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CN201401863Y - 光电储能超导太阳能暖气片 - Google Patents

光电储能超导太阳能暖气片 Download PDF

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Abstract

一种光电储能超导太阳能暖气片，由相变储能散热器、超导加热器和保温箱三部分组成，其特征是相变储能散热器由基管、绕制在基管上的散热翅片、装在基管中的相变储热材料构成；超导加热器位于相变储能散热器的下边，由管状蒸发池、与管状蒸发池连接在一起的并内部连通的数根超导传热管、装在管状蒸发池中的超导液及电加热管、控制电路构成，超导传热管分别装入在相变储能散热器的数根基管中。该暖气片结构简单，体积小，使用方便，取暖时可太阳能和电能互补，可储存太阳能和电能进行全天候取暖，可以在电网谷值时自动充电储能、自动分时计度、峰值时自动开机取暖，对于电网削峰填谷，合理使用电能，节约用户的开支有明显效果。

Description

光电储能超导太阳能暖气片
所属技术领域
本发明涉及一种太阳能取暖装置，具体讲是一种可以利用太阳能和电能互补的、可以储存太阳能和电能进行全天候取暖的超导太阳能暖气片。
背景技术
自从本人公开超导太阳能集热管、三真空超导太阳能集热管、超导太阳能空调、太阳能热超导取暖空调发明及专利后，北京一带太阳能热超导取暖的研究如同雨后春笋。目前利用太阳能取暖的方法不外乎先用平板太阳能集热板、真空太阳能管、太阳能超导集热管等太阳能收集设备，把太阳能转换成使用的热水，再把热水输送到地板采暖系统、超导散热器系统，提供房间采暖，此法存在的主要缺陷是：
1、太阳能集热取暖系统设备大，造价高，浪费设备和资金，配的数量少达不到取暖效果。
2、无热量储存装置，不能满足夜间和阴天取暖需求。太阳能时间性很强，白天充足，夜间为零，与我们需要采暖的过程从时间上是完全相反的：白天房间暖和，太阳光却很强，晚上房间冷，却无阳光照。阴天需要较高的室温，阳光确是零，所以无热量储备装置，不能满足夜间和阴天取暖需求。
3、太阳能集热取暖系统的电补装置不能充分利用电网峰谷分时计价的优惠政策。
4、整个取暖环节多，实际使用热能的效率很低。
发明内容
为了克服现有的太阳能集热取暖系统的缺陷，本实用新型提供一种可以利用太阳能和电能互补、可以储存太阳能和电能进行全天候取暖、可以在电网谷值时自动充电储能，自动分时计度，峰值时开机取暖，对于电网削峰填谷，合理使用电能，节约用户的开支有明显效果的光电储能超导太阳能暖气片。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光电储能超导太阳能暖气片，由相变储能散热器、超导加热器和保温箱三部分组成，其特征是相变储能散热器由基管、绕制在基管上的散热翅片、装入在基管中的相变储热材料构成；超导加热器位于相变储能散热器的下边，它由管状蒸发池、与管状蒸发池连接在一起的并内部连通的数根超导传热管、装在管状蒸发池中的超导液及电加热管、控制电路构成，超导传热管与管状蒸发池构成一真空体系；数根超导传热管分别装入在相变储能散热器的数根基管中，电热管加热时，超导液气化将相变潜热通过超导传热管迅速传导给相变储能散热器的相变储热材料，在取暖的同时可将热能储存在其中。
上述所有设备全部安装在保温箱中。
所述的相变储能散热器的基管是方形或者圆型或者扁圆柱型，采用涂黑的薄碳钢板或者不锈钢板或者薄膜塑料体或者高分子材料薄膜体材料，根据采暖面积的大小一般装3-15根。
所述的散热翅片为涂黑的金属材质翅片，或者由黑色聚乙烯材料制成的且与基管连结为一体的高分子材质散热翅片。
所述的装入在基管中的相变储热材料是由熔点在23℃～60℃的有机或者无机相变物质，或者有机与无机混合相变物质，如：水合盐、硼砂、聚丙烯酸钠，脂肪酸与石墨混合物，硝酸共晶盐和包合盐，或者固-固相变蓄热材料，相变蓄热材料占基管容积的90％。
所述的数根超导传热管为铜或铝或铁金属材质。
所述的超导加热器的超导传热管与管状蒸发池构成的真空体系的真空度等于或大于1.33×0.001Pa。
所述的电加热管装配在管状蒸发池的中部，加热丝采用镍铬合金或者铝铁铬合金，电加热管外表面单位面积热负荷值小于或等于12W/cm2。
所述的控制电路设计有自动分时度量电能装置和自动定时开关装置。
所述的保温箱靠太阳一面的玻璃为双层无反光玻璃，保温箱底部的保温底板和周边的框架装有厚度在5cm-10cm的绝热层，框架的进风口和出风口与被加热供暖的房间相通。进风口处安装有强制循环风机。
