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1、(10)申请公布号 CN 102944077 A (43)申请公布日 2013.02.27 CN 102944077 A *CN102944077A* (21)申请号 201210452645.X (22)申请日 2012.11.13 F24J 2/46(2006.01) F24J 2/32(2006.01) F22B 1/00(2006.01) (71)申请人 王文杰 地址 467000 河南省平顶山市新华区联盟路 89 号院 12 号 (72)发明人 王文杰 (54) 发明名称 一种太阳能储热器、 太阳能利用装置及利用 方法 (57) 摘要 本发明的实施例公开了一种太阳能储热器、 太阳能利。
2、用装置及利用方法， 涉及太阳能利用技 术领域， 为解决使太阳能储热器加工工序简单， 生 产效率高， 而且能够较快地对太阳能进行储积的 问题而发明。太阳能储热器包括 ： 容器， 所述容器 具有一个开口 ； 循环出水管， 设置在所述开口处 ； 循环进水管， 套设在所述循环出水管内。 太阳能利 用装置采用所述太阳能储热器。太阳能利用方法 包括 ： 太阳能储热器内的冷水在自身重力的作用 下， 顺着外循环管道流入太阳能集热器 ； 太阳能 集热器中的水受太阳能的加热而温度升高， 并沿 着套设在所述外循环管道内的内循环管道进入太 阳能储热器内， 与所述太阳能储热器内的冷水进 行热交换。 本发明适用于对太阳能。
3、的利用的场合。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种太阳能储热器， 其特征在于， 包括 ： 容器， 所述容器具有一个开口 ； 循环出水管， 设置在所述开口处 ； 循环进水管， 套设在所述循环出水管内。 2. 根据权利要求 1 所述的太阳能储热器， 其特征在于， 还包括蒸汽排出管， 所述蒸汽排 出管一端位于所述容器外部， 另一端自所述容器的外部穿入所述循环出水管并延伸至所述 容器内的上部空腔中 ； 其中， 所述蒸汽排出管处于。
4、所述容器开口的部分， 位于所述循环出水 管的内壁和所述循环进水管的外壁之间。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的太阳能储热器， 其特征在于， 所述容器为钢瓶， 并且在所 述钢瓶的瓶壁中具有真空夹层。 4. 根据权利要求 1、 2 或 3 所述的太阳能储热器， 其特征在于， 所述容器的一个开口， 开 设在所述容器的底部。 5. 一种太阳能利用装置， 包括 ： 太阳能集热器和太阳能储热器， 所述太阳能集热器和 太阳能储热器之间通过柔性管道相连通， 其特征在于， 所述太阳能储热器为前述权利要求 1-4 任一项所述的太阳能储热器 ； 所述柔性管道包括 ： 外循环管道和套设在所述外循环管道内部的内循。
5、环管道 ； 其中， 所述外循环管道与所述循环出水管相连通， 所述内循环管道与所述循环进水管相连通。 6. 根据权利要求 5 所述的太阳能利用装置， 其特征在于， 所述容器设置在所述太阳能 集热器的正上方 ； 所述容器的开口开设在所述容器的下部端面上。 7.根据权利要求5或6所述的太阳能锅炉， 其特征在于， 所述外循环管道与所述循环出 水管为同一根管道， 和 / 或所述内循环管道与所述循环进水管为同一根管道。 8.根据权利要求5至7任一项所述的太阳能利用装置， 其特征在于， 在所述内循环管道 中， 或者在所述内循环管道的外壁和所述外循环管道的内壁之间装设有热管 ； 所述热管的 一端设置在靠近所述。
6、太阳能集热器的位置处。 9.根据权利要求5至7任一项所述的太阳能利用装置， 其特征在于， 所述太阳能集热器 为两个以上， 呈阵列化布置 ； 所述两个以上的太阳能集热器各自通过柔性管道与同一个太阳能储热器相连通。 10. 一种太阳能利用方法， 其特征在于， 包括 ： 太阳能储热器内的冷水在自身重力的作用下， 顺着外循环管道流入太阳能集热器 ； 所述太阳能集热器中的水受太阳能的加热而温度升高， 并沿着套设在所述外循环管道 内的内循环管道进入所述太阳能储热器内， 与所述太阳能储热器内的冷水进行热交换。 权 利 要 求 书 CN 102944077 A 2 1/5 页 3 一种太阳能储热器、 太阳能利。
