CN105258361B - 高效太阳能集热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效太阳能集热器，包括集热管群，其包括多个并排设置的集热管，一个所述集热管的外部设有一个遮阳管，其由多个与所述集热管同圆心的第一弧形板拼接而成，所述第一弧形板的一侧通过紧固件与所述集热管铰接，以实现所述第一弧形板可相对所述集热管的转动；反射板，其由多个并排设置的第二弧形板和连接板依次拼接而成，一个所述连接板的上方滑动连接有一个滑板；控制器，其设置为：所述控制器控制所述第一弧形板旋转，以及所述控制器控制所述滑板在所述连接板上滑动。本发明不仅能够将太阳能转化为热能，还能转化成电能储存，提高了太阳能的利用率，具有将集热管和反射基板遮盖的功能，延长太阳能集热器的使用寿命。

Description

高效太阳能集热器

技术领域

本发明涉及太阳能集热领域，具体涉及一种高效太阳能集热器。

背景技术

太阳能的利用主要分为两种，光热和光电，其中太阳能热水器就是光热转化利用的典型。太阳能热水器的集热器通常由集热管和反射基板构成，集热管中设置有黑色或深色吸热层，其将太阳光能的热量吸收，并用于加热集热管中的水。反射基板处在集热管的下方，将从集热管间隔中照下的阳光反射回吸热层，提高集热效率。

然而，现有的太阳能集热器，其集热管和反射基板等部件一直暴露在外，即使在不需其工作时，集热管中的吸热层、集热管下的反射基板也始终处在工作状态、存在工作损耗，降低了使用寿命。再者，现有技术的太阳能集热器功能较为单一，仅能实现光热转换，即仅具有利用太阳能即时加热水的功能。如此，太阳能集热器在不需要对水加热时，其采集到的太阳能亦不能用于他处，还是只能无意义的反复加热集热管中的水，导致了能源浪费。

因此，亟需一种不仅能将太阳能转化为热能，而且能将太阳能转化为电能的高效太能能集热器。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种高效太阳能集热器，其不仅能够将太阳能转化为热能，还能转化成电能储存，提高了太阳能的利用率，并且在不需要集热管和反射基板不需要吸收热量时，及时将集热管和反射基板遮盖，减少了集热器的工作损耗，延长太阳能集热器的使用寿命。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种高效太阳能集热器，包括：

集热管群，其包括多个并排设置的集热管，一个所述集热管的外部设有一个遮阳管，其由多个与所述集热管同圆心的第一弧形板拼接而成，所述第一弧形板的一侧通过紧固件与所述集热管铰接，以实现所述第一弧形板可相对所述集热管转动，当多个所述第一弧形板打开，所述第一弧形板与所述集热管倾斜呈一定角度，所述集热管暴露在太阳光下以吸收太阳能，当多个所述第一弧形板闭合形成所述遮阳管时，将所述集热管与外部隔离；

反射板，其由多个并排设置的第二弧形板和连接板依次拼接而成，一个所述集热管的正下方对应一个所述第二弧形板，一个所述连接板的上方设有一个相同规格的滑板，所述连接板上表面沿与所述集热管垂直的方向设有第一凹槽，所述滑板的下表面设有可在所述第一凹槽中滑动的滑块，以实现所述滑板与所述连接板的滑动连接，所述第一凹槽的长度与所述第二弧形板的弦长比为1.1:1；

控制器，其设置为：所述控制器控制所述第一弧形板旋转，以及所述控制器控制所述滑板在所述连接板上滑动；

当所述第一弧形板旋转至倾斜呈一定角度时，所述滑板位于所述连接板的上方；当所述第一弧形板形成所述遮阳管时，所述滑板滑动至所述第二弧形板的上方。

优选的是，所述的高效太阳能集热器，所述集热管与所述遮阳管之间均匀间隔设置有与所述集热管长度方向平行的且长度一致的多个条状紧固件，所述集热管的两端分别固定连接有环形紧固件，所述条状紧固件的两端分别固定连接在所述环形紧固间上，一个所述第一弧形板与一个所述条状紧固件铰接，以实现所述第一弧形板与所述集热管的可转动连接。