光电储能超导太阳能暖气片的工作原理与效果：光电储能超导太阳能暖气片利用超导热管相变高效传热和相变储热材料潜热蓄热原理达到高效取暖效果。物质受热由固态转变为液态，或者由液态转变为气态，将吸收相变热，进行逆过程时则释放相变热。相变储热材料的潜热蓄热密度高，装置简单，体积小，设计灵活，使用方便，易于管理。光电储能超导太阳能暖气片一般安装在用户南边的墙上，框架的进风口和出风口与被加热的房间相通，进风口安装有强制循环风机，太阳光照在光电储能超导太阳能暖气片上后，相变储能散热器上的涂黑材料将太阳能转化成热能，一部分热能在强制循环风机作用下吹到房间取暖，一部分热能储存在储能散热器的相变储热材料中：相变储热材料受热后，由固态转变为液态，吸收相变热，晚上无阳光时，再进行逆过程将相变潜热释放出来供房间取暖。阴天无阳光或晚上室温不够时，控制电路的自动分时度量装置和自动定时开关装置启动，超导加热器工作，超导液气化，产生的相变潜热通过超导传热管迅速传导给相变储能散热器的相变储热材料，相变储热材料受热由固态转变为液态，将吸收的相变热通过散热翅片释放出来供房间取暖，同时将多余的热能储存在其中，在电网峰值时自动断电供热，或阴天无太阳能时供热，整个控制电路全部为自动。
光电储能超导太阳能暖气片结构简单，设计灵活，体积小，使用方便，取暖时可以方便的实施太阳能和电能互补，可以储存太阳能和电能进行全天候取暖，可以在电网谷值时自动充电储能、自动分时计度、峰值时开机取暖，对电网削峰填谷，合理使用电能，节约用户的开支具有明显效果。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理图。
图中1、基管2、散热翅片3、相变储热材料4、管状蒸发池5、超导传热管6、超导液7、电加热管8、控制电路9、双层反光玻璃10、保温底板11、框架12、进风口13、出风口14、风机
具体实施方式
下面结合附图1和实施例对本实用新型进一步说明：一种光电储能超导太阳能暖气片，由相变储能散热器、超导加热器和保温箱三部分组成，其特征是相变储能散热器由基管1、绕制在基管1上的散热翅片2、装入在基管1中的相变储热材料3构成；超导加热器位于相变储能散热器的下边，它由管状蒸发池4、与管状蒸发池4连接在一起的并内部连通的数根超导传热管5、装在管状蒸发池4中的超导液6及电加热管7、控制电路8构成，超导传热管5与管状蒸发池4构成一真空体系；数根超导传热管5分别装入在相变储能散热器的数根基管1中，电热管7加热时，超导液6气化将相变潜热通过超导传热管5迅速传导给相变储能散热器的相变储热材料3，在取暖的同时可将热能储存在其中。
上述所有设备全部安装在保温箱15中。
所述的相变储能散热器的基管1是方形或者圆型或者扁圆柱型，采用涂黑的薄碳钢板或者不锈钢板或者薄膜塑料体或者高分子材料薄膜体材料，根据采暖面积的大小一般装3-15根。
所述的散热翅片2为涂黑的金属材质翅片，或者由黑色聚乙烯材料制成的且与基管连结为一体的高分子材质散热翅片。
所述的装入在基管1中的相变储热材料3是由熔点在23℃～60℃的有机或者无机相变物质，或者有机与无机混合相变物质，如：Na2·10H2O、Na2CO3·10H2O、硼砂、聚丙烯酸钠，石蜡与石墨混合物，硝酸共晶盐，水合盐和包合盐，或者固-固相变蓄热材料，相变蓄热材料3占基管1容积的90％。
所述的数根超导传热管5为铜或铝或铁金属材质。
所述的超导加热器的超导传热管5与管状蒸发池4构成的真空体系的真空度等于或大于1.33×0.001Pa。
所述的电加热管7装配在管状蒸发池4的中部，加热丝采用镍铬合金或者铝铁铬合金，电加热管7外表面单位面积热负荷值小于或等于12W/cm2。
所述的控制电路8设计有自动分时度量电能装置和自动定时开关装置。
所述的保温箱15靠太阳一面的玻璃为双层无反光玻璃13，保温箱底部的保温底板10和周边的框架11装有厚度在5cm-10cm的绝热层，框架15的进风口12和出风口13与被加热供暖的房间相通。进风口12处安装有强制循环风机14。
光电储能超导太阳能暖气片的工作原理与有益效果：光电储能超导太阳能暖气片利用超导热管相变高效传热和相变储热材料潜热蓄热原理达到高效取暖效果。物质受热由固态转变为液态，或者由液态转为气态，将吸收相变热，进行逆过程时则释放相变热。相变储热材料的潜热蓄热密度高，装置简单，体积小，设计灵活，使用方便，易于管理。光电储能超导太阳能暖气片一般安装在用户南边的墙上，框架11的进风口12和出风口13与被加热的房间相通，进风口12处安装有强制循环风机14，太阳光照在光电储能超导太阳能暖气片上后，相变储能散热器上的涂黑材料将太阳能转化成热能，一部分热能在强制循环风机14作用下用于房间取暖，一部分热能储存在储能散热器的相变储热材料3中：相变储热材料3受热后，由固态转变为液态，吸收相变热，晚上无阳光时，再进行逆过程将相变潜热释放出来供房间取暖。阴天无阳光或晚上室温不够时，控制电路8自动分时度量装置和自动定时开关装置启动，超导加热器工作，超导液6气化，所产生的相变潜热通过超导传热管5迅速传导给相变储能散热器的相变储热材料3，相变储热材料3受热由固态转变为液态，将吸收的相变热通过散热翅片2放出供房间取暖，同时将多余的热能储存在其中，在电网峰值时断电供热，或阴天无太阳光照时供热，整个控制电路8全部为自动设计。