7、用装置及利用方法 技术领域 0001 本发明涉及太阳能利用装置技术领域， 尤其涉及太阳能利用装置中的太阳能储热 器。 背景技术 0002 太阳能利用装置是指通过太阳能集热器、 管路、 储热器、 电器控制跟踪等分系统组 成的可以产生大量热水或蒸汽的太阳能系统， 俗称为 “太阳能锅炉” 。 0003 现有太阳能利用装置中所用的太阳能集热器和储热器之间通过循环进水管和循 环出水管相连通。相应地， 在储热器上分别开设有循环进水口和循环出水口。 0004 现有技术中的太阳能储热器， 循环进水口和循环出水口分别单独开设， 由此使得 太阳能储热器本身的加工工序比较复杂， 生产效率较低。 同时， 由于循环进水。
8、口和循环出水 口分开设置， 不利于较快地进行热量的交换和储积。 发明内容 0005 本发明所要解决的一个技术问题是提供一种太阳能储热器， 其加工工序不仅简 单， 生产效率高， 而且能够较快地对太阳能进行储积。 0006 为达到上述目的， 本发明太阳能储热器实施例采用如下技术方案 ： 0007 一种太阳能储热器， 包括 ： 0008 容器， 所述容器具有一个开口 ； 0009 循环出水管， 设置在所述开口处 ； 0010 循环进水管， 套设在所述循环出水管内。 0011 进一步地， 所述太阳能储热器还包括蒸汽排出管， 所述蒸汽排出管一端位于所述 容器外部， 另一端自所述容器的外部穿入所述循环出水。
9、管并延伸至所述容器内的上部空腔 中 ； 其中， 所述蒸汽排出管处于所述容器开口的部分， 位于所述循环出水管的内壁和所述循 环进水管的外壁之间。 0012 进一步地， 所述太阳能储热器还包括补水管， 所述补水管位于所述容器外部， 并与 所述循环出水管相连通。 0013 优选地， 所述容器为钢瓶， 并且在所述钢瓶的瓶壁中具有真空夹层。 0014 优选地， 所述容器的一个开口， 开设在所述容器的底部。 0015 本发明太阳能储热器， 由于在其容器上仅有一个开口， 使得其加工工序不仅简单， 生产效率高 ； 此外， 循环进水管和循环出水管均设置在该一个开口处， 并且循环进水管套设 在所述循环出水管内， 。
10、这样循环进水管中的热水所散发的热量能够被循环出水管中的冷水 所吸收， 避免了循环进水管中的热水所散发的热量散失在空气中， 由此使得整个循环系统 中的水的温度能够较快地上升， 从而能够较快地对太阳能进行储积。 0016 本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种太阳能利用装置， 使得太阳能储热 器的加工工序不仅简单， 生产效率高， 而且能够较快地对太阳能进行储积。 说 明 书 CN 102944077 A 3 2/5 页 4 0017 为达到上述目的， 本发明太阳能利用装置实施例采用如下技术方案 ： 0018 一种太阳能利用装置， 包括 ： 太阳能集热器和太阳能储热器， 所述太阳能集热器和 太阳能。
11、储热器之间通过柔性管道相连通， 所述太阳能储热器为前述任一项所述的太阳能储 热器 ； 所述柔性管道包括 ： 外循环管道和套设在所述外循环管道内部的内循环管道 ； 其中， 所述外循环管道与所述循环出水管相连通， 所述内循环管道与所述循环进水管相连通。 0019 优选地， 所述容器设置在所述太阳能集热器的正上方 ； 所述容器的开口开设在所 述容器的下部端面上。 0020 优选地， 所述外循环管道与所述循环出水管为同一根管道， 和 / 或所述内循环管 道与所述循环进水管为同一根管道。 0021 可选地， 在所述内循环管道中， 或者在所述内循环管道的外壁和所述外循环管道 的内壁之间装设有热管 ； 所述。
