光能锅炉及采暖供热系统.pdf

一种光能锅炉及采暖供热系统，涉及利用太阳能作热源的锅炉和系统，光能锅炉为单元热源体全玻璃真空球形和其整体延续的全玻璃真空管形与加热水箱的组合，系统包括光能锅炉，加热水箱，储能水箱，微电脑自动循环控制器，自动补给水水箱等。利用双面凸透镜和凹面反光镜聚焦原理将光线聚焦，使光能转换成热能将水加热，系统中设有由多个单元热源体全玻璃真空球形和其整体延续的全玻璃真空管形以及不锈钢瓦楞形反光板，半球型反光镜组成的太阳能补能器，储能水箱内装有电热能补能器，微电脑自动循环控制器控制光能锅炉到储能水箱和储能水箱到散热器的水循环。

1、  一种光能锅炉，其特征在于：炉体包括单元热源体全玻璃真空球形(2)和其整体延续的全玻璃真空管形(3)和加热水箱(4)，加热水箱(4)为全玻璃真空球体，设有全玻璃真空出水管(18)和全玻璃真空进水管(16)，炉体固定在底座支架(11)上。

2、  根据权利要求1所述的光能锅炉，其特征在于：单元热源体全玻璃真空球形(2)的球体上表面上有双面凸透镜(1)，球体有外壳(2)和内胆(8)，外壳(2)和内胆(8)之间有隔热真空层，全玻璃真空管形(3)有外壳(3)和内胆(9)，外壳(3)和内胆(9)之间有隔热真空层，外壳(2)和(3)用高透光玻璃制成，内胆(8)和(9)用高吸热玻璃制成。

3、  根据权利要求1所述的光能锅炉，其特征在于：加热水箱(4)的底部有圆环形凸台(44)，外边缘侧面沿周长方向均匀分布有24个通孔(20)，孔内有密封圈(13)，圆环形凸台(44)的底部装有双层真空透光玻璃(12)，双层真空透光玻璃(12)上有孔(21)和(22)。

4、  根据权利要求1所述的光能锅炉，其特征在于：底座支架(11)包括大型凹面反光镜(7)和分布在大型凹面反光镜(7)边缘上的小型凹面反光镜(6)和支架，小型凹面反光镜(6)与加热水箱(4)上圆环形凸台(44)上的24个孔(20)相对应，，大型凹面反光镜(7)和小型凹面反光镜(6)均为半球形。

5、  根据权利要求1所述的光能锅炉，其特征在于：全玻璃真空出水管(18)和全玻璃真空进水管(16)均为直管。

6、  一种光能锅炉的采暖供热系统，由减压阀、管路，单向控制阀，散热器等组成，其特征在于：系统中设有储能水箱(25)，微电脑自动循环控制器(28)，(29)和补给水水箱(37)。

7、  根据权利要求6所述的光能锅炉的采暖供热系统，其特征在于：储能水箱(25)包括太阳能补能器和电热能补能器，储能水箱(25)设有多个均匀分布的孔(45)，孔中有密封圈(13)，储能水箱(25)的顶部设有自动排气阀(27)。

8、  根据权利要求6所述的光能锅炉的采暖供热系统，其特征在于：太阳能补能器包括多个单元热源体全玻璃真空球形(2)和其整体延续的全玻璃真空管形(3)和不锈钢瓦楞形反光板(23)和小型半球形凹面反光镜(6)。

9、  根据权利要求6所述的光能锅炉的采暖供热系统，其特征在于：微电脑自动循环控制器(28)(29)包括微电脑控制器，温压调节器，温压感应器和循环泵。

10、  根据权利要求6所述的光能锅炉的采暖供热系统，其特征在于：光能锅炉和储能水箱(25)间设有微电脑自动循环控制器(28)，储能水箱(25)和散热器(30)间设有微电脑自动循环控制器(29)。