优选的是，所述的高效太阳能集热器，所述集热管包括金属内管和套设在所述金属内管外部的玻璃外管，所述金属内管的外表面涂有太阳能选择性吸热涂层。

优选的是，所述的高效太阳能集热器，所述连接板的上表面和所述第一弧形板的凸面上均设有光伏薄膜电池，所述光伏薄膜电池与外接电路相连，所述外接电路与所述控制器电连接。

优选的是，所述的高效太阳能集热器，所述条状紧固件的宽度与所述第一弧形板的弦长比为1:4～6。

优选的是，所述的高效太阳能集热器，所述连接板、所述滑板和所述第二弧形板的弦长比为1.2:1.2:1。

优选的是，所述的高效太阳能集热器，所述金属内管、所述玻璃外管和所述遮阳管的直径比为1:1.2:1.3。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、当太阳能热水器的水需要加热时，通过控制器控制第一弧形板转动至与集热管呈一定角度，使得集热管暴露在太阳光下以吸收太阳能，第二弧形板为反射基板，将太阳光反射至集热管，提高太阳能的吸收效率；当太阳能热水器的水不需要加热时，通过控制器控制第一弧形板转动形成遮阳管，起到对集热器的集热管遮阳的作用，随后通过控制器控制将滑板滑动至第二弧形板的上方，将第二弧形板与太阳光的隔离，减少集热器的集热管和反射板的工作损耗，延长集热器的使用寿命，本发明的集热器具有结构简单，牢靠适用的优点；

第二、第二弧形板增强反射板的聚光效果，为集热管提供更多的太阳光，第一弧形板与集热管呈一定角度时，第一弧形板的凹面也有一定的聚光作用，进一步为集热管提供太阳光，提高单位时间内反射板的的集热效率，提升太能光能的利用率，减少能源的浪费；

第三、第一弧形板的凸面上和连接板的表面上设有光伏薄膜电池，光伏薄膜电池提高了本发明的功能性，当第一弧形板的凸面和所述连接板与太阳光接触时，光伏薄膜电池可以接收太阳光照，实现光电转化，将太阳能转化为电能储存，为控制器提供电能，避免了能源的浪费；

第四、所述金属内管的外表面涂有Mo-Al₂O₃的太阳能选择性吸热涂层，提高金属内管的吸热性能，提高集热器的工作效率。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的太阳能集热器的结构示意图；

图2为本发明所述的太阳能集热器的集热管和第二弧形板在遮蔽状态下的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1～2所示，本发明提供一种高效太阳能集热器，包括：

集热管群，其包括多个并排设置的集热管，一个所述集热管的外部设有一个遮阳管3，其由多个与所述集热管同圆心的第一弧形板4拼接而成，所述第一弧形板4的一侧通过紧固件与所述集热管铰接，以实现所述第一弧形板4可相对所述集热管转动，当多个所述第一弧形板4打开，所述第一弧形板4与所述集热管倾斜呈一定角度，所述集热管暴露在太阳光下以吸收太阳能，第一弧形板4与集热管呈一定角度时，第一弧形板4的凹面也有一定的聚光作用，为集热管提供更多的太阳光，提高单位时间内反射板的的集热效率，提升太能光能的利用率，减少能源的浪费当多个所述第一弧形板4闭合形成所述遮阳管3时，将所述集热管与外部隔离；

反射板，其由多个并排设置的第二弧形板5和连接板6依次拼接而成，一个所述集热管的正下方对应一个所述第二弧形板5，第二弧形板5的弧形结构增强聚光效果，进一步为集热管提供太阳光，一个所述连接板6的上方设有一个相同规格的滑板7，所述连接板6上表面沿与所述集热管垂直的方向设有第一凹槽，所述滑板7的下表面设有可在所述第一凹槽中滑动的滑块8，以实现所述滑板7与所述连接板6的滑动连接，所述第一凹槽的长度与所述第二弧形板5的弦长比为1.1:1，使得滑板7在第一凹槽中滑动的距离保证滑板7能够对第二弧形板5的遮盖；

控制器，其设置为：所述控制器控制所述第一弧形板4旋转，以及所述控制器控制所述滑板7在所述连接板6上滑动；

当所述第一弧形板4旋转至倾斜呈一定角度时，所述滑板7位于所述连接板6的上方；当所述第一弧形板4形成所述遮阳管3时，所述滑板7滑动至所述第二弧形板5的上方。

在上述技术方案中，当太阳能热水器的水需要加热时，通过控制器控制第一弧形板4转动至与集热管呈一定角度，使得集热管暴露在太阳光下以吸收太阳能，第二弧形板5为反射基板，将太阳光反射至集热管，提高太阳能的吸收效率；当太阳能热水器的水不需要加热时，通过控制器控制第一弧形板4转动形成遮阳管3，起到对集热器的集热管遮阳的作用，随后通过控制器控制将滑板7滑动至第二弧形板5的上方，将第二弧形板5与太阳光的隔离，减少集热器的集热管和反射板的工作损耗，延长集热器的使用寿命。

在另一种技术方案中，所述的高效太阳能集热器，所述集热管与所述遮阳管3之间均匀间隔设置有与所述集热管长度方向平行的且长度一致的多个条状紧固件，所述集热管的两端分别固定连接有环形紧固件，所述条状紧固件的两端分别固定连接在所述环形紧固间上，一个所述第一弧形板4与一个所述条状紧固件铰接，以实现所述第一弧形板4与所述集热管的可转动连接。

