CN103075815B - 一种太阳能聚焦集热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的是一种太阳能聚焦集热装置。在底座上通过转筒安装有聚光器，聚光器上装有加热器，加热器管路与底座上所设的回流工质输送软管、热工质输出软管、增压泵和外接管路连接器连接；转筒与经度偏转驱动电机齿轮啮合传动，实现聚光器的经度跟踪调节；底座上所装的纬度对光转动轴和手柄实现聚光器的纬度跟踪调节；在底座上所安装的自动控制器控制经度偏转驱动电机和增压泵的运转。本发明能够进行聚光器的纬度与经度跟踪调节，并装有加热器和工质循环管路，能够使聚光器保持与阳光照射聚焦状态，通过聚焦加热经过加热器中的工质，实现工质加热。具有效率高，加热效果好的优点。适宜作为太阳能加热器应用。

Description

一种太阳能聚焦集热装置
技术领域
本发明提供的是热工领域的热收集利用设备，具体地说是一种太阳能聚焦集热装置。
背景技术
在本发明提出以前，真空管式集热器能够通过吸收太阳能加热水，从而获得热水，由于真空管式集热器的阳光是以弧面照射吸热，有一部分光线被折射，而且真空管是间隔排列，有无集热空间，所以单位面积的采光面积小，因而集热功率低。当需要温度较高时，则真空管集热器受到材质与结构的限制，不能实现。
另外还有抛物镜聚焦集热装置被采用，这种集热装置是将太阳光聚焦到换热器上，通过换热器加热工质，实现太阳光与热能的转换，从而达到集热的目的。但是，此种集热装置需要进行太阳光的跟踪，始终使焦点与换热器相对，才能达到集热的目的。因此如何进行太阳光聚焦的焦点是需要解决的关键问题。根据目前所掌握的资料，解决太阳光跟踪的办法复杂，尤其是将多个集热器列阵排列时，更是没有相关的报道。
发明内容
为了利用聚光器实现太阳光集热，本发明提供了一种太阳能聚焦集热装置。该装置通过在聚光器上安装纬度对光转动套与经度偏转驱动器和加热器，解决太阳光跟踪聚焦与集热的技术问题。
本发明解决技术问题所采用的方案是：
在转筒上通过支架安装有抛物镜聚光器，在转筒上倾斜连接有热工质管，在热工质管外部套装有超出热工质管口的回流工质管，热工质管与回流工质管与空腔的加热器下部连接；
转筒为空体结构，热工质管与转筒外壁连接，并与热工质输出软管相通，回流工质管通过旋转密封器与设在底座内的回流工质输送软管连通，热工质输出软管与外接管路连接器连通，外接管路连接器为集热容器，经过散热的工质通过增压泵和回流工质输送软管经由转筒内的回流工质管输入到加热器内继续加热，然后通过回流工质管经由热工质输出软管与外接管路连接器连通，集热容器内的热水供用热使用；
在底座下部所设的纬度对光转动轴上安装有纬度对光转动套，对光转动套下部固定有手柄；
在底座上部装有经度偏转驱动电机，在经度偏转驱动电机上装有偏转驱动齿轮，在转筒上安装有转筒齿轮，转筒齿轮与偏转驱动齿轮啮合相接；
在底座上部一侧装有自动控制器，在自动控制器内装有程序控制器，时钟计时器，偏转驱动电路和增压泵开关电路。
积极效果，本发明装置能够进行聚光器的纬度与经度跟踪调节，并装有加热器和工质循环管路，能够使聚光器保持与阳光照射聚焦状态，通过聚焦加热经过加热器中的工质，实现工质加热。具有效率高，加热效果好，方便矩阵排列布置的优点。适宜作为太阳能加热器应用。
附图说明
图1为本发明结构示意图
图2为本发明自动控制器电路方框图
图中，1.抛物镜聚光器，2.加热器，3.回流工质管，4.热工质管，5.支架，6.转筒，6.1.旋转密封器,6.2.转筒齿轮，7.经度偏转驱动电机，7.1.偏转驱动齿轮，8.纬度对光转动套，8.1.纬度对光转动轴，9.手柄，10.底座，11.热工质输出软管，12.回流工质输送软管，13.增压泵，14.外接管路连接器，15.自动控制器，15.1.程序控制器，15.2.时钟计时器，15.3.偏转驱动电路，15.4.增压泵开关电路。
具体实施方式
据图所示，在转筒6上通过支架5安装有抛物镜聚光器1，在转筒6上倾斜连接有热工质管4，在热工质管外部套装有超出热工质管口的回流工质管3，热工质管4与回流工质管3与空腔的加热器2下部连接；
转筒为空体结构，热工质管4与转筒6外壁连接，并与热工质输出软管11相通，回流工质管3通过旋转密封器6.1与设在底座10内的回流工质输送软管12连通，热工质输出软管11与外接管路连接器14连通，外接管路连接器14为集热容器，经过散热的工质通过增压泵13和回流工质输送软管12经由转筒6内的回流工质管3输入到加热器2内继续加热，然后通过回流工质管3经由热工质输出软管11与外接管路连接器14连通，集热容器内的热水供用热使用；
在底座10下部所设的纬度对光转动轴8.1上安装有纬度对光转动套8，对光转动套下部固定有手柄9；
在底座10上部装有经度偏转驱动电机7，在经度偏转驱动电机7上装有偏转驱动齿轮7.1，在转筒6上安装有转筒齿轮6.2，转筒齿轮6.2与偏转驱动齿轮7.1啮合相接；
在底座10上部一侧装有自动控制器15，在自动控制器内装有程序控制器15.1，时钟计时器15.2，偏转驱动电路15.3和增压泵开关电路15.4。
所述导热工质为水，油或添加有抗冻物质的水溶液，以及有机液态物。
工作原理与工作过程：
由于回流工质管套装于热工质管内，两管与空腔加热器连接，所以抛物线聚光器的光线照射在加热器上，加热来自于货流工质管输入的热工质，工质升温后经由热工质管和热工质输出软管返回到外接管路连接器内
纬度跟踪调节：根据季节太阳光与地面的照射角度，通过扳动手柄，使底座产生俯仰角位移，从而使聚光器的聚焦点与阳光照射角度重合，达到纬度调节的动作。
经度跟踪调节：偏转角度跟踪，每天太阳光从东向西移动，从日出到日落为时间依据，根据季节日出日落的时间段设定聚光器偏转程序并输入到程序控制器中，程序控制器通过时钟计时器转动所产生的动作信号，驱动偏转驱动电路产生时间脉冲电流，并将脉冲电流输送到经度偏转驱动电机产生一步位移。由于太阳运行与时钟运转具有相关性和规律性，所以通过时钟信号能够驱动经度偏转驱动电机运转，通过与转筒齿轮传动，使聚光器的转筒转动，保持聚光器与太阳光为聚焦状态。
当太阳落下时直至太阳升起时，为黑暗状态，程序控制器将黑暗状态时间设为脉冲电流停止状态，而程序控制器通过时钟计时器的信号驱使偏转驱动电路产生回转起始状态，经度偏转驱动电机与转筒齿轮传动，带动聚光器朝向太阳升起时的光照空间。
在使用前，通过增压泵向管路系统中充入吸热工质。
外接管路连接器与集热容器相连通，回流工质输送软管的始端装在集热容器的底部，热工质输出软管接于集热容器的上端。
在运行时，通过自动控制器启动增压泵工作，将常温工质通过回流工质输送软管和回流工质管输入到加热器内，被加热后通过热工质管和热工质输出软管流入集热容器内，通过不断循环加热，使工质逐渐升温，达到设定温度，实现太阳能制热。
由于热工质输出软管和回流工质输送软管为柔性结构，所以当聚光器进行纬度转动时，能够保持为固定不动的状态，有利于外接管路连接器与其它管路的连接。
本发明能够由单个组合成为矩阵采光加热系统，实现大功率加热。
被加热的工质具有热能，能够应用到用热场合，用于采暖、烘干、加热物质或热动力转换。

