CN106288430B - 一种结合折射镜的阳台式太阳能集热装置 - Google Patents
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Abstract
本专利公开了一种结合折射镜的阳台式太阳能集热装置，包括折射透镜装置、阳台式太阳能集热器、阳台式太阳能集热器支架；阳台式太阳能集热器固定在阳台式太阳能集热器支架上，阳台式太阳能集热器支架固定在阳台上，折射透镜装置位于阳台式太阳能集热器的上方。折射透镜装置和阳台式太阳能集热器支架可以调节角度来保证太阳能的采光效果，该装置可以在有限空间内提高太阳能采光面积和能流密度，外形美观结构简单，同时可以起到遮阳和挡雨的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能集热器装置，特别是一种结合折射镜的阳台式太阳能集热装置，属于太阳能集热技术领域。
背景技术
太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源，其开发和利用被认为世界能源战略的重要组成部分。太阳能热水器已经成功的商业化，如何更有效的利用太阳能，成为了各国科学家致力研究的内容。
随着太阳能热水系统由农业向城市发展，阳台式太阳能热水器得到了迅速的发展，因为随着城市住宅的高层化发展、对建筑美观性要求的提高，传统的太阳能集热器难以满足城市里对太阳能应用的要求，阳台式太阳能热水器可以很好地解决上述问题，是太阳能热水器的一个重要发展趋势。
目前的阳台式太阳能热水器由于阳台面积有限，太阳能集热器的倾角过小，有效采光量不高，造成了太阳能集热水箱水温和太阳能利用率都较低的现象，尤其在夏季，阳台式太阳能热水器和传统的太阳能热水器的使用效果有明显的差距，影响了阳台式太阳能热水器的口碑，限制了太阳能利用在城市中的发展。
发明内容
技术问题：本发明的目的在于克服上述现有相关阳台式太阳能集热装置的缺陷，提供了一种在有限空间内提高太阳能采光面积和使用效果的、外形美观结构简单的阳台式太阳能集热装置。
技术方案：为解决上述技术问题，本专利提供的技术方案为：
采用一种结合折射镜的阳台式太阳能集热装置，包括折射透镜装置、阳台式太阳能集热器、阳台式太阳能集热器支架；阳台式太阳能集热器固定在阳台式太阳能集热器支架上，折射透镜装置位于阳台式太阳能集热器的上方。
折射透镜装置包括折射透镜、调节杆、横杆、连杆、调节固定基座；折射透镜上表面为弧形的凸面，折射透镜的一端有横向贯穿的圆柱形孔槽，横杆通过圆柱形孔槽穿过折射透镜，两个调节杆的一端分别与折射透镜的两个侧面连接，调节杆可以相对折射透镜转动，两个调节杆的另一端分别与连杆的两端固定连接，两个调节固定基座分别与横杆的两端固定连接，调节固定基座上设置有多个对应连杆的预留孔槽，通过连杆放入不同的预留孔槽，可以实现折射透镜装置的角度调节。
阳台式太阳能集热器支架包括斜支架、竖向支架、调节支架；斜支架的上端与竖向支架的上端通过螺栓连接、斜支架的下端有多个预留孔，调节支架的一端与竖向支架通过螺栓连接，调节支架的另一端通过螺栓连接到斜支架的预留孔上，竖向支架固定连接到阳台上，通过改变调节支架与斜支架上不同的预留孔的连接，可以实现斜支架的角度调节，进而实现阳台式太阳能集热器的角度调节。
调节固定基座可以固定连接到阳台上，也可以通过连接杆固定连接到竖向支架上。
阳台式太阳能集热器可以为太阳能平板式集热器，也可以为真空管式集热器。
有益效果：
1)该装置采用了折射镜装置，可以在有限的阳台空间内提高太阳能的采光面积。
2)该装置采用了上表面凸形的折射透镜结构，起到了聚光效果的同时，还可以避免折射镜上表面积灰、水及杂物。
3)该装置采用了折射镜装置，提高了集热器单位面积的太阳能能流密度，进而提高了集热器及集热水箱的温度。
4)该装置采用了可调节角度的太阳能集热器支架，可以根据不同季节太阳的位置调节太阳能集热器的倾角，从而提高了太阳能的使用效果。
5)该装置采用的折射镜装置可以进行角度的调节，根据太阳的位置调节太阳能折射的方向，保证太阳能的使用效果，同时配合太阳能集热器的角度调节，进一步保证太阳能集热器的采光效果。
6)折射镜装置可以起到遮阳棚和挡雨棚的作用。
7)该装置结构简单，成本低，效果显著，外形美观、推广潜力大。
附图说明
图1是结合折射镜的阳台式太阳能集热装置的结构示意图；
图2是折射透镜装置的结构示意图；
图3是阳台式太阳能集热器支架的结构示意图；
图4是结合折射镜的阳台式太阳能集热装置的应用原理图；
其中：1是折射透镜装置、2是阳台式太阳能集热器、3是阳台式太阳能集热器支架、4是连接杆、1-1是折射透镜、1-2是调节杆、1-3是横杆、1-4是连杆、1-5是调节固定基座、3-1是斜支架、3-2是竖向支架、3-3是调节支架。