光能锅炉及采暖供热系统
技术领域    本发明涉及锅炉采暖供热系统，尤其涉及光能锅炉及采暖系统。
背景技术    采暖供热锅炉，最初采用燃煤锅炉，这种锅炉需要燃烧掉大量煤炭，燃烧过程中，烟卤中冒出大量黑烟，同时夹带大量灰尘对环境污染十分严重，燃煤锅炉占地面积大，辅助设备多，操作工人劳动强度大，工作环境差。随着人们对环保的重视，燃气锅炉逐渐代替了燃煤锅炉，虽然对环境保护起了一定的作用，但仍然要消耗大量燃气，而燃气与煤炭价格相比，燃气要昂贵许多，对于低收入消费群体难以承受，从节省资金，减少采暖供热投入，燃气锅炉也有不足之处，寻求新的能源采暖供热，是人类极待解决的课题。
发明目的和内容    本发明的目的是提供一种光能锅炉及采暖供热系统，实现采暖供热无燃料消耗，以环保型太阳能作热源，克服燃煤锅炉污染严重，燃气锅炉高耗气量的不足。
本发明是通过这样的技术方案来实现的，炉体为单元热源体全玻璃真空球形2和其整体延续的全玻璃真空管形3和加热水箱4组成，利用全玻璃真空球形2上部均匀分布的双面凸透境1，俗称“发火镜”的折射和凹面反光镜6的反射聚焦，温度在700～800℃左右，将光线共同聚焦到全玻璃真空球形2的内胆8上，产生高效热能，使内胆8中的水加热，然后向全玻璃真空管形3传递，光线通过全玻璃真空管形3的外壳3的折射和其下的凹面反光镜7的反射，共同将光线聚焦到全玻璃真空管形3的内胆9上产生热量，继续加热内胆9中的水，使其传递到加热水箱4中，加热水箱4也是球形热源体，以球心为内胆10的聚焦点，上部表面均匀分布有双面凸透镜5，底部有一凸出球体表面的圆环形凸台44，其外边缘侧面沿周长方向均匀分布有24个通孔20，每个孔内均装有密封圈13，圆环形凸台44的底部是双层真空透光玻璃12，目的是将置于下部的凹面反光镜7上反射的光线反射到加热水箱4的内胆10上，使内胆10中的水加热，达到一定温度和压力的水，经微电脑自动循环控制器28，通过供热管路39流到储能水箱25中，储能水箱25中的热水，经微电脑自动循环控制器29，通过供热管路41流入散热器30，实现光能锅炉的采暖供热。
本发明的有益效果是太阳能锅炉代替燃煤燃气锅炉，实现供热采暖无燃料消耗，节省资金，无污染，利于环境保护，改善操作人员劳动条件。
附图说明
本发明有以下附图：
图1为光能锅炉外型结构示意图；
图2为光能锅炉纵向剖视图；
图3为加热水箱底部圆环形凸台示意图；
图4为单元热源体全玻璃真空球形和其整体延续的全玻璃真空管形外形图；
图5为单元热源体全玻璃真空球形和其整体延续的全坡璃真空管形剖视图；
图6为储能水箱正面结构示意图；
图7为储能水箱剖视图；
图8为光能锅炉与采暖系统组成连接示意图。
其中：1、全玻璃真空球形的双面凸透镜。2、全玻璃真空球形即外壳。3、全玻璃真空管形即外壳。4、全玻璃加热水箱即外壳。5、全玻璃加热水箱上的双面凸透镜。6、小型半球形凹面反光镜。7、大型半球型凹面反光镜。8、全玻璃真空球形内胆。9、全玻璃真空管形内胆。10、加热水箱内胆。11、光能锅炉体底座支架。12、双层真空透光玻璃。13、单元热源体连接孔密封圈。14、加热水箱出水管口密封圈。15、加热水箱回水管口密封圈。16、加热水箱回水管即外壳。17、加热水箱回水管内胆。18、加热水箱出水管即外壳。19、加热水箱出水管内胆。20、单元热源体与加热水箱连接孔。21、加热水箱出水孔。22、加热水箱回水孔。23、瓦楞形反光板。24、储能水箱内胆。25、储能水箱即外壳。26、加热水箱保温层。27、自动排气阀。28、29、微电脑自动循环控制器。30、散热器。31、32单向控制阀。33、减压阀。34、截止阀。35、浮球。36、自闭阀。37、补给水水箱。38、水源管。39、41、供热管路。40、42回水管路。43、补给水管路。44、圆环形凸台。45、孔。