Claims (1)

1.一种太阳能聚焦集热装置，其特征是：
在底座（10）下部通过纬度对光转动轴（8.1）安装具有手柄（9）的纬度对光转动套（8）；
在底座两侧分别连接有回流工质输送软管（12）和热工质输出软管（11），其中，回流工质输送软管经过增压泵（13）与外接管路连接器（14）冷工质管相连接，其中，热工质输出软管与外接管路连接器热工质管连接，其中，回流工质输送软管通过底座和转筒（6）后与回流工质管（3）相通，回流工质管出口设置在加热器（2）内的下部，加热器空间与所述热工质管（4）相通，并经过转筒后通过底座与热工质输出软管相通；
在底座上设有凸台，在凸台上套装有转筒，凸台与转筒的内部连接处装有旋转密封器（6.1），转筒下部的外侧装有转筒齿轮（6.2），在底座靠近转筒齿轮一侧安装有经度偏转驱动电机（7），经度偏转驱动电机上所装有的驱动齿轮（7.1）与转筒齿轮相啮合接触；
在转筒上通过支架（5）安装有聚光器（1）；
在底座上的一侧装有自动控制器（15）；
经度偏转驱动电机和增压泵分别通过导线与自动控制器相连接；
在自动控制器内装有程序控制器（15.1）、时钟计时器（15.2）和偏转驱动电路（15.3）；与程序控制器连接有增压泵开关电路（15.4）；
根据季节日出日落的时间段设定聚光器偏转程序并输入到程序控制器中，程序控制器通过时钟计时器转动所产生的动作信号，驱动偏转驱动电路产生时间脉冲电流，并将脉冲电流输送到经度偏转驱动电机产生一步位移；
当太阳落下时直至太阳升起时，为黑暗状态，程序控制器将黑暗状态时间设为脉冲电流停止状态，而程序控制器通过时钟计时器的信号驱使偏转驱动电路产生回转起始状态，经度偏转驱动电机与转筒齿轮传动，带动聚光器朝向太阳升起时的光照空间。
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