CN102183098B

CN102183098B - 一种具有过热遮阳保护的真空管太阳能集热器

Info

Publication number: CN102183098B
Application number: CN2010105610138A
Authority: CN
Inventors: 于国清; 林新锋; 高思亮
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2030-11-26
Also published as: CN102183098A

Abstract

一种具有过热遮阳保护的真空管太阳能集热器，其特点是：在太阳能集热器背面中间部位的箱体上横向连接一根凹槽，凹槽内端面固接弹簧，对应端面的箱体上连接电机，齿条嵌在凹槽内，齿条一端与弹簧连接，另一端连接钢绳，钢绳与电机转轴连接，每个真空管外壁环抱齿轮，齿轮与齿条啮合，在每个齿轮与真空管壁之间的齿轮内壁上固接弧形反射板，弧形反射板首末两端分别嵌入箱体内顶部和底部固接的环状凹槽内，感温控制器的输出端与电机连接，输入端连接温度传感器。本发明结构简单使用方便，不仅可以有效节约电能和水资源，而且可防止雨雪冰雹等恶劣天气对太阳能集热器的损害。

Description

一种具有过热遮阳保护的真空管太阳能集热器

技术领域

本发明涉及一种具有过热遮阳保护的真空管太阳集热器。

背景技术

随着我国经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，太阳能热水系统应用范围和领域在不断扩大，夏季当太阳能辐射量达到最大值时，一旦用户需用的热水量减小，会造成太阳能集热水箱的温度持续上升，甚至沸腾的情况，真空管容易产生爆裂，对于太阳能采暖系统，在春秋两季停止采暖，使用的热量下降，然而太阳能采暖系统则长期处于曝晒状态，必须采用可靠的防过热措施。我们知道根据太阳能热水系统自身的结构和系统的运行原理，对水温具有一定的要求，比如，生活热水系统通常太阳能集热器的水温在40℃~60℃之间，如果超出上限的温度时间过长，而且没有采取有效的过热保护措施，往往会导致热水系统管路发生汽化、压力过高，甚至管道、设备爆裂，将严重影响太阳能热水系统的运行，给用户带来不便，目前，解决太阳能热水系统过热的问题一般有增加排热装置、控制保温水箱中的温度、采用遮阳措施等方法，以上几种方法各有利弊。

采用排热装置是大型太阳能集热系统经常采用的防止过热的一种方法，当热水温度超过一定值时启动排热装置把多余的热量排到大气中。这种方法投资较高，而且要求集热系统必须处于运行状态，需要消耗较多的电能，而且会给周围环境带来热污染。

其次，控制水箱中的水温主要的方式就是当水温超过一定温度时，根据需要，打开泄水阀排放水箱中的一定量的热水，然后再补充冷水，这种方式虽然能能够起到过热保护的作用，但实际就是排热水再充冷水，造成水资源浪费，因此是不可取的。

最后，采用遮光布进行遮阳是降低水温最为直接和有效过热保护方式，其缺点是不方便操作，尤其是对放置在屋顶的大型集热器组，而且采用遮光布后，集热器承受的风荷载大幅增加，大风时存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明公开了一种具有过热遮阳保护的真空管太阳能集热器，将真空管集热器反射板设计成可随水温变化自动进行翻转的活动式反射板，当太阳光照强烈且水温过高时，将反射板翻转到真空管阳面，直接起到遮阳的作用以达到过热保护，当水温度低于设定值时，将反射板翻转到真空管背阳面，继续对太阳能集热器聚热，可以有效克服现有太阳能热水器过热保护中采用排热装置消耗电能，或释放热水造成水资源浪费，或采用遮光布遮蔽导致安全隐患等弊端。

一种具有过热遮阳保护的真空管太阳能集热器，包括太阳能集热器，电机，感温控制器，温度传感器，齿轮，齿条，钢绳，凹槽，弧形反射板，弹簧、环状凹槽，其特征在于：在太阳能集热器背面中间部位的箱体上横向连接一根凹槽，凹槽内端面固接一弹簧，对应端面的箱体上连接有电机，齿条嵌在凹槽内，齿条一端与弹簧连接，另一端连接钢绳，钢绳与电机转轴连接，每个真空管外壁环抱齿轮，齿轮与齿条啮合，在每个齿轮与真空管壁之间的齿轮内壁上固接弧形反射板，弧形反射板首末两端分别嵌入箱体内顶部和底部固接的环状凹槽内，感温控制器的输出端与电机连接，感温控制器的输入端连接温度传感器，温度传感器置于集热器循环进水管处的水体内。