下面结合附图对本发明作进一步详细说明
由24根单元热源体全玻璃真空球形2及其整体延续的全玻璃真空管形3和加热水箱4组成光能锅炉体，炉体固定在底座支架11上，底座支架11包括底座，支架，底座由大型半球形凹面反光镜7和分布在边缘上的小型半球形凹面反光镜6组成，在制作时可将两部分制成整体，安装时小型半球凹面反光镜6与加热水箱4上圆环形凸台44的24个孔20互相对应，将24根单元热源体全玻璃真空球形2和其整体延续的全玻璃真空管形3的上端，即直管段插入加热水箱4底部凸出球体表面的圆环形凸台44外边缘侧面沿周长方向均匀分布的，装有密封圈13的24个孔20中，下端固定在大型凹面半球形反光镜7边缘上的小型凹面半球形反光镜6上，形成以加热水箱4为中心，夹角为15°角放射状格局的光能锅炉炉体。光线通过多方位均匀分布在全玻璃真空球形2球体上表面的双面凸透镜1折射和其在下面的小型凹面半球形反光镜6的反射，将不同方向的太阳光线共同聚焦到全玻璃真空球形2的内胆8上产生高效热能，使其内胆8的水加热，然后向全玻璃真空管形3传递。全玻璃真空管形3是全玻璃真空球形2的整体延续，光线通过全玻璃真空管形3的外壳3的折射和其在下面大型半球形凹面反光镜7的反射，共同将光线聚焦到全玻璃真空管形3的内胆9上产生热能，继续加热内胆9中的水，实现了第二次加热，使其传递到加热水箱4中。加热水箱4为全玻璃真空球形，也属于热源体，球心为内胆10的聚焦点，其上部球体表面均匀分布双面凸透镜5，加热水箱4底部多出一个球体表面的圆环形凸台44，其外边缘侧面沿周长方向均匀分布安装单元热源体的24个孔20，太阳光线通过加热水箱4上部球体表面均匀分布的双面凸透镜5的折射和其在下方的大型半球形凹面反光镜7的反射，共同将光线聚焦到加热水箱4的内胆10上产生高效热能，使从全玻璃真空管形3中传来的热水在内胆10中进行再加热，实现第三次加热。全玻璃真空出水直管18的一端与加热水箱4底部的双层真空透光玻璃12上的出水孔21连接，孔中有密封圈14，另一端装在微电脑自动循环控制器28的进水口，微电脑自动循环控制器28连接在光能锅炉炉体和储能水箱25之间，控制光能锅炉和储能水箱25地水循环，全玻璃真空回水直管16的一端与加热水箱4底部的双层真空透光玻璃12上的回水孔22连接，另一端装在单向控制阀32的出水口。微电脑自动循环控制器28、29包括微电脑控制器，温压感应器，温压调控器和循环泵，采暖供热系统中有储能水箱25，由电热能补能器和太阳能补能器组成，电热能补能器通过储能水箱25侧面的连接孔用螺栓连接在储能水箱25的内胆24上，在连续阴天或黑夜无太阳光时，给储能水箱25加热补能。储能水箱25有多个均匀分布的安装单元热源体全玻璃真空球形2和其整体延续的全玻璃真空管形3的孔45，太阳能补能器包括多个单元热源体全玻璃真空球形2和其整体延续的全玻璃真空管形3和不锈钢瓦楞形反光板23及小型半球形凹面反光镜6，先将不锈钢瓦楞形反光板23和小型半球形凹面反光镜6固定在储能水箱25的正迎光面上，再将单元热源体全玻璃真空球形2和其整体延续的全玻璃真空管形3的直管段向上插入到装有密封圈13的连接孔45中，另一端固定在小型半球形凹面反光镜6的上部，使其不锈钢瓦楞形反光板23在全玻璃真空管形3的下方，小型半球形凹面反光镜6置于全玻璃真空球形2的下方。光线通过分布在全玻璃真空球形2球体上表面的双面凸透镜1的折射和小型半球形凹面反光镜6的反射，将光线聚焦到全玻璃真空球形2的内胆8上产生热量，使其内胆8中的水加热，向全玻璃真空管形3传递，全玻璃真空管形3是全玻璃真空球形2的整体延续，光线通过全玻璃真空管形3的外壳3的折射和在其下的不锈钢瓦楞形反光板23的反射，将光线聚焦到全玻璃真空管形3的内胆9上产生热量，继续加热内胆9中的水，使其储能水箱25中水不降温，对储能水箱25中的水起保温作用。