CN110214254A - 曲面吸收器型太阳能流体加热器 - Google Patents

曲面吸收器型太阳能流体加热器 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种曲面吸收器型太阳能流体加热器，其包括径向隔开的曲面，优选地是半球形的并在底部边缘处闭合，限定闭合腔室(叫做集热器)，其接收待加热的流体。曲面吸收器型太阳能流体加热器包括两个径向隔开的透明曲面，其优选地是半球形的，在底部边缘处闭合，放在集热器上，叫做玻璃。曲面吸收器型太阳能流体加热器包括隔热半球形热流体罐，其放在集热器和底部隔热部的内曲面的腔体内。在集热器和布置止回阀的热流体罐之间形成多个管道连接，以防止流体从热流体罐朝着集热器回流。通风口位于集热器的最高位置。排放塞位于集热器的最低位置。

Description

曲面吸收器型太阳能流体加热器
技术领域
本发明涉及太阳能流体加热器，更具体地，涉及一种曲面吸收器型太阳能流体加热器。
背景技术
太阳能集热器是利用太阳辐射能促进流体加热的特殊类型的热交换器。任何太阳能***的主要部件都是太阳能集热器。太阳能集热器是这样一种装置，其吸收进入的太阳辐射，将其转换成热量，并将此热量转移到流过集热器的流体。在现有技术***中，将加热的流体储存在隔热的热流体罐中以供进一步使用。通常，太阳能流体加热***的集热器和热流体罐彼此位于分开的地方，因此，这种***需要过度使用除了太阳能孔或窗以外的全方位隔热，以防止会大幅增加这些装置的成本的热损失。此外，集热器和热流体罐的单独定位会使这些装置体积大、重量大，而且尺寸不必要地更大。
因此，已经尝试开发各种类型的储存吸收式太阳能流体加热***。例如，在一些太阳能流体加热***中，在矩形盒内具有多个通道的所述矩形盒用作集热器，从而将盒的顶面用作吸收器。然而，在长期使用之后，这些盒中的大部分都趋向于膨胀，导致流体泄漏问题，使得其无法使用。
在板式集热器(在下文中叫做FPC)中，散热片直接连接到管的顶面，其中，太阳辐射落在散热片上，从而促进太阳辐射的吸收，以加热流体管和周围空气。这进而加热管中的流体。此外，这种设计在传热过程中施加了额外的热阻，这会增加现有FPC中的热损失系数。
在真空管集热器(ETC)中，由于管之间的间隙，整个孔无法用作捕获太阳辐射的吸收器。玻璃管在运输、安装和定期维护的过程中容易破裂。在移除热流体的过程中，供应环境流体与热流体在热流体罐中的混合，会降低热流体的温度，是大多数现有ETC中的主要问题。在圆柱形热流体罐中，混合问题更突出。
通常，所有上述类型的太阳能流体加热器都难以安装，因为对于居住在市区小公寓的人来说，具有可用太阳辐射的空间是主要问题。此外，成本是中产阶级家庭购买太阳能流体加热***时的主要问题。大多数目前的太阳能流体加热***使用高级材料，例如金属部件、玻璃管、隔热材料，从长远来看，在能源危机的世界中，这些材料的使用受到了限制。
因此，需要开发一种太阳能集热器***，其使用整个孔径区域作为吸收器，减小集热器的尺寸，提高热利用系数，维持流体压力并保持其形状，降低隔热要求，减小从热流体罐的热损失，并在移除热流体的过程中减少热流体和环境流体的混合。此外，需要开发一种低成本、在运输、安装和维护时无破损的太阳能集热器***。而且，还需要开发一种太阳能集热器***，其减少***安装过程中由于集热器的南倾而导致的不正确问题，从而促使易于从其集热器移除沉积物。
发明内容
本发明提供了一种曲面吸收器型太阳能流体加热器，其包括两个径向隔开的曲面，优选地是半球形的，在底部边缘处闭合，形成限定本发明的集热器的闭合腔室。配备集热器以接收将在其中加热的流体。曲面吸收器型太阳能流体加热器包括两个径向隔开的透明曲面，透明曲面在其底部边缘闭合，并作为玻璃定位在集热器上方。曲面吸收器型太阳能流体加热器包括隔热的半球形热流体罐，其优选地定位在集热器和底部隔热部的内曲面的腔体内。曲面吸收器型太阳能流体加热器包括多个第一连接件，其便于集热器和热流体罐之间的连接。热流体罐具有止回阀和位于其上的通风口。止回阀防止流体在没有阳光的情况下从热流体罐朝着集热器回流。通风口优选地位于集热器的最高位置，最优选地是靠近集热器的顶端。玻璃、集热器和热流体罐放在底部隔热部上。根据本发明的优选实施例，集热器和玻璃是基本上同心的。然而，应理解，在本发明的其他替代实施例中，集热器和玻璃可能是不同心的。曲面吸收器型太阳能流体加热器包括多个第二连接件，其便于环境流体供应罐和集热器之间的连接。曲面吸收器型太阳能流体加热器包括排放塞，其位于集热器的最低位置以促使易于移除沉积物。
集热器通过吸收进入的太阳辐射来加热，该太阳辐射进而加热流体，以在集热器和热流体罐之间产生流体的热虹吸循环，使得热流体的温度增加，直到集热器和周围环境之间达到热平衡为止。然而应理解，可在需要时消耗来自热流体罐的流体，从而将热流体从其最高位置移除。热流体罐的半球形形状和移除热流体的最高位置共同降低了由于供应环境流体和热流体的混合而可能产生的温度损失。本发明中的集热器的形状和热流体出口的位置的独特组合使得能够在给定时间内和给定太阳辐射下将流体加热到更高的温度。
