CN105485938A - 一种太阳能供热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种太阳能供热装置。其特点是包括太阳能聚光加热单元、热媒介质储存输出单元、热交换器和控制器，太阳能聚光加热单元包括受热管束，受热管束之上有聚光板，聚光板一端均有可跟光器。热媒介质储存输出单元包括热媒介质储存罐和热媒介质循环罐，热媒介质储存罐的出口与热交换器的进口相连，热交换器的出口与热媒介质循环罐的进口相连，热媒介质循环罐的出口与受热管束的进口端相连，受热管束的出口端与热媒介质储存罐的进口连通。所述阀门的控制端均通过导线与控制器相连。热交换器上有被加热介质进口和供热口。这种太阳能供热装置，应用范围广，对太阳能的利用率高。适用于为工业用户和住宅用户供热。

Description

一种太阳能供热装置
技术领域
本发明涉及一种供热装置。具体说，是利用太阳能来为用户提供热源的太阳能供热装置。
背景技术
目前，为用户供热用的热源大都是采用化石燃料燃烧产生的热量的热源。而采用化石燃烧，不仅会给环境带来污染，还会使用户投入较高的运行费用和维护费用。近年来，虽然太阳能热水器已经在住宅建筑上得到了广泛的应用，但由于太阳能热水器是采用固定的真空管技术来与水箱内的冷水进行换热。而由于光照强度的原因，只能将被加热的介质水加热到80℃左右，无法将被加热介质加热到更高的温度。因此，太阳能热水器只能为住宅用户提供热水，而无法为工业用户提供更高温度要求的热能，应用范围受到限制。又由于太阳能热水器安装后，始终处于固定状态，不能随太阳光一起转动，对太阳能的利用率不高。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种太阳能供热装置。这种太阳能供热装置，应用范围广，对太阳能的利用率较高。
本发明要解决的上述问题由以下方案实现：
本发明的太阳能供热装置特点是包括太阳能聚光加热单元、热媒介质储存输出单元、热交换器和控制器，所述太阳能聚光加热单元包括受热管束，受热管束之上有可将太阳光聚焦在受热管束上的聚光板，聚光板一端均有可使其跟随太阳一起旋转并使受热管束始终处于聚光板的焦点上的跟光器；所述热媒介质储存输出单元包括热媒介质储存罐和热媒介质循环罐，热媒介质储存罐的出口通过阀门与热交换器的进口相连，热交换器的出口通过阀门与热媒介质循环罐的进口相连，热媒介质循环罐的出口通过阀门与受热管束的进口端相连，受热管束的出口端通过阀门与热媒介质储存罐的进口连通；所述阀门的控制端均通过导线与控制器相连；所述热交换器上有被加热介质进口和用来为用户提供热源的供热口。
本发明的进一步改进方案是，还包括应急热源，应急热源的进口端借助阀门与热媒介质循环罐的出口连通，应急热源的出口端借助阀门与热媒介质储存罐的进口连通。所述阀门的控制端均借助导线与控制器相连。所述应急热源是以化石燃料或电进行加热的锅炉，其进口借助阀门与热媒介质循环罐的出口连通，以化石燃料或电进行加热的锅炉的出口借助阀门与热媒介质储存罐的进口连通。所述阀门的的控制端均借助导线与控制器相连。
其中的所述跟光器包括底座，底座上有两个轴座和转轴，转轴两端分别呈可旋转状置于两个轴座上，所述聚光板连接在转轴上且使转轴的轴向与聚光板的板面相平行。底座上有液压缸，液压缸的缸体铰接在底座上，液压缸的活塞杆外端铰接在与转轴的轴向相平行的聚光板一边。转轴一端有用于使转轴及聚光板转动的旋转驱动机构。转轴一端伸出在轴座之外，伸出端上固定有定位盘，沿定位盘的180度角周向均布有定位孔，定位盘的盘面一侧有支撑板，支撑板上有销孔，所述销孔与定位盘上的定位孔对应，销孔内有定位销。定位销不与定位盘相邻的一端连有执行机构，执行机构借助导线与控制器相连。