12、热管的一端设置在靠近所述太阳能集热器的位置处。 0022 优选地， 所述太阳能集热器为两个以上， 呈阵列化布置 ； 所述两个以上的太阳能集 热器各自通过柔性管道与同一个太阳能储热器相连通。 0023 优选地， 所述蒸汽排出管位于所述容器外部的一端上装有释压阀。 0024 本发明太阳能利用装置， 由于采用前述任一项所述的太阳能储热器， 即所述太阳 能储热器的容器上仅有一个开口， 使得其加工工序不仅简单， 生产效率高 ； 此外， 循环进水 管和循环出水管均设置在该一个开口处， 并且循环进水管套设在所述循环出水管内， 以及 内循环管道套设在所述外循环管道内部。这样水在循环过程中， 内循环管道及循环进。
13、水管 中的热水所散发的热量能够被外循环管道及循环出水管中的冷水所吸收， 避免了所散发的 热量散失在空气中， 由此使得整个循环系统中的水的温度能够较快地上升， 从而能够较快 地对太阳能进行储积。 0025 本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种太阳能利用方法， 能够较快地对太 阳的热能进行储积。 0026 为达到上述目的， 本发明太阳能利用方法实施例采用如下技术方案 ： 0027 一种太阳能利用方法， 包括 ： 0028 太阳能储热器内的冷水在自身重力的作用下， 顺着外循环管道流入太阳能集热 器 ； 0029 所述太阳能集热器中的水受太阳能的加热而温度升高， 并沿着套设在所述外循环 管道内的内。
14、循环管道进入所述太阳能储热器内， 与所述太阳能储热器内的冷水进行热交 换。 0030 本发明太阳能利用方法， 由于太阳能储热器内的冷水在自身重力的作用下， 顺着 外循环管道流入太阳能集热器 ； 而太阳能集热器中的水受太阳能的加热而温度升高， 并沿 着套设在所述外循环管道内的内循环管道进入所述太阳能储热器内， 与所述太阳能储热器 内的冷水进行热交换。这样水在循环过程中， 内循环管道中的热水所散发的热量能够被外 循环管道中的冷水所吸收， 避免了所散发的热量散失在空气中， 由此使得整个循环系统中 的水的温度能够较快地上升， 从而能够较快地对太阳能进行储积。 附图说明 0031 为了更清楚地说明本发明。
15、实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 说 明 书 CN 102944077 A 4 3/5 页 5 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术入员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其它的附图。 0032 图 1 为本发明的实施例太阳能储热器的剖面结构示意图 ； 0033 图 2 为本发明的实施例太阳能利用装置的结构示意图。 具体实施方式 0034 下面结合附图对本发明一种太阳能储热器及太阳能利用装置的具体实施方式进 行详细描述。 0035 应当明确， 所描述的实施例仅仅是本。
16、发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基 于本发明中的实施例， 本领域普通技术入员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其 它实施例， 都属于本发明保护的范围。 0036 参看图 1 所示， 本发明具体实施方式提供一种太阳能储热器， 包括 ： 容器 1， 所述容 器具有一个开口 10 ； 循环出水管 2， 设置在所述开口 10 处 ； 循环进水管 3， 套设在所述循环 出水管 2 内。 0037 其工作过程包括 ： 吸收太阳能后的热水自循环进水管3进入容器1后， 与容器1中 的冷水进行热交换 ； 容器1内的冷水自循环出水管2流出， 用于到达太阳能储热器处吸收新 的太阳能， 经过如此不断的水。
17、循环和热交换， 太阳能会不断的储积在所述容器 1 中。 0038 本发明具体实施方式太阳能储热器， 由于在其容器上仅有一个开口， 使得其加工 工序不仅简单， 生产效率高 ； 此外， 循环进水管和循环出水管均设置在该一个开口处， 并且 循环进水管套设在所述循环出水管内， 这样循环进水管中的热水所散发的热量能够被循环 出水管中的冷水所吸收， 避免了循环进水管中的热水所散发的热量散失在空气中， 由此使 得整个循环系统中的水的温度能够较快地上升， 从而能够较快地对太阳能进行储积。 0039 在前述具体实施方式中， 为了便于所述太阳能储热器对所储积的热能的工业利用 或居民生活利用， 所述太阳能储热器还包。