在本发明的上下文中，将热流体罐安装在集热器内不仅降低了隔热要求，而且降低了来自其外表面的热损失。此外，由于热流体罐放在集热器内，所以对流损失是可忽略的。另外，集热器具有双壁结构，其将热流体保持在内部，并对热流体罐包含的热流体提供额外的热流体夹套，从而防止对流热损失，即使是在像是气候多风且太阳辐射较差的傍晚/夜晚的不利情况中。
附图说明
图1是根据本发明的优选实施例构造的曲面吸收器型太阳能流体加热器的部分剖视透视图；
图1A是图1的曲面吸收器型太阳能流体加热器的分解图；
图2是图1的曲面吸收器型太阳能流体加热器的线框图；
图3是图1的曲面吸收器型太阳能流体加热器的部分展开透视图，示出了限定于其上的玻璃的支撑和锁定的细节；
图4是图1的曲面吸收器型太阳能流体加热器的部分剖视透视图；
图5是图1的曲面吸收器型太阳能流体加热器的部分剖视透视图；并且
图6是图1的曲面吸收器型太阳能流体加热器的集热器的替代实施例的透视图。
具体实施方式
虽然为了清楚起见在以下描述中使用了特定术语，但是这些术语仅用于指代为了在图中说明而选择的本发明的特定结构，并非旨在定义或限制本发明的范围。
参考图1和图1A，示出了根据本发明的优选实施例的半球形吸收器型太阳能流体加热器50的部分剖视前透视图。半球形吸收器型太阳能流体加热器50具有大约中空的半球形结构，其主要包括外透明玻璃1、内透明玻璃2、黑色外曲面3、内曲面4。在外透明玻璃1和内透明玻璃2之间限定第一腔室26。在黑色外曲面3和内曲面4之间限定第二腔室22。第二腔室22配置为接收将在该第二腔室中加热的流体。由曲面3、4形成的第二腔室22限定根据本发明的半球形吸收器型太阳能流体加热器50的集热器28。在一个实施例中，集热器28在内表面或外表面上或者在内表面和外表面上可具有多个凹痕，以对集热器28赋予强度。另外，半球形吸收器型太阳能流体加热器50包括支撑格栅23，其便于支撑透明玻璃1、2的半球形曲面。
半球形吸收器型太阳能流体加热器50包括热流体罐5，优选地是半球形形状的。然而，应理解，在本发明的其他替代实施例中，热流体罐5的形状可能不同。在此优选实施例中，半球形热流体罐5同心地封闭在由集热器28和底座隔热部12形成的外壳内。然而，应理解，在本发明的替代实施例中，半球形热流体罐5可定位在集热器内的偏心位置。此外，应理解，在本发明的另一替代实施例中，热流体罐5可定位在集热器28之外。
半球形吸收器型太阳能流体加热器50包括多个连接件，该多个连接件包括但不限于热流体罐入口管6、环境流体管8、一对相对的再循环连接器9和热流体罐出口管10。热流体罐入口管6使第二腔室22连接到热流体罐5。热流体罐入口管6包括位于该管上的止回阀7。环境流体管8连接到顶置流体供应罐(未示出)。再循环连接器9便于集热器28和热流体罐5之间的连接。特别地，连接器9便于流体在阳光照射期间从热水罐5流到集热器28。另外，连接器9便于流体在使用热水罐中储存的热水期间从集热器流到热水罐5。
环境流体管8沿着与再循环连接器9的平面垂直的平面定位。在此优选实施例中，环境流体管8和再循环连接器9之间的角度是大约90°。然而，应理解，在本发明的其他替代实施例中，环境流体管8和再循环连接器9之间的所述角度可能不同。热流体罐出口管10便于分配热流体以进行使用。半球形吸收器型太阳能流体加热器的集热器28包括通风口13。
参考图2，排放塞20连接到集热器28上的最低位置，以促使易于从流体加热器50清除沉积物。半球形吸收器型太阳能流体加热器50包括沿着集热器28的底座配置的***隔热环21。根据本发明，***隔热环21形成底座隔热部12的一部分。
参考图3，示出了适于沿着其支撑格栅在底座支撑根据本发明的曲面吸收器型太阳能流体加热器50的玻璃1、2的锁定机构。曲面吸收器型太阳能流体加热器50包括多个支撑件14。使用相应的锁定设备/机构将支撑件14保持在适当位置，该锁定设备/机构包括多个条带15、多个螺纹件16、底部锁定板17、顶部锁定板18和锁定夹19。
参考图4和图5，根据本发明的曲面吸收器型太阳能流体加热器50的部分剖视前视图包括多个间隔条24和多个圆环25。在集热器28的内曲面和底部隔热部12之间限定第三腔室27。热流体罐5具有热流体罐隔热部11，其包括覆盖有反射箔40的隔汽部45。底部隔热部12包括覆盖有反射箔55的隔汽部60。如图5所示，曲面吸收器型太阳能流体加热器50包括安装在连接器9上的开/关旋塞70，如图所示。
参考图6，示出了曲面吸收器型太阳能流体加热器50的一个替代实施例，其中，集热器28的第二腔室22由多个管状件602形成，该多个管状件602沿周缘定位在由外半球形玻璃604和内半球形支撑格栅606形成的格栅结构上。优选地，管状件602定位在外半球形玻璃604和内半球形支撑格栅606之间，使得管状件602从其底端610缠绕到顶端608。这样设计半球形格栅结构，使得管状件602的每一圈都与相邻的管状件602保持紧密配合，以限定根据此替代实施例的具有管状半球形构造的第二腔室22。在此替代实施例中，管状件22的底端610连接到环境流体管8。在此替代实施例中，管状件22的顶端608连接到热流体罐入口管6。
