CN102147096A - 地下污水处理厂自然采光系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地下污水处理厂自然采光系统，包括采光带、反光板系统和反光板方向控制系统，所述采光带设置在地下污水处理厂顶部，所述反光板系统和反光板方向控制系统设置在地下污水处理厂内，反光板系统在所述反光板方向控制系统的控制下接收通过采光带透射来的太阳光，并将该太阳光反射到包括地下二层(放置相关处理设备的凹坑)在内的地下污水厂内各个位置。本发明的地下污水处理厂自然采光系统具有理想的透射、全反射效果，光能利用率高、照明效果好，加工工艺简单，成本低廉，使地下污水处理厂在白天可以利用太阳光照明，夜间自动切换人工照明设备照明，保证全天照明的同时，降低了能耗。
Description
技术领域
本发明涉及自然采光系统，属于太阳能应用技术领域。尤指一种地下污水处理厂自然采光系统。
背景技术
地上污水处理厂的建设，一方面造成土地资源浪费，另一方面还因为恶臭、噪声污染、与自然景观不协调等因素影响了居民的正常生活，造成周边土地资源贬值，制约周边地区的经济发展，对商业、房地产业、服务业的影响尤其明显。而能够与周边环境相协调、封闭性强、无二次污染的地下污水处理厂便成为城市污水治理工程建设新的发展趋势和发展方向。然而由于这些地下污水厂在地平面以下，因此厂区内不分昼夜完全依靠人工照明，能耗较大。
太阳光是最典型、能量最强的自然光源，取之不尽，用之不竭。目前利用太阳光照明的典型设备是太阳光导光系统。导光系统主要由集光器或发光装置、导光管、以及漫射器三部分组成。系统将室外的自然光线透过采光罩导入系统内进行重新分配，再经特殊制作的导光管传输和强化后由系统底部的漫射装置把自然光均匀高效地照射到室内。根据管壁所用材料的不同，导光系统主要分为金属反射型、非金属反射型、透镜组型、棱镜型和光纤四类。国外开发的Anidolie天然光采光系统装置、日本的Himawari日光收集装置、被称为SO.LIGHT活动日光照明系统均属此类。这些系统在当日光照射角度很低时(早晨与黄昏)仍可采集光线，但导光管的系统效率仍是制约导光管系统发展的重要因素，提高导光管系统的效率是关键所在。且当前的研究主要集中在导光筒的光学传输性能上，对各地光气候差异很少予以考虑。
包括太阳光导光系统在内，目前利用太阳光的高效照明设备核心研究方向多集中在导光管、太阳能电池等成本较高的技术上，这些技术造价昂贵，设备结构较复杂，维修困难。普通的透射、反射技术投资较少、技术简单，但因利用效率较低、照明效果差而缺乏推广意义。因此进一步开发利用结构简单、高效的太阳光利用系统不仅具有极大的潜力，可以有效节能，同时也符合人类追求高品质生活质量和生活环境的现代生活理念。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种结构简单、维修方便、成本低廉的高效地下自然采光照明系统。
为实现上述目的，本发明的地下污水处理厂自然采光系统，包括采光带、反光板系统和反光板方向控制系统，所述采光带设置在地下污水处理厂顶部，所述反光板系统和反光板方向控制系统设置在地下污水处理厂内，反光板系统在所述反光板方向控制系统的控制下接收通过采光带透射来的太阳光，并将该太阳光反射到地下污水处理厂内，使得包括地下二层(放置相关处理设备的凹坑)在内的地下污水厂内各个位置均能达到自然采光。
进一步，所述采光带为有机玻璃或者智能调光玻璃。
进一步，所述反光板系统包括反光板支架、反光板和反光板转动轴，多块反光板一字排开通过反光板转动轴安装在反光板支架上，反光板能够随反光板转动轴旋转。
进一步，所述反光板支架包括反光板安装框和支撑腿，所述反光板安装在反光板安装框中，反光板安装框通过所述反光板转动轴架设在支撑腿上，该支撑腿高度可调。
进一步，所述地下污水处理厂内安装有两排所述反光板，所述两排反光板安装在所述采光带长度方向的下方。
进一步，所述反光板方向控制系统包括太阳光追踪器、PLC控制器、电机和反光板传动机构，其中，
太阳光追踪器用于感知太阳光照射到所述反光板的角度；
PLC控制器用于接收太阳光追踪器的探测信号，并向电机输出控制信号；
电机驱动反光板传动机构驱动反光板做旋转运动，使反光板始终处于最佳的太阳光反射角度。
进一步，所述反光板方向控制系统还包括照明切换装置，到了夜间，所述太阳光追踪器感知不到太阳光照射时，所述PLC控制器向照明切换装置发出控制命令，启动人工照明设备。
本发明的地下污水处理厂自然采光系统具有理想的透射、全反射效果，光能利用率高、照明效果好，加工工艺简单，成本低廉，使地下污水处理厂在白天可以利用太阳光照明，夜间自动切换人工照明设备照明，保证全天照明的同时，降低了能耗。
附图说明
图1为本发明的自然采光系统安装在地下污水处理厂的立体图；
