CN102645034B - 一种可变角度的太阳能集热器 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种可变角度的太阳能集热器，包括：固定连接的框架和背板；通过横向转动轴安装在框架内的多个小面积集热板；连接各集热板的管路；以及通过传动机构带动集热板转动的调节机构。本发明可方便的安装于建筑房顶、南墙面、阳台等任何适于采集阳光的位置，节省安装面积、可根据需要调节集热板角度，使能源采集效率达到最高，且结构简单、成本较低，从而更适于广泛推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能利用领域，特别是涉及一种应用于太阳能热水器的可变角度集热器。
背景技术
太阳能作为清洁能源已经被广泛应用于各个领域，特别是太阳能集热设备的应用已经日益普及。现有的太阳集热器通常固定安装在房屋顶上以便于采集太阳光。
但是，由于不同纬度地区以及同一纬度地区在不同季节的太阳光照射角度都不一样，安装太阳能热水器时，往往只能考虑当地纬度，并将该地冬夏两季阳光照射角度折中，来确定集热器的安装角度。以我国华北地区为例来说，冬季阳光的照射角度约为30度，夏季照射角度约为60度，因此通常以45度的角度来安装太阳能集热器，而使用时，遇到无法以直射角度采集太阳光的季节，能源利用效率则明显下降，热水温度常不能满足使用要求。此外，出于安全考虑，目前城市建设中对建筑附着物的高度都有严格限制，因此也限制了太阳能集热器的安装角度和采集面积。
目前也有关于太阳能采集设备追逐日光调节的研究，但是其动力较小、成本较高，多应用于太阳能照明领域，由于太阳能热水器多为家庭使用，不宜承担如此高昂成本，且集热器体积大、质量大，现有研究成果并不宜适用。
此外，近年来，居民住宅逐渐向高层发展，相对每户来说，可均摊的楼顶面积越来越小，太阳能热水器的发展也因此遇到瓶颈，申请人于2011年5月20日申请了第201120164213.X号中国专利“一种太阳能板符复合建筑”，通过将太阳能板以垂直于地平面的角度安装在建筑南墙或南阳台壁面的方式来解决上述技术问题。但是，在实践应用中却发现，这种太阳能板安装结构及方式虽然可最大程度降低集热器安装面积，并且在冬季的集热效果大幅优于国家标准，但是，由于其夏季采集角度与阳光照射角度偏差较大，集热效果略差，不能完全满足使用需求，而亟待进一步改进。
由此可见，上述现有的太阳能集热器在结构、安装方式与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种节省安装面积、可根据需要调节集热板角度，使能源采集效率达到最高，且结构简单、成本较低的新的可变角度的太阳能集热器，实属当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可变角度的太阳能集热器，使其节省安装面积、可根据需要调节集热板角度，使能源采集效率达到最高，且结构简单、成本较低，从而克服现有的太阳能集热器的不足。
为解决上述技术问题，本发明一种可变角度的太阳能集热器，包括：固定连接的框架和背板；通过横向转动轴安装在框架内的多个小面积集热板；连接各集热板的管路；以及通过传动机构带动集热板转动的调节机构。
作为本发明的一种改进，所述的传动机构包括与各列集热板连接的传动连杆，以及与各传动连杆固定连接的横向连杆，调节机构连接并控制该横向连杆。
所述的每个集热板上安装有两个固定支架，每列固定支架的上端与传动连杆可转动连接。
所述的框架内纵向固定有转动轴支架，与横向转动轴可转动连接。
所述的调节机构为手动调节机构，主要包括与传动机构连接的手柄，所述的背板上开设有手柄滑槽。
所述的手柄滑槽一侧标有季节模式或角度刻度。
所述的调节机构为电动调节机构，包括与传动机构连接的电机，以及与电机电路连接的控制旋钮或通讯连接的遥控装置。
所述的调节机构通过传动机构带动集热板在105度至165度的范围内转动。
所述的集热板为黑瓷复合陶瓷太阳能板。
所述的框架前侧安装有钢化玻璃板，背板内侧面安装有保温层。