参考图1至图6，在操作中，将环境流体在预定压头下从环境流体管8供应到集热器28的第二腔室22。热流体罐5通过连接器9连接到集热器28。
在日照时间内，太阳辐射通过外玻璃1和内玻璃2进入，使得太阳辐射由黑色外曲面3吸收，其进而加热第二腔室22中的流体。第二腔室22内的流体的加热产生热虹吸效应，其产生流体从集热器28的底部到集热器28的顶部的循环，从而使得加热的流体能够经由热流体罐入口管6进入热流体罐5，从而使得自然循环能够继续，直到在集热器28、热流体罐5和周围环境之间实现热平衡为止。热流体从集热器28的顶部经由止回阀7流过热流体罐入口管6。因此，当需要时，可通过热流体罐出口管10消耗来自热流体罐5的热流体。这里应理解，集热器28便于利用第二腔室22的整个半球形表面加热流体。此外，应理解，在本发明的其他替代实施例中，集热器28内的自然循环可由强制循环代替，从而使泵连接到环境流体管8。此外，应理解，可串联布置一系列曲面吸收器型太阳能流体加热器50，从而当要求加热流体在应用领域(例如工业用途)中具有较高流速时，通过将泵附接到其相应的环境流体管8，使其处于强制循环下。
集热器28支撑于多个支撑件14上。从而使用如图3所示的锁定设备将集热器28和玻璃1、2一起保持在底部隔热部12上。然而，在一个替代实施例中，玻璃1、2可具有拉链锁(zip lock)设备，以便于从曲面吸收器型太阳能流体加热器50移除和更换玻璃1、2。底部锁定板17附接到支撑条15，顶部锁定板18附接到支撑玻璃1、2的格栅23。通过锁定夹19张紧锁定板，锁定夹19在集热器28的黑色外曲面3和玻璃2之间实现气密连接。
在日落/夜晚期间，枢转型重荷式止回阀(pivot type dead weight non-returnvalve)7执行防止流体从热流体罐5回流到集热器28的功能。止回阀7优选地以预定倾斜角η连接。在此优选实施例中，倾斜角η在从大约0°到大约90°的范围内。然而，在本发明的其他替代实施例中，倾斜角η可能不同。排放塞20附接到集热器腔室22的最低位置，如图2所示。集热器28的底座配置为朝着排放塞20具有预定斜率，以易于移除沉积物。为了除垢，在连接器9上安装开/关旋塞70，并适当布置以隔离热流体罐5。还需要关闭开/关旋塞70以隔离热流体罐5。然而应理解，除垢剂通过带有适当的入口和出口布置的腔室22循环若干周期，直到将其通过排放塞20冲出为止。
在本发明的上下文中，曲面吸收器型太阳能流体加热器50设计为保持25℃-30℃的预定温差(ΔT)。这里应理解，根据本发明的ΔT是冷水入口温度和热水出口温度之间的温差。
在本发明的上下文中，所使用的隔热材料是具有大约96Kg/m3的密度和大约0.045W/m K的导热率的岩棉。然而，应理解，在本发明的其他替代实施例中，可使用其他类型的隔热材料。在本发明的上下文中，玻璃1、2由透明材料制成，包括但不限于聚乙烯、聚碳酸酯、玻璃等。在一个替代实施例中，曲面吸收器型太阳能流体加热器50可在不使用玻璃1、2的情况下构造。
在本发明的一个实施例中，曲面吸收器型太阳能流体加热器50是由曲面吸收器组成的曲面太阳能***，使得太阳能***与跟踪要求无关，与安装的地理位置无关，和/或与任何季节要求无关，和/或与一年的任何时段无关。这便于使用所述曲面太阳能***来加热流体和/或通过太阳能电池发电。
实例
在下文中，将基于示例更详细地描述本发明。这些示例并非旨在限制本发明的范围。可以相信，从以下详细示例中本发明将更好理解：
实例1：
自然循环模式下的曲面吸收器型太阳能流体加热器50：
在阴天情况中对曲面吸收器型太阳能流体加热器50进行实验，其中，观察到平均太阳辐射在从大约300W/m2到405W/m2的范围内。因此，在自然循环模式中，观察到从入口进入集热器的冷水的环境温度和从集热器离开的热水之间的温差在20℃到25℃的范围内。在10点钟时，水的入口温度是20℃。在自然循环模式中太阳能加热2小时之后，在45℃下抽取10升的热水。
实例2：
自然循环模式下的曲面吸收器型太阳能流体加热器50：
在晴天情况中对曲面吸收器型太阳能流体加热器50进行实验，其中，观察到平均太阳辐射在从大约400W/m2到575W/m2的范围内。因此，在自然循环模式中，观察到从入口进入集热器的冷水的环境温度和从集热器离开的热水之间的温差在25℃到32℃的范围内。在10点钟时，水的入口温度是20℃。在自然循环模式中太阳能加热2小时之后，在52℃下抽取10升的热水。
实例3：
并行(in parallel)强制循环模式下的曲面吸收器型太阳能流体加热器50：
在强制循环模式中对曲面吸收器型太阳能流体加热器50进行实验，其中，以并行布置布置一排集热器28，使得将环境温度水入口同时输入到每个集热器28，并将热水从公共出口取出，每个集热器28的出口在并行位置中连接到该公共出口。因此，在效率方面观察到***响应的改进。观察到，与自然模式相比，对于相同量的水，在更少的时间内在强制循环模式中获得相同温度。