18、括从所述太阳能储热器向外排出热水的热水管和 / 或排出高温蒸汽的蒸汽排出管 ； 优选地， 所述太阳能储热器包括排出高温蒸汽的蒸汽排 出管 4， 所述蒸汽排出管 4 一端位于所述容器 1 外部， 另一端自所述容器 1 的外部穿入所述 循环出水管2并延伸至所述容器1内的上部空腔中 ； 其中， 所述蒸汽排出管4处于所述容器 1 开口的部分， 位于所述循环出水管 2 的内壁和所述循环进水管 3 的外壁之间。这样， 通过 所述同一个开口 10 也能完成对所储积的热能的利用。 0040 在前述具体实施方式中， 为了便于向所述太阳能储热器中补水， 所述太阳能储热 器还包括补水管5， 所述补水管位于所述容器1。
19、外部， 并且优选地， 所述补水管5与所述循环 出水管 2 相连通。这样， 通过所述同一个开口 10 也能完成向所述太阳能储热器中补水。 0041 在前述具体实施方式中， 优选地， 所述容器 1 为钢瓶， 并且在所述钢瓶的瓶壁中具 有真空夹层 ( 图中未示出 )。真空夹层有利于避免钢瓶中所储存的热能较快地散失。 0042 在前述任一具体实施方式中， 优选地， 所述容器 1 的一个开口 10， 开设在所述容器 1 的底部。在这种情况下， 循环出水口设置在所述容器 1 的底部， 循环进水管 3 处于所述容 器 1 内部的开口高于所述循环出水口， 而所述蒸汽排出管 4 处于所述容器 1 内部的开口高 。
20、于所述循环进水管 3 处于所述容器 1 内部的开口。这样， 当所述容器设置在太阳能集热器 说 明 书 CN 102944077 A 5 4/5 页 6 上方时， 有利于水流的热循环和热交换的顺利进行， 以及利于高温蒸汽的排出利用。 0043 参看图 2 所示， 本发明具体实施方式还提供一种太阳能利用装置， 其包括 ： 太阳能 集热器21和太阳能储热器22， 所述太阳能集热器21和太阳能储热器22之间通过柔性管道 23 相连通， 所述太阳能储热器 22 为前述任一具体实施方式所述的太阳能储热器 ； 所述柔性 管道23包括 ： 外循环管道231和套设在所述外循环管道内部的内循环管道232 ； 其中。
21、， 所述 外循环管道 231 与所述循环出水管 2 相连通， 所述内循环管道 232 与所述循环进水管 3 相 连通。所述外循环管道可与所述循环出水管为一体化结构， 即所述外循环管道与所述循环 出水管为同一根管道 ； 当然， 所述外循环管道也可为与所述循环出水管相对接的一段接管 ； 所述内循环管道可与所述循环进水管为一体化结构， 即所述内循环管道与所述循环进水管 为同一根管道 ； 当然， 所述内循环管道也可为与所述循环进水管相对接的一段接管。 0044 其中， 所述太阳能集热器 21 安装在太阳能聚光罩 ( 如抛物面聚光罩 ) 的支架 20 上， 聚光罩由红外线反射材料制作 ( 譬如抛光铝 )。
22、， 具有极高的反射率， 能将红外线和可见 光近百分之百地反射到焦点轴线处， 即反射到太阳能集热器上。自动跟踪装置有两种跟踪 功能 ： 聚光罩能够在自动跟踪装置的控制下， 旋转跟踪和整体仰角跟踪。 所述自动跟踪装置 由阳光探头、 信号控制器、 电源、 驱动马达和机械执行机构等组成。 0045 本发明具体实施方式太阳能利用装置， 由于采用前述任一项所述的太阳能储热 器， 即所述太阳能储热器的容器上仅有一个开口， 使得其加工工序不仅简单， 生产效率高 ； 此外， 循环进水管和循环出水管均设置在该一个开口处， 并且循环进水管套设在所述循环 出水管内， 以及内循环管道套设在所述外循环管道内部。 这样水在。