在另一种技术方案中，所述的高效太阳能集热器，所述集热管包括金属内管1和套设在所述金属内管1外部的玻璃外管2，所述金属内管1的外表面涂有Mo-Al2O3的太阳能选择性吸热涂层，提高金属内管1的吸热性能，提高集热器的工作效率。

在另一种技术方案中，所述的高效太阳能集热器，所述连接板6的上表面和所述第一弧形板4的凸面上均设有光伏薄膜电池，所述光伏薄膜电池与外接电路相连，所述外接电路与所述控制器电连接，光伏薄膜电池提高了本发明的功能性，当第一弧形板4的凸面和所述连接板6与太阳光接触时，光伏薄膜电池可以接收太阳光照，实现光电转化，将太阳能转化为电能储存，为控制器提供电能，避免了能源的浪费。

在另一种技术方案中，所述的高效太阳能集热器，所述条状紧固件的宽度与所述第一弧形板4的弦长比为1:6～8，保证第一弧形板4与条状紧固件间的铰接更方便，同时尽量减少条状紧固件的对集热管的遮挡面积。

在另一种技术方案中，所述的高效太阳能集热器，所述连接板6、所述滑板7和所述第二弧形板5的弦长比为1.2:1.2:1，使得连接板6和滑板7在收纳时完全重合，减少设备的体积，保证在第二弧形板5不工作时，滑板7对第二弧形板5的完全遮档。

在另一种技术方案中，所述的高效太阳能集热器，所述金属内管1、所述玻璃外管2和所述遮阳管3的直径比为1:1.2:1.3，使得金属内管1与玻璃外管2间保持有一定厚度的保温层，使得遮阳管3对玻璃外管2遮阳效果更佳。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种高效太阳能集热器，其特征在于，包括：

集热管群，其包括多个并排设置的集热管，一个所述集热管的外部设有一个遮阳管，其由多个与所述集热管同圆心的第一弧形板拼接而成，所述第一弧形板的一侧通过紧固件与所述集热管铰接，以实现所述第一弧形板可相对所述集热管转动，当多个所述第一弧形板打开，所述第一弧形板与所述集热管倾斜呈一定角度，所述集热管暴露在太阳光下以吸收太阳能，当多个所述第一弧形板闭合形成所述遮阳管时，将所述集热管与外部隔离；

反射板，其由多个并排设置的第二弧形板和连接板依次拼接而成，一个所述集热管的正下方对应一个所述第二弧形板，一个所述连接板的上方设有一个相同规格的滑板，所述连接板上表面沿与所述集热管垂直的方向设有第一凹槽，所述滑板的下表面设有可在所述第一凹槽中滑动的滑块，以实现所述滑板与所述连接板的滑动连接，所述第一凹槽的长度与所述第二弧形板的弦长比为1.1:1；

控制器，其设置为：所述控制器控制所述第一弧形板旋转，以及所述控制器控制所述滑板在所述连接板上滑动；

当所述第一弧形板旋转至与所述集热管倾斜呈一定角度时，所述滑板位于所述连接板的上方；当所述第一弧形板形成所述遮阳管时，所述滑板滑动至所述第二弧形板的上方。

2.如权利要求1所述的高效太阳能集热器，其特征在于，所述集热管与所述遮阳管之间均匀间隔设置有与所述集热管长度方向平行的且长度一致的多个条状紧固件，所述集热管的两端分别固定连接有环形紧固件，所述条状紧固件的两端分别固定连接在所述环形紧固间上，一个所述第一弧形板与一个所述条状紧固件铰接，以实现所述第一弧形板与所述集热管的可转动连接。

3.如权利要求2所述的高效太阳能集热器，其特征在于，所述集热管包括金属内管和套设在所述金属内管外部的玻璃外管，所述金属内管的外表面涂有太阳能选择性吸热涂层。

4.如权利要求3所述的高效太阳能集热器，其特征在于，所述连接板的上表面和所述第一弧形板的凸面上均设有光伏薄膜电池，所述光伏薄膜电池与外接电路相连，所述外接电路与所述控制器电连接。

5.如权利要求4所述的高效太阳能集热器，其特征在于，所述条状紧固件的宽度与所述第一弧形板的弦长比为1:4～6。

6.如权利要求5所述的高效太阳能集热器，其特征在于，所述连接板、所述滑板和所述第二弧形板的弦长比为1.2:1.2:1。

7.如权利要求6所述的高效太阳能集热器，其特征在于，所述金属内管、所述玻璃外管和所述遮阳管的直径比为1:1.2:1.3。