实例4：
串行(in series)强制循环模式下的曲面吸收器型太阳能流体加热器50：
在强制循环模式中对曲面吸收器型太阳能流体加热器50进行实验，其中，以串行布置布置一排集热器28，使得将环境温度水输入到第一集热器28的入口，并将第一集热器28的热水出口连接到下一个集热器28的入口。在串行模式中，观察到温度上升比并行模式强制循环下的温度上升高。在串行模式中，观察到水的流速比并行模式强制循环下的水的流速低。
本文示出和讨论的本发明的实施例仅说明了本发明的应用模式。在本讨论中提到细节并非旨在将权利要求书的范围限制于这些细节，或者限制于用来说明本发明的图。
应理解，各种省略和等效物的替代被视为可能建议或有利的情况，但是在不背离本发明的范围的情况下，其旨在覆盖应用或实现方式。

Claims (17)

1.一种用于加热流体的曲面吸收器型太阳能流体加热器，包括：
底座隔热部，具有由反射箔覆盖的隔汽部；
玻璃，所述玻璃具有至少两个径向隔开的透明半球形曲面，该至少两个径向隔开的透明半球形曲面在底部边缘处封闭，在该至少两个径向隔开的透明半球形曲面之间限定第一腔室，所述玻璃由支撑格栅支撑，所述玻璃通过***隔热环支撑于所述隔热底座上；
集热器，所述集热器具有至少两个径向隔开的半球形曲面，该至少两个径向隔开的半球形曲面在底部边缘处封闭，在该至少两个径向隔开的半球形曲面之间限定第二腔室，所述集热器沿着所述***隔热环定位在所述底座隔热部上，所述集热器配置为接收将在所述集热器中加热的流体，所述集热器具有配置为处于所述集热器的最高位置处的通风口，所述集热器具有配置为处于所述集热器的最低位置处的排放塞；
热流体罐，所述热流体罐具有半球形构造，所述热流体罐定位在形成于所述集热器和所述底座隔热部之间的外壳内，所述热流体罐具有连接到所述热流体罐的顶端的热流体罐入口管，所述热流体罐具有连接到所述热流体罐的一对相对的再循环连接器；以及
锁定设备，便于将所述集热器和所述玻璃锁定在所述底座隔热部上，所述锁定设备包括多个条带、多个螺纹件、底部锁定板、顶部锁定板和锁定夹。
2.根据权利要求1所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，所述再循环连接器便于流体在所述集热器和所述热流体罐之间流动。
3.根据权利要求1所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，所述热流体罐具有连接到所述热流体罐的热流体罐出口管。
4.根据权利要求1所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，所述热流体罐入口管具有位于所述热流体罐入口管上的止回阀。
5.根据权利要求1所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，所述热流体罐覆盖有隔热部，使得所述隔热部定位为具有覆盖有反射箔的隔汽部。
6.根据权利要求1所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，所述玻璃是能移除的且能更换的。
7.根据权利要求1所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，所述热流体罐入口管使所述第二腔室连接到所述热流体罐。
8.根据权利要求1所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，所述再循环连接器便于流体在日照期间从所述热水罐流到所述集热器。
9.根据权利要求1所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，所述再循环连接器便于流体在使用所述热水罐中储存的热水期间从所述集热器流到热水罐。
10.根据权利要求1所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，所述环境流体管沿着与所述再循环连接器的平面垂直的平面定位，从而在所述环境流体罐与所述再循环连接器之间具有90°的角度。
11.根据权利要求1所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，所述止回阀是相对于所述底座以大于0°且小于90°的角度倾斜的枢转型重荷式的。
12.根据权利要求1所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，所述集热器的所述第二腔室由沿周缘定位在格栅结构上的多个管状件制成，所述格栅结构由通过格栅支撑的外半球形玻璃和内半球形支撑格栅形成。
13.根据权利要求1所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，在没有太阳辐射或太阳辐射较差的情况中，止回阀防止流体从热流体罐朝着所述集热器回流。