储能水箱25通过供热管路41与微电脑自动循环控制器29进水口相连，微电脑自动循环控制器29的出水口与散热器30的进水口相连，微电脑自动循环控制器29连接在储能水箱25和散热器30之间，控制储能水箱25和散热器30间的水循环，散热器30的出水口与单向控制阀31通过管路42相连，从单向控制阀31流出的水回到储能水箱25中加热，储能水箱25中的水经单向控制阀32通过管路40返回光能锅炉中再加热，形成采暖供热系统中热水反复循环，完成热交换，最终达到采暖供热。为确保采暖供热系统的足量用水，系统中设有与水源管38相连接的自动补给水水箱37，补给水水箱37中装有浮球式自闭阀36，补给水管路43中设有截止阀34，在储能水箱25水源进口前端设有减压阀33，用来减轻储能水箱25中全玻璃真空球形2和其整体延续的全玻璃真空管形3压力。光能锅炉，储能水箱，散热器和循环系统是通过保温型管网连接组合的。本发明可小规模单体运行，解决家庭，独家小院的采暖供热，也可以多体组合运行，用作生活小区、工厂、公共商业场所的采暖供热。
实施例1
一、光能锅炉的组装
将单元热源体全玻璃真空球形2和其整体延续的全玻璃真空管形3的直管段，装在加热水箱4玻璃球体底部圆环形凸台44上有密封圈13的24个孔20中，在凸台下部装双层真空透光玻璃12，在底座支架11上固定大型半球形凹面反光镜7和小型半球形凹面反光镜6，使小型半球形凹面反光镜6与加热水箱4玻璃体圆环形凸台44上的24个孔20相对应，用卡子卡住加热水箱4下部凸出部位固定在底座支架11上，组成光能锅炉体。
二、储能水箱25的组装
首先将不锈钢瓦楞形反光板23和小型半球形反光镜6固定在储能水箱25的正迎光面上，再将单元热源体全玻璃真空球形2和其整体延续的全玻璃真空管形3的直管段向上插入有密封圈13的连接孔45中，调整单元热源体，使全玻璃真空管形3正对不锈钢瓦楞形反光板23，电热能补能器用螺栓固定在加热水箱25的胆24侧面上。
三、系统连接
全玻璃真空出水管18一端与加热水箱4上的双层真空透光玻璃12上的出水管连接，另一端连接微电脑自动循环控制器28的进水管，全玻璃端真空进水管16的一端和加热水箱4底部的双层真空透光玻璃12上的进水管连接，另一端与单向控制阀32的出水管相连，储能水箱25的进水管与微电脑自动循环控制器28的出水管相连，出水管与微电脑自动循环控制器29的进水管连接，散热器30的进水管和微电脑自动循环控制器29的出水管连接，出水管与单向控制阀31的进水管相连，单向控制阀31的回水管与储能水箱25相连，储能水箱25的回水管与单向控制阀32的进水管相连，单向控制阀32的回水管与全玻璃真空进水管16相连，补给水水箱37通过截止阀34，补给水减压阀33用管网连接在储能水箱25中。单体光能锅炉可满足住宅区内1-2个单元冬季采暖，夏季洗澡用热水。
实施例2
将两台按实施例1组装的单体光能锅炉并联，每一台光能锅炉的出水管均与进水分配阀的进水管连接，进水分配阀的出口与微电脑自动循环控制器28的进水管连接，进水管分别连接在单向控制阀32后的回水分配器上，通过全玻璃真空管16与两台光能锅炉加热水箱4底部的双层真空透光玻璃12上的回水管连接，储能水箱25，系统连接和实施例1相同，两台光能锅炉组合运行，可解决住宅区的一幢4个单元，每个单元10户以上住户冬季取暖的需要，多体组合运行。较单体运行，投资成本低，便于光能锅炉体的检修，不会影响采暖结果。可为生活小区、工厂、供热采暖，也可以为供热公司无燃料供热提供一种新的设备。