所述旋转驱动机构是钟表式弹簧，钟表式弹簧的里端固定在转轴上，钟表式弹簧的外端与邻近处的销座相连。
所述旋转驱动机构可以是重锤式驱动机构，该重锤式驱动机构包括支撑盘、重锤、吊绳、连接在定位盘0度位置处的固定销、连接在定位盘180度位置处的第一导向轮和固定销与第一导向轮之间的第二导向轮，吊绳一端连接在固定销上，另一端依次从第二导向轮外侧和第一导向轮外侧绕过后与所述重锤连接在一起。
由上述方案可以看出，由于本发明的太阳能供热装置包括太阳能聚光加热单元、热媒介质储存输出单元、热交换器和控制器，所述太阳能聚光加热单元包括至少两个受热管束，受热管束之上均有可将太阳能聚焦在受热管束上的聚光板，聚光板一端均有可使聚光板跟随太阳一起旋转的跟光器。所述热媒介质储存输出单元包括热媒介质储存罐和热媒介质循环罐，热媒介质储存罐的出口通过阀门与热交换器的进口相连，热交换器的出口通过阀门与热媒介质循环罐的进口相连，热媒介质循环罐的出口分别通过阀门与受热管束的进口端相连，受热管束的出口端分别通过阀门与热媒介质储存罐的进口连通。所述阀门的控制端均通过导线与控制器相连。所述热交换器上有被加热介质进口和用来为用户提供热水或蒸汽的供热口。
工作时，太阳光经过太阳能聚光加热单元中的聚光板聚光后，对位于聚光板焦点上的受热管束进行加热，并通过阀门和泵的调节使受热管束内的介质被加热到设计温度。被加热到设计温度的热媒介质通过阀门和泵送入热媒介质储存罐。用户可根据需要利用阀门和泵从热媒介质储存罐中提取热媒介质给热交换器，对热交换器中的供热介质进行换热，热交换器内的供热介质被换热加热后变成供热热源送给用户，从而实现了为用户供热。其中，热交换器内的热媒介质对供热介质加热后被冷却，该被冷却的热媒介质又通过阀门送入热媒介质循环罐，热媒介质循环罐内的较冷的热媒介质再通过阀门和泵送给位于聚光板焦点上的受热管束进行再次加热，如此进行循环。又由于可为用户提供热水、蒸汽或导热油之类的热源，其中的导热油可被加热到300℃左右，与背景技术相比，不仅能为住宅用户供热，还能为工业用户提供更高温度要求的热能，使得应用范围不受限制。
另外，由于聚光板一端均有可使聚光板跟随太阳一起旋转并使受热管束始终处于聚光板焦点上的跟光器，可确保受热管束始终处于聚光板的焦点上，因此，采用太阳能供热装置，对太阳能的利用率较高。
附图说明
图1是本发明的太阳能供热装置示意图；
图2是跟光器示意图；
图3是重锤式驱动机构示意图；
图4是图3的A-A剖视示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的太阳能供热装置包括太阳能聚光加热单元、热媒介质储存输出单元、热交换器7和控制器1。所述太阳能聚光加热单元包括受热管束3，受热管束3之上设置有可将太阳光聚焦在受热管束3上的聚光板11，聚光板11一端设置有可使聚光板11跟随太阳一起旋转并使受热管束3始终处于聚光板11焦点上的跟光器。
所述热媒介质储存输出单元包括热媒介质储存罐10和热媒介质循环罐4，热媒介质储存罐10的出口通过阀门6和泵5与热交换器7的进口相连，热交换器7的出口通过阀门6与热媒介质循环罐4的进口相连，热媒介质循环罐4的出口通过阀门6和泵5与受热管束3的进口端相连，受热管束3的出口端通过阀门6与热媒介质储存罐10的进口连通。所述阀门6的控制端均通过导线2与控制器1相连。所述热交换器7上有加工被加热介质进口9和用来为用户提供热源的供热口8。