14.根据权利要求1所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，所述玻璃通过锁定设备从所述集热器的外侧附接。
15.根据权利要求1所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，开/关旋塞使所述热流体罐与所述集热器隔离。
16.根据权利要求1所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，所述流体加热器是由曲面吸收器构成的曲面太阳能***，使得所述太阳能***与跟踪要求无关，与安装的地理位置无关，和/或与任何季节要求无关，和/或与一年的任何时段无关。
17.根据权利要求16所述的曲面吸收器型太阳能流体加热器，其中，所述曲面太阳能***便于加热流体和/或通过太阳能电池发电。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112413910A (zh) * 2020-12-18 2021-02-26 余利强 一种太阳能集热装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230417485A1 (en) * 2020-11-03 2023-12-28 Suryawanshi Sanjeev DAMODAR Modular solar dryer

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4154657A (en) * 1975-07-10 1979-05-15 Dennen Nancy L Dual dome structure for obtaining heating through solar energy
US4205654A (en) * 1977-09-09 1980-06-03 Jones John M Iii Solar energy unit
DE3101186A1 (de) * 1980-01-21 1982-04-08 Jannis Dipl.-Ing. 6500 Mainz Stefanakis Sonnenwaermekollektor mit absorber und fluidem waermetraeger
CN1207480A (zh) * 1998-06-19 1999-02-10 覃建华 蘑菇状旋管式太阳能集热器
WO2005003643A1 (en) * 2003-07-08 2005-01-13 John Wayne Craft Solar heater system
WO2011008187A1 (en) * 2009-07-13 2011-01-20 Flaherty Michael B Solar heating and insulating systems
CN102374671A (zh) * 2011-11-14 2012-03-14 天津大学 半球形腔式太阳能集热装置
CN102840687A (zh) * 2012-07-21 2012-12-26 大连理工大学 复合曲面容积式太阳能集热器
CN204535139U (zh) * 2015-03-24 2015-08-05 嘉兴恒日太阳能科技有限公司 一种半球型可旋转式相变蓄热无水箱太阳能热水器
CN205425478U (zh) * 2015-08-31 2016-08-03 华南理工大学 复合型腔式太阳能吸收器

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4203805A (en) * 1975-10-28 1980-05-20 Diggs Richard E Apparatus for desalinating water
US4086911A (en) * 1976-04-28 1978-05-02 Futch Wilbur O Solar heating device
FR2367993A1 (fr) * 1976-10-12 1978-05-12 Remy Gabriel Perfectionnemen
US4116223A (en) * 1977-01-18 1978-09-26 Michael Vasilantone Solar energy unit
US4098263A (en) * 1977-05-23 1978-07-04 Lanciault Joseph A Solar water heater for trailers and buildings
US4132221A (en) * 1977-05-26 1979-01-02 Orillion Alfred G Pyramidal solar heating system