23、循环过程中， 内循环管道 及循环进水管中的热水所散发的热量能够被外循环管道及循环出水管中的冷水所吸收， 避 免了所散发的热量散失在空气中， 由此使得整个循环系统中的水的温度能够较快地上升， 从而能够较快地对太阳能进行储积。 0046 在前述太阳能利用装置的具体实施方式中， 所述容器 1 可根据现场需要相对所述 太阳能集热器 21 任意设置。为简化设备， 降低系统成本， 优选地， 所述容器 1 设置在所述太 阳能集热器 21 的上方。这样， 容器内的水可在其自身重力的作用下， 顺着所述循环出水管 及外循环管道流入所述太阳能集热器 ； 而所述太阳能集热器中的水受太阳能的加热而温度 升高， 并沿着所。
24、述内循环管道及循环进水管进入所述容器内。由此不需为实现所述太阳能 集热器和所述容器之间的水循环而再额外配置水泵， 降低了成本。 0047 优选地， 所述容器 1 设置在所述太阳能集热器 21 的正上方 ； 所述容器的开口开设 在所述容器的下部端面上。 这样能够缩短所述太阳能集热器和太阳能储热器之间的柔性管 道的长度， 有利于降低成本。 0048 这里的容器的开口开设在所述容器的下部端面上是一个相对的概念。如果容器 的开口开设在容器的上部端面上， 但这种容器若采用倒立放置的方式而使用在本发明中的 话， 则这种容器也包含在本发明中所述容器的范畴之内。 0049 参看图2所示， 在寒冷的天气中， 所。
25、述柔性管道23常常因结冰而导致管路堵塞， 无 法实现水循环， 从而影响太阳能利用装置的广泛应用。在前述太阳能利用装置的具体实施 方式中， 优选地， 在所述内循环管道 232 中， 或者在所述内循环管道 232 的外壁和所述外循 环管道 231 的内壁之间装设有热管 24 ； 所述热管 24 的一端设置在靠近所述太阳能集热器 21的位置处。 由于热管24的热传导作用， 只要太阳能集热器21聚集有太阳光的热能， 结冰 说 明 书 CN 102944077 A 6 5/5 页 7 的柔性管道 23 就会很快解冻， 不致影响本发明太阳能利用装置的在寒冷环境下的应用。 0050 在前述太阳能利用装置的具。
26、体实施方式中， 优选地， 所述太阳能集热器为两个以 上， 呈阵列化布置 ； 所述两个以上的太阳能集热器各自通过柔性管道与同一个太阳能储热 器相连通。这样能够使得太阳光的热能较快、 较多地积聚到所述太阳能集热器中。 0051 参看图2所示， 在前述太阳能利用装置的具体实施方式中， 蒸汽排出管4可将高温 蒸汽引入建筑物内加以利用， 如进入蒸锅 6 以进行食物的蒸煮等。 0052 本发明实施例还提供一种太阳能利用方法， 包括步骤 ： 0053 太阳能储热器内的冷水在自身重力的作用下， 顺着外循环管道流入太阳能集热 器 ； 0054 所述太阳能集热器中的水受太阳能的加热而温度升高， 并沿着套设在所述外。
27、循环 管道内的内循环管道进入所述太阳能储热器内， 与所述太阳能储热器内的冷水进行热交 换。 0055 本发明实施例太阳能利用方法， 由于太阳能储热器内的冷水在自身重力的作用 下， 顺着外循环管道流入太阳能集热器 ； 而太阳能集热器中的水受太阳能的加热而温度升 高， 并沿着套设在所述外循环管道内的内循环管道进入所述太阳能储热器内， 与所述太阳 能储热器内的冷水进行热交换。这样水在循环过程中， 内循环管道中的热水所散发的热量 能够被外循环管道中的冷水所吸收， 避免了所散发的热量散失在空气中， 由此使得整个循 环系统中的水的温度能够较快地上升， 从而能够较快地对太阳能进行储积。 0056 以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易想到的变化或替换， 都应 涵盖在本发明的保护范围之内。因此， 本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。 说 明 书 CN 102944077 A 7 1/2 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102944077 A 8 2/2 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 102944077 A 9 。