一种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置的制造方法

一种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于太阳能光利用技术领域，涉及一种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置。
二、【背景技术】
[0002]在太阳能的光热利用技术中，关键是将太阳的辐射能转换为热能。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，因此，太阳能集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。太阳能集热器一般可分为平板集热器、聚光集热器和平面反射镜等几种类型。平板集热器一般用于太阳能热水器等。聚光集热器可使阳光聚焦获得高温，焦点可以是点状或线状，用于太阳能电站、房屋的采暖(暖气)和空调(冷气)、太阳炉等，按聚光镜构造有“菲涅尔”透镜、抛物面。平面反射镜用于太阳能塔式发电，有跟踪设备，一般和抛物面镜联合使用。平面镜把阳光集中反射在抛物面镜上，使其聚焦。尽管以上太阳能集热器在实现最大限度收集太阳光，然而，目前太阳光热的利用效率仅仅在30%左右。为了获得更多的太阳光热，常常需要占用较大面积的场地布置不同结构的太阳能集热器，这使得太阳能光热利用装置制造成本高，占地面积大，资源消耗增加，经济效益下降。
[0003]太阳能光热利用的另一核心技术是储热装置。由于太阳能的供给具有间断性，而太阳能的利用具有连续性，因此，需要将白天的太阳光以热能形式储存起来以备夜间或阴天使用。乔君旺发明了太阳能储热库，采用易结晶和低熔点的相变材料作为储热介质，但绝大多数相变材料容易与管材发生化学反应，产生不凝气体，影响相变速率。同时，相变会造成较大的不可逆损失，导致换热效率下降。山西景辉能源科技有限公司发明了储热型太阳能开水系统，该系统采用导热油和石块来吸收太阳能，然而，该储热系统所采用的导热油易发生泄漏，安全性能差。
[0004]综上所述，在现有太阳能光热利用技术中，高效接收太阳光并将之有效储存是太阳能光热利用技术中急待解决的问题。
三、
【发明内容】

[0005]本实用新型的目的是提供一种利用黑洞效应实现太阳能高效利用的装置，来解决现有太阳能光热利用技术中所存在的利用效率低的问题。
[0006]本实用新型是通过以下技术方案来实现:
[0007]—种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置，包括筒形黑箱、换热管路、冷液管、热液管和储液箱构成的闭合回路；筒形黑箱的下方是换热管路；换热管路左边引出热液管，右边引出冷液管；筒形黑箱的右侧还通过三通分别连接着加液管和满液管；储液箱的左右两侧分别接着热液管和冷液管；在储液箱上安装有压力表、温度计和排气管；在储液箱内部布置有滑动挡板，并充装有储热材料；热液管上安装有温控阀和截止阀；冷液管上分别安装了逆止阀和旁路管。
[0008]所述加液管上设有加液阀。
[0009]所述满液管上设有满液阀。
[0010]所述旁路管上面安装了旁路阀。
[0011 ] 所述排气管上设有排气阀。
[0012]所述筒形黑箱上小孔孔径为3_5mm。
[0013]所述筒形黑箱采用吸收率高达95%的材料。
[0014]所述换热管路表面镀涂炭黑。
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果:
[0016]本实用新型的一种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置，该装置在筒形黑箱上打微孔形成黑洞效应，可最大限度吸收太阳光，小孔半径为3-5_。黑箱采用吸收率高达95 %的材料制作，通过微孔所形成的黑洞效应和箱壁面高达95%的太阳光吸收率，来实现接近100%的太阳光利用效率。在黑箱体内设置了储热管路，在这些储热管路表面涂有炭黑，可使太阳光吸收率高达95%，穿过微孔黑洞的太阳光几乎可被储热管路表面完全吸收，没有吸收的太阳光，也可通过内壁反射到管路表面，最终被全部吸收。被黑箱吸收的太阳光热在储热管路循环系统中被逐渐加热，当储热材料温度达到一定值后，热液管上的温控阀打开，储热材料流入储液箱中，推动其内部的滑动挡板向右侧运动，冷液被推入到换热箱中，继续吸收太阳光热。经过多次反复，就可将太阳光转化为热储存在储热材料中。该储热装置结构简单紧凑、占地面积小、可储存中温热、启动快、易于调节。可用于在居民供暖和供热水。
四、【附图说明】
[0017]图1:是本实用新型的整体结构示意图。
[0018]图中:1.筒形黑箱；2.加液管；3.换热管路；4.冷液管；5.旁路管；6.旁路阀；7.逆止阀；8.储液箱；9.储热材料；10.热液管；11.温控阀；12.排气管；13.温度计；14.压力表；15.加液阀；16.排气阀；17.滑动挡板；18.截止阀；19.三通；20.满液阀；21.满液管。
五、【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型实施例作详细说明。