US4235680A (en) * 1978-01-12 1980-11-25 Diggs Richard E Method for desalinating water by preheating and distillation with solar energy
US4187832A (en) * 1978-06-07 1980-02-12 Tregoning Robert H Cosmic and solar ray hot water heater
US4341203A (en) * 1978-10-30 1982-07-27 Bloxsom Dan E Solar energy collector
US4341204A (en) * 1978-10-30 1982-07-27 Bloxsom Dan E Solar energy collector
US4294228A (en) * 1978-11-09 1981-10-13 Robert Kruger Solar heating and subterranean cooling
US4249520A (en) * 1978-12-26 1981-02-10 Orillion Alfred G Pyramidal energy collector system
US4398053A (en) * 1978-12-26 1983-08-09 Orillion Alfred G Pyramidal energy collector
FR2454063A1 (fr) * 1979-02-14 1980-11-07 Guillou Joel Chauffe-eau solaire portable a reservoir incorpore
FR2468077A1 (fr) * 1979-10-19 1981-04-30 Beaugrand Roger Capteur solaire utilisable comme chauffe-eau
JPS5677642A (en) * 1979-11-27 1981-06-26 Keiichiro Majima Heater utilizing solar heat
US4282859A (en) * 1979-11-27 1981-08-11 Hayward Norman G Solar heater
US4756300A (en) * 1980-02-20 1988-07-12 Ewers Marion H Solar water heater, method of construction and stock water heating system
WO1983001501A1 (en) * 1981-10-21 1983-04-28 Sandberg, Eric, Francis Solar heating and storage unit
US4541416A (en) * 1982-10-29 1985-09-17 Leininger Robert W Solar energy collection system
US4644935A (en) * 1984-09-21 1987-02-24 Rayflow Corp. Solar heater control
US4782816A (en) * 1986-11-20 1988-11-08 Salgado Angel M Apparatus for a solar water heater
US5315938A (en) * 1987-03-24 1994-05-31 Walter Freller Heat accumulator
US4757803A (en) * 1987-06-29 1988-07-19 Dixon Larry J Solar heater for mounting on a boat
US4830677A (en) * 1988-04-22 1989-05-16 Geisler Jr Herbert A Solar generator
DE9010407U1 (de) * 1990-07-10 1990-09-13 Stefanakis, Jannis, Dipl.-Ing., 6500 Mainz Sonnenkollektor
IT1295669B1 (it) * 1997-10-17 1999-05-24 Franco Vecoli Accumulatore termico solare a cupola
US6244062B1 (en) * 1999-11-29 2001-06-12 David Prado Solar collector system
US20070227532A1 (en) * 2006-03-28 2007-10-04 Mehler Vern A Self-contained solar heater and storage device
