空間位於兩管之間和在內管的外表面上有一種太陽選擇表面塗層，此還在收集器內有在其內可滑動的一個金屬管(10或42)，管內裝載有熱交換液體。
4.根據權利要求
1至3任何一項的加熱系統，其另外特徵是有兩個水平延伸又相對配置的上述收集組件(13或40)。
5.根據權利要求
1至4任何一項的加熱系統，其另外特徵是其熱交換液體是水。
6.根據上述權利要求
任何一項的加熱系統，其另外特性是熱量儲存區(16或30)包括一個金屬容器和全部或每個收集器組件(13或40)的液體通道是連接的，而且它有一個上頂表面(19或32)組成了金屬加熱組件。
7.根據權利要求
16的加熱系統，其另外特徵是容器(16或30)由一種絕緣材料(22、23或31)圍繞的。
8.根據權利要求
6或7的加熱系統，其另外特徵是其上表面(19或32)由一個隔熱蓋子(25或36)蓋住。
9.根據權利要求
6至8的任何一項的加熱系統，其另外特徵是一個壓力安全閥(20或38)是和容器的內腔相連通的。
專利摘要
一個太陽能加熱系統，可作成爐灶狀用來煮食。加熱系統包括管狀太陽能收集器(13或40)、一個起儲熱區作用的容器(16或30)和一個金屬的加熱組件(19或32)以一塊加熱板的形式可用來煮食。收集器管(13或40)和熱量儲存區(16或30)設在迴路中，從熱量儲存區的水循環地通過收集器管，在那裡受到太陽輻射的加熱作用。加熱組件也和熱量儲存區有通道相連，而且配置於收集器組件和熱量儲存區的液體的上部，使其底部受到在收集器加熱的液體的蒸汽的加熱作用。
文檔編號F24J2/46GK86103300SQ86103300
公開日1987年11月25日 申請日期1986年5月31日
發明者戴維·羅伊·米爾斯 申請人:雪梨大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan