沸石太陽能供熱裝置的製作方法

2023-06-16 19:28:41 1

專利名稱：沸石太陽能供熱裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於利用太陽能裝置。
目前國內商品化的家用太陽能熱水器一般不能在北方地區冬季使用，雖然先後研製了液體雙迴路防凍熱水器、熱管式熱水器和真空管熱水器等多種太陽能過冬熱水裝置，但均有熱效率低、工藝複雜、成本高或防凍不可靠、壽命短等弊端。
本實用新型提供一種將沸石用在太陽能供熱系統裝置，可以解決上述已有熱水器裝置的缺點。
本實用新型由太陽能集熱器、上循環管、熱交換器、工質箱和下循環管等組成，上循環管上安裝有用永磁材料製成的排氣閥門，它密封性能好，可調控並起到安全保險作用。熱交換器上部裝有安全閥，熱交換器內通過蛇形管，一側裝有供自來水進、出的閥門，熱交換器保溫層採用發泡聚氨酯或聚苯殼，外皮為鋁合金；工質箱中裝有傳熱工質，為了防凍採用低沸點相變介質——正戊烷(C2H12)作為傳熱工質。正戊烷在常壓下沸點為36℃、凝固點為－80℃，冷凍性能良好。下循環管中裝有一根用絲光材料做成的捻子。太陽能集熱器上有玻璃蓋板，V形波紋吸熱板焊接固定在集熱器箱體上，波紋管一面塗選擇性吸熱塗層(如採用吸收率a＝0.94－0.96，發射率ε＝0.16－0.19的陽極化鋁電解著色塗層)。在集熱器底部平鋪粒狀沸石，其粒度δ＝0.25－0.5mm，沸石顆粒之間用金屬篩網狀骨架相隔，使沸石粒均勻分布且不滾動。由於沸石對利用太陽能具有「非線性等溫吸附」作用，沸石在環境溫度下，甚至在低分壓力下也能吸附大量水蒸汽，當加熱時，即使在高分壓力下，沸石也能釋放大部分水蒸氣，而和冷凝器的壓力關係不大。因此，當太陽光照射條件下，沸石由於溫度升高而釋放被吸附的氣體，同時吸收能量使沸石儲能；反之，當陰天或夜間，沸石溫度降低，則吸附量增大，同時放出吸附熱。這樣，把裝有沸石的集熱器作為太陽能儲存器就有可能在典型的太陽能利用條件下達到高效率。
本實用的優點是將沸石應用於利用太陽能供熱系統，可高效率利用太陽能，延長供熱時間。本裝置結構簡單、造價低，既可用於家庭洗浴、室內採暖，也可用於農村冬天暖棚種植蔬菜供暖、烘乾等，開拓了沸石的應用領域。


圖1為裝置示意圖，1為太陽能集熱器，2為玻璃蓋板，3為上循環管，4為排氣閥，5為熱交換器，6為安全閥，7為蛇形管，8為閥門，9為工質箱，10為V型波紋管吸熱器，11為沸石層，12為下循環管，13為金屬篩網狀骨架，14為捻子。
以下結合附圖描述一個實施例並進一步描述本發明。在整體裝置運行前，首先將正戊烷工質按最優量允入集熱器內，待陽光加熱工質後，由排氣閥一次性排出不凝氣體後封死。睛天在陽光照射下集熱器內的正戊烷由液體相變成氣體；與此同時，由於沸石層受熱後溫度上升，沸石釋放吸附工質正戊烷氣體，這些氣體由上循環管進入熱交換器，經蛇形管冷卻時放出潛熱，把熱交換器中的水加熱。工質冷卻為液體後，經聯接管進入工質箱，在重力作用下經下循環管返回集熱器，然後重新蒸發，如此反覆。由於正戊烷在集熱器和熱交換器分別為蒸發和冷凝相交傳熱過程，在夜間或陰天集熱器溫度降低，致使沸石晶體吸附工質量增大，伴隨釋放吸附熱，進而使工質氣化，被加熱的氣體工質又流過熱交換器，同樣能使熱交換器中的水被加熱。
權利要求1.一種沸石太陽能供熱裝置，主要由太陽能集熱器1、熱交換器5、上循環管3、排氣閥4、工質箱9及下循環管12等組成，其特徵在於1)在集熱器1底部平鋪粒狀沸石，沸石顆粒之間用金屬篩網狀骨架13相隔；2)採用正戊烷作為傳熱工質；3)排氣閥4採用永磁材料製成；4)下循環管12中裝有一根用絲光材料做成的捻子。
2.按照權利要求1所述供熱裝置，其特徵在於所使用沸石粒度δ＝0.25－0.5mm。
專利摘要一種沸石太陽能供熱裝置，它屬於利用太陽能裝置，主要解決當前一些利用太陽能裝置的低效率問題，它主要由太陽能集熱器、熱交換器、上、下循環管等部分組成，其特徵是在集熱器底部平鋪粒度δ＝0.25-0.5mm的粒狀沸石，沸石顆粒之間用金屬篩網狀骨架相隔，在工質箱中用正戊烷作傳熱工質，排氣閥用永磁材料做成，下循環管中裝有一根用絲光材料做成的捻子。本實用新型可廣泛用於家庭供暖，日常使用熱水，也可用於農村的暖棚種植蔬菜供暖等。
文檔編號F24J2/32GK2151421SQ9322757
公開日1993年12月29日 申請日期1993年3月16日 優先權日1993年3月16日
發明者黃悅, 曾鳴偉 申請人:黃悅, 曾鳴偉