其中，太阳能聚光加热单元的数量可以是一套，也可以是两套以上的若干套，用户可根据所需热量的多少来确定太阳能聚光加热单元的数量，本实施例中，所述太阳能聚光加热单元的数量为两套。
为防止阴雨天无太阳光照情况下仍能为用户供热，本发明还设置有应急热源12，应急热源12的进口端借助阀门6与热媒介质循环罐4的出口连通，应急热源12的出口端借助阀门6与热媒介质储存罐10的进口连通。所述阀门6的控制端均借助导线与控制器1相连。其中，所述应急热源12可以是以化石作为燃料的热源，也可以是电加热的热源，在本实施例中，所述应急热源12是以化石作为燃料的锅炉。
如图2所示，所述跟光器包括底座13，底座13上固定有两个轴座14，两个轴座14间设置有转轴16，转轴16两端分别借助轴承呈可旋转状置于两个轴座14上。所述聚光板11连接在转轴16上，且使转轴16的轴向与聚光板11的板面相平行。底座13上设置有液压缸21，液压缸21的缸体一端铰接在底座13上，液压缸21的活塞杆外端铰接在与转轴16的轴向相平行的聚光板11一边。在转轴16一端设置有用于使转轴16及聚光板11转动的旋转驱动机构15。转轴16一端伸出在相应轴座14之外，伸出端上固定有定位盘17，沿定位盘17的180度角周向均布有定位孔，定位盘17的盘面一侧设置有支撑板20，支撑板20上加工有销孔，该销孔与定位盘17上的定位孔对应，销孔内固定有定位销18。定位销18不与定位盘17相邻的一端连有执行机构19，该执行机构借助导线与控制器1相连。
所述旋转驱动机构15是钟表式弹簧，钟表式弹簧的里端固定在转轴16上，钟表式弹簧的外端与邻近处的轴座14相连。每天早上即太阳刚出来时，通过液压缸21动作带动聚光板11及转轴16和定位盘17一起旋转，在钟表式弹簧被拉紧的同时，使聚光板11的板面处于向东并与地平线间的夹角为0度状态。此时，定位销18伸入定位盘17发的0度角处的定位孔内，液压缸21与聚光板11间处于脱开状态。
随着太阳的升起，转轴16及聚光板11和定位盘17一起会在钟表式弹簧弹性力的作用下倒退一个角度。与此同时，控制器1给执行机构19下达指令，使定位销18迅速后缩后再伸入定位盘17上的下一个定位孔内。之后，依次类推。由控制器1控制转轴16及聚光板11和定位盘17的转动速率，保证聚光板11的板面与太阳光间始终处于垂直状态。
如图3和图4所示，所述旋转驱动机构15为重锤式驱动机构，该重锤式驱动机构包括支撑盘15-1、重锤15-5、吊绳15-4、连接在支撑盘15-1水平线一侧的固定销15-3、连接在支撑盘15-1水平线另一侧的第一导向轮15-6、固定销15-3与第一导向轮15-6之间的四个第二导向轮15-2，吊绳15-4一端连接在固定销15-3上，另一端依次从四个第二导向轮15-2外侧和第一导向轮15-6外侧绕过后与所述重锤15-5连接在一起。其中，在邻近固定销15-3处的支撑盘15-1一侧的底座13上设置有支架22。该支架为平板，其上设置有上导向轮15-8和下导向轮15-7。吊绳15-4一端连接在固定销15-3上，另一端依次从四个第二导向轮15-2外侧、第一导向轮15-6外侧、下导向轮15-7下侧和上导向轮15-8上侧绕过后，再与所述重锤15-5连接在一起。

Claims (6)