具体实施方式
实施例一
参见图1-图3，一种结合折射镜的阳台式太阳能集热装置，包括折射透镜装置1、阳台式太阳能集热器2、阳台式太阳能集热器支架3；阳台式太阳能集热器2固定在阳台式太阳能集热器支架3上，折射透镜装置1位于阳台式太阳能集热器2的上方。阳台式太阳能集热器2为真空管式太阳能集热器。
折射透镜装置1包括折射透镜1-1、调节杆1-2、横杆1-3、连杆1-4、调节固定基座1-5；折射透镜1-1上表面为弧形的凸面，折射透镜1-1的一端有横向贯穿的圆柱形孔槽，横杆1-3通过圆柱形孔槽穿过折射透镜1-1，两个调节杆1-2的一端分别连接折射透镜1-1的两个侧面，调节杆1-2可以相对折射透镜1-1转动，两个调节杆1-2的另一端分别与连杆1-4的两端固定连接，两个调节固定基座1-5分别与横杆1-3的两端固定连接，调节固定基座1-5上设置有4个对应连杆1-4的预留孔槽，调节固定基座1-5通过螺栓固定到阳台墙壁上。
阳台式太阳能集热器支架3包括斜支架3-1、竖向支架3-2、调节支架3-3；斜支架3-1的上端与竖向支架3-2的上端通过螺栓连接、斜支架3-1的下端有预留孔，调节支架3-3的一端与竖向支架3-2通过螺栓连接，调节支架3-3的另一端与斜支架3-1通过螺栓连接，竖向支架3-2通过螺栓固定到阳台墙壁上。
实施例二
参见图1-图3，一种结合折射镜的阳台式太阳能集热装置，包括折射透镜装置1、阳台式太阳能集热器2、阳台式太阳能集热器支架3；阳台式太阳能集热器2固定在阳台式太阳能集热器支架3上，阳台式太阳能集热器支架3固定到阳台上，折射透镜装置1位于阳台式太阳能集热器2的上方，阳台式太阳能集热器2采用0.8m*2m的平板式太阳能集热器。
折射透镜装置1包括折射透镜1-1、调节杆1-2、横杆1-3、连杆1-4、调节固定基座1-5；折射透镜1-1上表面为弧形的凸面，折射透镜1-1的一端有横向贯穿的圆柱形孔槽，横杆1-3通过圆柱形孔槽穿过折射透镜1-1，两个调节杆1-2的一端分别与折射透镜1-1的两个侧面连接，调节杆1-2可以相对折射透镜1-1转动，两个调节杆1-2的另一端分别与连杆1-4的两端固定连接，两个调节固定基座1-5分别与横杆1-3的两端固定连接，调节固定基座1-5上设置有4个对应连杆1-4的预留孔槽，可以实现射透镜1-1在30°的范围内调节。
阳台式太阳能集热器支架3包括斜支架3-1、竖向支架3-2、调节支架3-3；斜支架3-1的上端与竖向支架3-2的上端通过螺栓连接、斜支架3-1的下端有3个预留孔，调节支架3-3的一端与竖向支架3-2通过螺栓连接，调节支架3-3的另一端通过螺栓连接到斜支架3-1的预留孔上，通过选择不同的预留孔可以实现集热器具有不同的倾角(25°、15°、0°)，调节固定基座1-5通过连接杆4固定连接到竖向支架3-2上，竖向支架3-2与阳台固定连接。
通过将落到折射镜上的太阳能折射到太阳能集热器上，增加太阳能集热器上所接收的太阳能，进而改善太阳能集热器的实际使用效果。图4中为太阳高度角在60度时太阳光线的路径，可以看出太阳能的采光量增加了约60％。
本专利还可以有其它实施方式，凡依据本专利的技术实质所采用的任何细微修改、等效变换、替代所形成的技术方案，均落在本专利要求保护的范围之内。
Claims (1)
1.一种结合折射镜的阳台式太阳能集热装置，其特征在于该装置包括折射透镜装置、阳台式太阳能集热器、阳台式太阳能集热器支架；阳台式太阳能集热器固定在阳台式太阳能集热器支架上，阳台式太阳能集热器支架固定在阳台上，折射透镜装置位于阳台式太阳能集热器的上方，折射透镜装置包括折射透镜、调节杆、横杆、连杆、调节固定基座；折射透镜上表面为弧形的凸面，折射透镜的一端有横向贯穿的圆形孔槽，横杆通过圆形孔槽穿过折射透镜，两个调节杆的一端分别连接折射透镜的两个侧面，调节杆可以相对折射透镜转动，两个调节杆的另一端分别与连杆的两端固定连接，两个调节固定基座分别与横杆的两端固定连接，调节固定基座上设置有多个预留孔槽，连杆可以放入预留孔槽内，阳台式太阳能集热器支架包括斜支架、竖向支架、调节支架；斜支架的上端与竖向支架的上端通过螺栓连接、斜支架的下端设有多个预留孔，调节支架的一端与竖向支架通过螺栓连接，调节支架的另一端与斜支架通过螺栓连接到斜支架的预留孔上，竖向支架与阳台固定连接，调节固定基座可以与阳台固定连接，也可以通过连接杆与竖向支架固定连接，阳台式太阳能集热器可以为太阳能平板式集热器，也可以为真空管式集热器。
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