[0020]由图1所示的一种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置，该装置是一个由筒形黑箱1、换热管路3、冷液管4、热液管10和储液箱8构成的闭合回路。筒形黑箱1的下方是换热管路3，换热管路3左边引出热液管10，右边引出冷液管4。同时，筒形黑箱1的右侧通过三通19分别连接着加液管2和满液管21，在满液管21上设有满液阀20，在加液管2上设有加液阀15。热液管10和冷液管4分别接在储液箱8的左右两侧。在热液管10上安装有温控阀11和截止阀18，在冷液管4上分别安装了逆止阀7和旁路管5，在旁路管5上面安装了旁路阀6。在储液箱8上安装有压力表14、温度计13和排气管12，在排气管12上设有排气阀16。在储液箱8内部布置有滑动挡板17，并充装有储热材料9。
[0021]本实用新型的一种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置，在使用时:
[0022]工作前，打开换热箱上方排气管12上的排气阀16、旁路管5上的旁路阀6、加液管2上的加液阀15、满液管21上的满液阀20。将储热材料9从加液管2内缓慢加入到换热管路3中，促使换热管路3和冷液管4中的空气从排气管12中逸出。当系统中满液后，储热材料9从满液管21中溢出。此时，停止加液，关闭排气阀16、加液阀15、满液阀20和旁路阀6，打开截止阀18，系统开始工作。照射到筒形黑箱1上的太阳光穿过小洞，在黑箱内经过多次反复照射吸收后被换热管路3内的储热材料9吸收，并转化为储热材料9的热能。储热材料9内部温差将加速自然对流换热驱动力，使储热材料9的温度升高。当储热材料9温度符合要求时，打开截止阀18，储热材料9会在冷热流体的压差驱动下推动滑动挡板17向右移动，进入到换热管路3中。同时，冷液从冷液管4流入到换热管路3中，进入下一个加热过程。
【主权项】
1.一种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置，其特征在于，包括筒形黑箱(I)、换热管路(3)、冷液管(4)、热液管(10)和储液箱(8)构成的闭合回路；筒形黑箱(I)的下方是换热管路(3);换热管路(3)左边引出热液管(10)，右边引出冷液管(4);筒形黑箱(I)的右侧还通过三通(19)分别连接着加液管(2)和满液管(21);储液箱⑶的左右两侧分别接着热液管(10)和冷液管(4);在储液箱(8)上安装有压力表(14)、温度计(13)和排气管(12);在储液箱(8)内部布置有滑动挡板(17)，并充装有储热材料(9);热液管(10)上安装有温控阀(11)和截止阀(18);冷液管(4)上分别安装了逆止阀(7)和旁路管(5)。2.根据权利要求1所述的一种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置，其特征在于，所述加液管(2)上设有加液阀(15)。3.根据权利要求1所述的一种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置，其特征在于，所述满液管(21)上设有满液阀(20)。4.根据权利要求1所述的一种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置，其特征在于，所述旁路管(5)上面安装了旁路阀(6)。5.根据权利要求1所述的一种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置，其特征在于，所述排气管(12)上设有排气阀(16)。6.根据权利要求1?5任一项所述的一种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置，其特征在于，筒形黑箱⑴上小孔孔径为3-5_。7.根据权利要求1?5任一项所述的一种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置，其特征在于，筒形黑箱(I)采用吸收率高达95%的材料。8.根据权利要求1?5任一项所述的一种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置，其特征在于，换热管路(3)表面镀涂炭黑。
【专利摘要】本实用新型的一种利用黑洞效应实现太阳能热利用的储热装置，该装置在筒形黑箱上打微孔形成黑洞效应，可最大限度吸收太阳光，通过微孔所形成的黑洞效应和箱壁面高达95％的太阳光吸收率，来实现接近100％的太阳光利用效率。在黑箱体内设置了储热管路，被黑箱吸收的太阳光热在储热管路循环系统中被逐渐加热，当储热材料温度达到一定值后，热液管上的温控阀打开，储热材料流入储液箱中，推动其内部的滑动挡板向右侧运动，冷液被推入到换热箱中，继续吸收太阳光热。经过多次反复，就可将太阳光转化为热储存在储热材料中。该储热装置结构简单紧凑、占地面积小、可储存中温热、启动快、易于调节。可用于在居民供暖和供热水。
【IPC分类】F24J2/48, F24J2/46, F24J2/04, F24J2/34, F24J2/30
【公开号】CN204693855
【申请号】CN201520311362
【发明人】张俊霞, 沈鉴彪, 李卫
【申请人】榆林学院
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月9日