1.一种太阳能供热装置，其特征在于包括太阳能聚光加热单元、热媒介质储存输出单元、热交换器（7）和控制器（1），所述太阳能聚光加热单元包括受热管束（3），受热管束（3）之上有可将太阳光聚焦在受热管束（3）上的聚光板（11），聚光板（11）一端均有可使其跟随太阳一起旋转并使受热管束（3）始终处于聚光板（11）的焦点上的跟光器；所述热媒介质储存输出单元包括热媒介质储存罐（10）和热媒介质循环罐（4），热媒介质储存罐（4）的出口通过阀门（6）与热交换器（7）的进口相连，热交换器（7）的出口通过阀门（6）与热媒介质循环罐（4）的进口相连，热媒介质循环罐（4）的出口通过阀门（6）与受热管束（3）的进口端相连，受热管束（3）的出口端通过阀门（6）与热媒介质储存罐（10）的进口连通；所述阀门（6）的控制端均通过导线（2）与控制器（1）相连；所述热交换器（7）上有被加热介质进口（9）和用来为用户提供热源的供热口（8）。
2.根据权利要求1所述的太阳能供热装置，其特征在于还包括应急热源（12），应急热源（12）的进口端借助阀门（6）与热媒介质循环罐（4）的出口连通，应急热源（12）的出口端借助阀门（6）与热媒介质储存罐（10）的进口连通；所述阀门（6）的控制端均借助导线（2）与控制器（1）相连。
3.根据权利要求2所述的太阳能供热装置，其特征在于所述应急热源（12）是以化石燃料或电进行加热的锅炉，其进口借助阀门（6）与热媒介质循环罐（4）的出口连通，以化石燃料或电进行加热的锅炉的出口借助阀门（6）与热媒介质储存罐（10）的进口连通；所述阀门（6）的的控制端均借助导线（2）与控制器（1）相连。
4.根据权利要求1所述的太阳能供热装置，其特征在于所述跟光器包括底座（13），底座（13）上有两个轴座（14）和转轴（16），转轴（16）两端分别呈可旋转状置于两个轴座（14）上，所述聚光板（11）连接在转轴（16）上且使转轴（16）的轴向与聚光板（11）的板面相平行；底座（13）上有液压缸（21），液压缸（21）的缸体铰接在底座（13）上，液压缸（21）的活塞杆外端铰接在与转轴（16）的轴向相平行的聚光板（11）一边；转轴（16）一端有用于使转轴（16）及聚光板（11）转动的旋转驱动机构（15）；转轴（16）一端伸出在轴座（14）之外，伸出端上固定有定位盘（17），沿定位盘（17）的180度角周向均布有定位孔，定位盘（17）的盘面一侧有支撑板（20），支撑板（20）上有销孔，所述销孔与定位盘（17）上的定位孔对应，销孔内有定位销（18）；定位销（18）不与定位盘（17）相邻的一端连有执行机构（19），执行机构（19）借助导线与控制器（1）相连。
5.根据权利要求4所述的太阳能供热装置，其特征在于所述旋转驱动机构（15）是钟表式弹簧，钟表式弹簧的里端固定在转轴（16）上，钟表式弹簧的外端与邻近处的销座（14）相连。
6.根据权利要求4所述的太阳能供热装置，其特征在于所述旋转驱动机构（15）为重锤式驱动机构，该重锤式驱动机构包括支撑盘（15-1）、重锤（15-5）、吊绳（15-4）、连接在支撑盘（15-1）水平线一侧的固定销（15-3）、连接在支撑盘（15-1）水平线另一侧的第一导向轮（15-6）、固定销（15-3）与第一导向轮（15-6）之间的四个第二导向轮（15-2），吊绳（15-4）一端连接在固定销（15-3）上，另一端依次从四个第二导向轮（15-2）外侧和第一导向轮（15-6）外侧绕过后与所述重锤（15-5）连接在一起；其中，在邻近固定销（15-3）处的支撑盘（15-1）一侧的底座（13）上设置有支架（22），支架（22）上设置有上导向轮（15-8）和下导向轮（15-7）；吊绳（15-4）一端连接在固定销（15-3）上，另一端依次从四个第二导向轮（15-2）外侧、第一导向轮（15-6）外侧、下导向轮（15-7）下侧和上导向轮（15-8）上侧绕过后，再与所述重锤（15-5）连接在一起。
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