Claims (9)

1、一种光电储能超导太阳能暖气片，由相变储能散热器、超导加热器和保温箱三部分组成，其特征是相变储能散热器由基管(1)、绕制在基管(1)上的散热翅片(2)、装入在基管(1)内的相变储热材料(3)构成；超导加热器位于相变储能散热器的下边，由管状蒸发池(4)、与管状蒸发池(4)连接在一起的并内部连通的数根超导传热管(5)、装在管状蒸发池(4)中的超导液(6)及电加热管(7)、控制电路(8)构成，超导传热管(5)与管状蒸发池(4)构成一真空体系；数根超导传热管(5)分别装在相变储能散热器的数根基管(1)中。
2、根据权利要求1所述的光电储能超导太阳能暖气片，其特征是：所述的相变储能散热器的基管(1)是方形或者圆型或者扁圆柱型，采用涂黑的薄碳钢板或者不锈钢板或者薄膜塑料体或者高分子材料薄膜体材料，根据采暖面积的大小一般装3-15根。
3、根据权利要求1所述的光电储能超导太阳能暖气片，其特征是：所述的散热翅片(2)为涂黑的金属材质翅片，或者由黑色聚乙烯材料制成的且与基管连结为一体的高分子材质翅片。
4、根据权利要求1所述的光电储能超导太阳能暖气片，其特征是：所述的相变储热材料(3)熔点在23℃～60℃，相变储热材料(3)占基管(1)容积的90％。
5、根据权利要求1所述的光电储能超导太阳能暖气片，其特征是：所述的超导传热管(5)为金属铜、铝或铁材质。
6、根据权利要求1所述的光电储能超导太阳能暖气片，其特征是：所述的超导加热器的超导传热管(5)与管状蒸发池(4)构成的真空体系的真空度等于或大于1.33×0.001Pa。
7、根据权利要求1所述的光电储能超导太阳能暖气片，其特征是：所述的电加热管(7)装配在管状蒸发池(4)的中部，加热丝采用镍铬合金或者铝铁铬合金，电加热管(7)外表面单位面积热负荷值小于或等于12W/cm2。
8、根据权利要求1所述的光电储能超导太阳能暖气片，其特征是：所述的控制电路(8)设计有自动分时度量电能装置和自动定时开关装置。
9、根据权利要求1所述的光电储能超导太阳能暖气片，其特征是：所述的保温箱(15)靠太阳一面的玻璃为双层无反光玻璃(13)，保温箱底部的保温底板(10)和周边的框架(11)装有厚度在5cm--10cm的绝热层，框架(15)的进风口(12)和出风口(13)与被加热供暖的房间相通，进风口(12)处安装有强制循环风机(14)。
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