美的太阳能热力机
太阳能热力机是一种以太阳辐射热作动力的机械。它的种类很多,用途也可以各不相同,有的直接提供动力,有的用作太阳泵,也有的作小型发电设备。但是,它们的基本原理不外乎朗肯循环和斯特林发动机。近年来还出现了直接的太阳能气压泵、太阳能隔膜泵和太阳能氢气发动机等。
1)斯特林发动机
斯持林发动机是一种用外部加热使活塞往复运动的外燃机,1916年由苏格兰人罗伯特·斯特林(R.Stirltn8)发明而命名。这种发动机可以利用各种能源,特别是因为它是外燃式,所以使用太阳能很方便。其特点是体积小,效率高(最高可达40%)。斯特林发动机的循环回路由膨胀腔、压缩腔、动力活塞、配气活塞和回热器组成。这种发动机需充满高压气体,气体可采用空气、氢气、氢气或氮气。膨胀腔在受到聚焦的太阳光辐射后,腔内的工质被加热,引起膨胀,推动配气活塞。因而压缩腔内的工质受到压缩,于是向冷却水放热。配气活塞的质量大于动力活塞,两者之间没有任何机械连接,完全处于自由状态。在太阳能加热和却水冷却下,膨胀与压缩交替,活塞就白行运动,动力活塞输出功率。配气活塞亡厂运动分配气体工质,使工质在热腔与冷腔之间交替移动。回热器一般用多层金属网做成,它起着储热和故热的双重作用。当工质由热腔通过回热器进入冷腔时,它就起吸热作用;反之,它就向工质放热。动力活塞输出的功可以用于发电,也可用于水泵的动力。所以斯特林发动机能构成单独的太阳能发电机,功率由几百瓦到数十千瓦。图2.12为太阳能斯特林发电装置示意图。

2)太阳能水泵
最原始的太阳能水泵是利用聚光的太阳能把水烧开,使产生的蒸汽带动蒸汽机和水泵。这样不仅设备庞大,而且效率很低,现在已很少采用。新型的太阳能水泵有太阳气压泵、液体活塞太阳泵和太阳隔膜泵。太阳气压泵结构简单,容易加工。原理是:利用平扳太阳能集热器加热低沸点工质;选用乙醇(酒精)为工质,乙醇受热产生蒸汽,并沿管道进入气缸;推动活塞向下运动,使水经传输管流到冷凝器,而冷凝器中的水则通过出水阀被顶出;当活塞到达气缸底部时,蒸汽经蒸汽管流入冷凝器被冷凝,导致气缸内压力降低;水在大气压力作用下从吸水问流入冷凝器和气缸,活塞上移直至堵住进气管人口。这样便完成了一个丁作循环。该太阳
能泵的集热器面积为25m2,日泵水量7.5t,扬程可达10 m。