本发明结构简单使用方便，当太阳光照强烈且水温过高时，电机自动将反射板翻转到真空管阳面，直接起到遮阳的作用以达到过热保护，当水温度低于设定值时，电机自动将反射板翻转到真空管背阳面，继续对太阳能集热器聚热，本发明不仅可以有效节约电能，节约水资源，安全可靠，而且可以防止雨雪冰雹等恶劣天气对太阳能集热器的损害。

附图说明

图1 是本发明具有过热遮阳保护的真空管太阳能集热器的平面结构示意图；

图2 是本发明太阳能集热器集热过程中弧形反射板位置B-B方向剖面结构示意图；

图3 是本发明的弧形反射板过热遮阳时的B-B方向剖面结构示意图；

图4 是本发明弧形反射板两端与环状凹槽连接A-A方向剖面结构示意图。

1.电机，2. 温度传感器，3齿轮，4齿条，5.钢绳，6凹槽，7弧形反射板，8弹簧、9环状凹槽， 10.真空管，11电机转轴。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型加以详细说明。

一种具有过热遮阳保护的真空管太阳能集热器，如图1所示，包括太阳能集热器，电机1，感温控制器2，温度传感器，齿轮3，齿条4，钢绳5，凹槽6，弧形反射板7，弹簧8、环状凹槽9，其特征在于：在太阳能集热器背面中间部位的箱体上横向连接一根凹槽6，凹槽内端面固接一弹簧8，对应端面的箱体上连接有电机1，齿条4嵌在凹槽6内，如图2、图3所示，齿条一端与弹簧8连接，另一端连接钢绳5，钢绳与电机转轴11连接，每个真空管10外壁环抱齿轮3，齿轮与齿条4啮合，在每个齿轮与真空管壁之间的齿轮内壁上固接弧形反射板7，弧形反射板首末两端分别嵌入箱体内顶部和底部固接的环状凹槽9内，如图4所示，感温控制器2的输出端与电机1连接，如图1所示，感温控制器的输入端连接温度传感器，温度传感器置于集热器循环进水管处的水体内。

本实施例中，弧形反射板7采用高效、防腐蚀材料，具有一定的抗压和抗弯能力；弧形反射板的外弧面采用一般的反光材料，起到遮阳的作用，内弧面采用反射率高的材料，能起到高效聚光作用，这样弧形反射板兼具过热遮阳保护和集热的功能；钢绳5要具有一定的柔韧性和抗拉性能；齿轮3、齿条4和两端环状凹槽9可采用铝合金等材料制作，能够保证与反射板长期稳定共存。

当集热器水温超过设定的上限温度时，集热器管内的感温控制器2发生形变，触发电机1转动，电机转轴11带动钢绳5，钢绳带动齿轮3，齿轮带动弧形反射板7转动，弧形反射板由于首末两端分别嵌入箱体内顶部和底部固接的环状凹槽9内，所以弧形反射板7可沿环向翻转到真空管阳面，此时电机停止转动，弧形反射板起到过热遮阳保护的作用，弹簧8则处于拉紧状态；相反地，当热水温度降低到设定的下限温度时，感温控制器2使得电机1断电，此时拉紧的弹簧8恢复原来的状态，弧形反射板7重翻转到真空管背阳面，太阳能集热器继续聚热，弧形反射板同时起到聚热和反射作用。

Claims

1.一种具有过热遮阳保护的真空管太阳能集热器，包括太阳能集热器，电机（1），温度传感器（2），齿轮（3），齿条（4），钢绳（5），凹槽（6），弧形反射板（7），弹簧（8），环状凹槽（9），其特征在于：在太阳能集热器背面中间部位的箱体上横向连接一根凹槽（6），凹槽内端面固接一弹簧（8），对应端面的箱体上连接有电机（1），齿条（4）嵌在凹槽（6）内，齿条一端与弹簧（8）连接，另一端连接钢绳（5），钢绳与电机转轴连接，每个真空管外壁环抱齿轮（3），齿轮（3）与齿条（4）啮合，在每个齿轮与真空管壁之间的齿轮内壁上固接弧形反射板（7），弧形反射板首末两端分别嵌入箱体内顶部和底部固接的环状凹槽内（9），感温控制器（2）的输出端与电机（1）连接，感温控制器（2）的输入端连接温度传感器，温度传感器置于集热器循环进水管处的水体内。