ITRE20060149A1 (it) * 2006-12-12 2008-06-13 Gf Srl Serbatoio ad accumulo diretto per il riscaldamento di acqua con energia solare
US7870855B2 (en) * 2008-01-16 2011-01-18 Flaherty B Michael Solar heat collecting apparatus
US20090250053A1 (en) * 2008-04-04 2009-10-08 Flaherty B Michael Active thermal insulation system including evacuated structures and a vacuum sustaining unit
US20110220099A1 (en) * 2009-11-19 2011-09-15 Michael Flaherty Insulated structure including cavities holding aerogel connected to a vacuum sustaining unit
MX2011002035A (es) * 2011-02-11 2012-08-30 Fricaeco America S A De C V Calentador solar de líquidos.
US20160315583A1 (en) * 2014-01-30 2016-10-27 Farouk Dakhil Solar water-collecting, air-conditioning, light-transmitting and power generating house
US9534811B2 (en) * 2014-12-31 2017-01-03 Fricaeco America, SAPI de C.V. Solar fluid preheating system having a thermosiphonic aperture and concentrating and accelerating convective nanolenses
JP2016223696A (ja) * 2015-05-31 2016-12-28 近藤　義和 太陽光（熱）による水の蒸発・回収装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4154657A (en) * 1975-07-10 1979-05-15 Dennen Nancy L Dual dome structure for obtaining heating through solar energy
US4205654A (en) * 1977-09-09 1980-06-03 Jones John M Iii Solar energy unit
DE3101186A1 (de) * 1980-01-21 1982-04-08 Jannis Dipl.-Ing. 6500 Mainz Stefanakis Sonnenwaermekollektor mit absorber und fluidem waermetraeger
CN1207480A (zh) * 1998-06-19 1999-02-10 覃建华 蘑菇状旋管式太阳能集热器
WO2005003643A1 (en) * 2003-07-08 2005-01-13 John Wayne Craft Solar heater system
WO2011008187A1 (en) * 2009-07-13 2011-01-20 Flaherty Michael B Solar heating and insulating systems
CN102374671A (zh) * 2011-11-14 2012-03-14 天津大学 半球形腔式太阳能集热装置
CN102840687A (zh) * 2012-07-21 2012-12-26 大连理工大学 复合曲面容积式太阳能集热器
CN204535139U (zh) * 2015-03-24 2015-08-05 嘉兴恒日太阳能科技有限公司 一种半球型可旋转式相变蓄热无水箱太阳能热水器
CN205425478U (zh) * 2015-08-31 2016-08-03 华南理工大学 复合型腔式太阳能吸收器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112413910A (zh) * 2020-12-18 2021-02-26 余利强 一种太阳能集热装置
CN112413910B (zh) * 2020-12-18 2022-05-24 深圳市冠辰新能源科技有限公司 一种太阳能集热装置

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