采用这样的设计后，本发明可方便的安装于建筑房顶、南墙面、阳台等任何适于采集阳光的位置，节省安装面积、可根据需要调节集热板角度，使能源采集效率达到最高，且结构简单、成本较低，从而更适于广泛推广使用。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明一种可变角度的太阳能集热器的侧剖结构示意图。
图2是本发明一种可变角度的太阳能集热器的正面结构示意图。
图3是本发明一种可变角度的太阳能集热器的背面结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1、图2所示，本发明一种可变角度的太阳能集热器，主要包括框架1、背板2、集热板3、传动机构以及调节机构。其中，框架1和背板2固定连接，多个小面积集热板3通过管路互相联通，并通过横向转动轴8可转动的安装在框架1内，调节机构通过传动机构带动集热板转动，以使其垂直于阳光照射方向，以直射角度采集太阳能。
较佳的，为了保证集热效率，本发明的集热板3优选黑瓷复合陶瓷太阳能板，并可如图所示，在框架1前侧安装有钢化玻璃板6，以强化集热效率、避免灰尘附着集热板，在背板2内侧面安装保温层7，以避免室外温度、集热板温度对室内或其它设施的影响。此外，还可在框架1内纵向设置转动轴支架81，该转动轴支架81与横向转动轴8可转动连接，起到支持和稳定的效果。
如图所示，本发明的集热板3纵横排列，每列集热板3都连接有传动连杆4，各传动连杆4固定连接于同一横向连杆，传动连杆4与横向连杆即构成本发明的传动机构。进一步的，在每个集热板3上都可安装两个固定支架31，每列固定支架31的上端与传动连杆4可转动连接，连接方式可选用螺接、枢接等，以在保证稳定转动的同时，争取到最大的转动力矩。
调节机构可采用手动或电动调节方式。采用手动调节机构时，为上述传动机构的横向连杆固定连接一手柄5，并配合参阅图3所示，在背板2上开设手柄滑槽51，通过调整手柄5在手柄滑槽51中的上下位置，即可带动横向连杆、传动连杆4、集热板3转动，从而改变集热板仰角，使其与阳光照射角度垂直。此外，还可如图3所示，在手柄滑槽51的一侧标记“冬季”、“春秋”、“夏季”等季节模式刻度，或角度刻度，以指导调节范围。
采用电动调节机构时，上述传动机构的横杆受电机控制移动，并可将控制电机的旋钮设置在背板2上或其它便于操作的位置，也可以通过遥控装置控制电机动作。
一般来说,调节机构可通过传动机构带动集热板在90度至180度（以集热板的太阳能采集面与水平面的夹角计）范围内任一转动，为了保证集热效率并避免集热板过大范围转动时对横向转动轴、传动结构造成损坏，保证转动范围为105度至165度则足以满足各地、各季集热需求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种可变角度的太阳能集热器，其特征在于包括：
固定连接的框架和背板；
通过横向转动轴安装在框架内的多个小面积集热板；
连接各集热板的管路；以及
通过传动机构带动集热板转动的调节机构，其中：
所述的传动机构包括与各列集热板连接的传动连杆，以及与各传动连杆固定连接的横向连杆；
每个集热板上安装有两个固定支架，每列固定支架的上端与传动连杆可转动连接；
调节机构主要包括与传动机构的横向连杆连接的手柄，并在所述的背板上开设有手柄滑槽。
2.根据权利要求1所述的一种可变角度的太阳能集热器，其特征在于所述的框架内纵向固定有转动轴支架，与横向转动轴可转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种可变角度的太阳能集热器，其特征在于所述的手柄滑槽一侧标有季节模式或角度刻度。
4.根据权利要求1所述的一种可变角度的太阳能集热器，其特征在于所述的调节机构通过传动机构带动集热板在105度至165度范围内转动。
5.根据权利要求1所述的一种可变角度的太阳能集热器，其特征在于所述的集热板为黑瓷复合陶瓷太阳能板。
6.根据权利要求1所述的一种可变角度的太阳能集热器，其特征在于框架前侧安装有钢化玻璃板，背板内侧面安装有保温层。
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