图2为本发明的自然采光系统安装在地下污水处理厂的纵剖面图；
图3为本发明的自然采光系统的光路图。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明的地下污水处理厂自然采光系统，包括采光带11、反光板系统2和反光板方向控制系统3，采光带11设置在地下污水处理厂1顶部，其与地表在同一水平面上或者稍微低于地表，反光板系统2包括多块反光板21、反光板转动轴22、反光板安装框23，多块反光板21一字排开安装在反光板安装框23上，通过反光板转动轴22反光板21安装在支撑柱4上，反光板21可随反光板转动轴22旋转，调整太阳光照射在反光板21上的角度。反光板21在反光板方向控制系统3的控制下接收通过采光带11透射来的太阳光，并将该太阳光反射到地下污水处理厂1内放置相关处理设备的凹坑(地下二层)12中。反光板转动轴22旋转角度由反光板方向控制系统3控制，反光板方向控制系统3包括太阳光追踪器31、PLC控制器32、电机33和反光板传动机构，太阳光追踪器31用于感知太阳光照射到反光板21的角度；PLC控制器32接收太阳光追踪器31的探测信号，并向电机33输出控制信号，电机33输出轴与反光板传动机构相连，反光板传动机构在电机33的带动下驱动反光板转动轴22旋转，进而带动反光板21转动，调整太阳光入射最佳角度。此外，反光板方向控制系统3还包括照明切换装置(图中未示出)，到了夜间，太阳光追踪器31感知不到太阳光照射时，PLC控制器32向照明切换装置发出控制命令，启动人工照明设备。整套系统实现了高度自动化。
根据实际需要，可以选择安装任意数量的反光板21，本实施例中两排反光板安装在采光带11长度方向的下方。此外，PLC控制器32和反光板传动机构也可以由其它类型和结构的控制器和传动机构代替。其中反光板2设置在支撑柱4上的高度可调，以优化反射效果。
反光板21固定可采用天花板悬吊式，并根据区域纬度、太阳光照射条件等调节反光板下放高度。
本发明中的有机玻璃采光带可设置为下沉式，使采光带低于一层顶板适当高度，并综合考虑反光板轴线安装高度等因素，达到最佳太阳光利用率。还可在采光带内测压出一系列小棱镜或用激光在玻璃内测切出平行条纹制成棱镜板或者导光玻璃板，可增大昼光和阳光导入效率。如地区太阳光辐射照度较强，采光带材质还可更换为智能调光玻璃。通过改变玻璃的颜色和深浅度，控制及调节阳光照入室内的强度。
采光带的数量及分布可根据地下建筑物的高度、宽度及形状科学、灵活地设计。本发明可结合地下污水厂的实际情况，在地面上以大楼装饰或者地面休闲装饰形式作为地上反光板，向采光带反射更多的太阳光，增加采光带的光能透过总量。
需要指出的是根据本发明的具体实施方式所作出的任何变形，均不脱离本发明的精神以及权利要求记载的范围。
Claims (7)
1.地下污水处理厂自然采光系统，其特征在于，包括采光带、反光板系统和反光板方向控制系统，所述采光带设置在地下污水处理厂顶部，所述反光板系统和反光板方向控制系统设置在地下污水处理厂内，反光板系统在所述反光板方向控制系统的控制下接收通过采光带透射来的太阳光，并将该太阳光反射到地下污水处理厂内各个位置。
2.如权利要求1所述的地下污水处理厂自然采光系统，其特征在于，所述采光带为有机玻璃或者智能调光玻璃。
3.如权利要求2所述的地下污水处理厂自然采光系统，其特征在于，所述反光板系统包括反光板支架、反光板和反光板转动轴，多块反光板一字排开通过反光板转动轴安装在反光板支架上，反光板能够随反光板转动轴旋转。
4.如权利要求3所述的地下污水处理厂自然采光系统，其特征在于，所述反光板支架包括反光板安装框和支撑腿，所述反光板安装在反光板安装框中，反光板安装框通过所述反光板转动轴架设在支撑腿上，该支撑腿高度可调。
5.如权利要求4所述的地下污水处理厂自然采光系统，其特征在于，所述地下污水处理厂内安装有两排所述反光板，所述两排反光板安装在所述采光带长度方向的下方。
6.如权利要求5所述的地下污水处理厂自然采光系统，其特征在于，所述反光板方向控制系统包括太阳光追踪器、PLC控制器、电机和反光板传动机构，其中，
太阳光追踪器用于感知太阳光照射到所述反光板的角度；
PLC控制器用于接收太阳光追踪器的探测信号，并向电机输出控制信号；
电机驱动反光板传动机构驱动反光板做旋转运动，使反光板始终处于最佳的太阳光反射角度。
7.如权利要求6所述的地下污水处理厂自然采光系统，其特征在于，所述反光板方向控制系统还包括照明切换装置，到了夜间，所述太阳光追踪器感知不到太阳光照射时，所述PLC控制器向照明切换装置发出控制命令，启动人工照明设备。
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2010
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