CN110479654A - 一种用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统，包括供暖装置，供暖装置包括底座、支板、水箱、加热机构和遮挡机构，加热机构包括平板、平移组件、平移块、连接板、若干真空管、若干清洁组件和两个移动板，遮挡机构包括挡板、驱动室、转轴、驱动组件和两个连杆，该用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统通过加热机构中的平移组件带动清洁组件对真空管进行清洁，去除真空管表面的杂物，便于吸收太阳光对水加热，不仅如此，通过遮挡机构可在降雨和降雪天气对真空管进行遮挡，避免真空管表面冻结成冰后影响太阳光辐射的吸收量导致加热效率降低，通过对真空管遮挡，保证天晴后设备的正常运行，提高了该系统的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及供暖系统领域，特别涉及一种用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统。
背景技术
太阳能供暖是一种利用太阳能集热器收集太阳辐射并转化为热能供暖的技术。太阳能供暖系统，就是用太阳能集热器收集太阳辐射并转化成热能，以液态作为传热介质，以水作为储热介质，热量经由散热部件送至室内进行供暖。太阳能热水器是太阳能供暖系统中常见的一种装置，分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，真空管式太阳能热水器占据国内95％的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关零配件组成，把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。
但是现有的太阳能热水器长期使用后，真空管表面容易积灰，还有会树叶、塑料袋等杂物垃圾附着在真空管表面，影响吸收的太阳光辐射量，导致加热效率降低，不仅如此，在发生降雪天气后，积雪容易覆盖在真空管表面，影响设备吸收太阳光，且在严寒地区，积雪和降雨后的积水容易冻结成冰，冰块覆盖在真空管的表面，减少真空管吸收的太阳光辐射量，进而降低加热效率，导致水箱内的水流升温缓慢，从而降低了现有的太阳能热水器的实用性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统，包括供暖装置，所述供暖装置包括底座、支板、横板、水箱、处理器、加热机构和遮挡机构，所述横板通过支板固定在底座的上方，所述水箱固定在横板的上方，所述处理器固定在支板上，所述处理器内设有PLC，所述遮挡机构设置在底座的上方，所述加热机构固定在横板和遮挡机构之间；
所述加热机构包括平板、平移组件、平移块、连接板、若干真空管、若干清洁组件和两个移动板，所述平板固定在横板和遮挡板之间，所述平移组件位于平板的下方，所述平移组件与平板传动连接，所述平板的两侧设有条形口，所述条形口与移动板一一对应，所述移动板的一端设置在条形口内，所述移动板与平移块固定连接，所述连接板的两端分别与两个移动板的远离平移块的一端连接，所述真空管均匀分布在两个条形口之间，所述真空管固定在平板上，所述真空管与水箱连通，所述清洁组件均匀分布在连接板的靠近平板的一侧，所述清洁组件的数量与真空管的数量相等，所述清洁组件与真空管一一对应；
所述遮挡机构包括挡板、驱动室、转轴、驱动组件和两个连杆，所述驱动室固定在底座的上方，所述驱动组件设置在驱动室内，所述转轴的两端分别穿过驱动室的两侧的内壁，所述挡板的两侧分别通过两个连杆与转轴的两端固定连接，所述驱动组件从上而下依次包括齿轮、齿条和驱动单元，所述齿条同轴固定在转轴上，所述齿轮与齿条啮合，所述驱动单元与齿条传动连接。
作为优选，为了驱动平移块移动，所述平移组件包括第一电机、轴承和丝杆，所述第一电机和轴承均固定在平板的下方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在轴承内，所述平移块套设在丝杆上，所述平移块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹。
作为优选，为了实现对真空管的清洁，所述清洁组件包括电磁铁、弹簧、铁块、清洁块和两个滑动单元，所述电磁铁固定在连接板的下方，所述电磁铁与PLC电连接，所述铁块通过弹簧与电磁铁连接，所述弹簧处于压缩状态，所述清洁块固定在铁块的靠近真空管的一侧，所述清洁块的两侧分别通过两个滑动单元与连接板连接。
作为优选，为了实现清洁块与连接板的同步移动，所述滑动单元包括凸板、固定杆、滑板和连接杆，所述滑板通过连接杆与清洁块固定连接，所述凸板通过固定杆固定在连接板的下方，所述滑板套设在固定杆上。
作为优选，为了防止转轴滑动，所述驱动室的两端设有夹板，所述夹板抵靠在驱动室上，所述夹板固定在转轴上。
作为优选，为了驱动齿轮移动，所述驱动单元包括第二电机、连接块和两个滚轮，所述第二电机通过连接块固定在齿条的下方，所述第二电机与PLC电连接，两个滚轮分别位于第二电机的两侧，所述第二电机与滚轮传动连接。
作为优选，为了保证第二电机的驱动力，所述第二电机为直流伺服电机。
作为优选，为了保证齿条的稳定移动，所述驱动单元还包括滑杆，所述滑杆的两端分别固定在驱动室的两侧的内壁上，所述连接块套设在滑杆上。
作为优选，为了检测外部天气状况，所述水箱的上方设有雨雪传感器，所述雨雪传感器与PLC电连接。
作为优选，为了加固连接板与移动板之间的连接，所述连接板与移动板为一体成型结构。
本发明的有益效果是，该用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统通过加热机构中的平移组件定期带动连接板下方的清洁组件对真空管进行清洁，去除真空管表面的杂物，便于吸收太阳光辐射对水加热，不仅如此，通过遮挡机构可在降雨和降雪天气对真空管进行遮挡，避免真空管表面冻结成冰后，影响太阳光辐射的吸收量导致加热效率降低，通过对真空管遮挡保护，保证天晴后设备的正常运行，提高了该系统的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统的结构示意图；
图2是本发明的用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统的加热机构的结构示意图；
图3是本发明的用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统的加热机构的仰视图；
图4是本发明的用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统的驱动组件的结构示意图；
图中：1.底座，2.支板，3.横板，4.水箱，5.处理器，6.平板，7.平移块，8.连接板，9.真空管，10.移动板，11.挡板，12.驱动室，13.转轴，14.连杆，15.齿轮，16.齿条，17.第一电机，18.轴承，19.丝杆，20.电磁铁，21.弹簧，22.铁块，23.清洁块，24.凸板，25.固定杆，26.滑板，27.连接杆，28.第二电机，29.连接块，30.滚轮，31.滑杆，32.雨雪传感器，33.夹板。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统，包括供暖装置，所述供暖装置包括底座1、支板2、横板3、水箱4、处理器5、加热机构和遮挡机构，所述横板3通过支板2固定在底座1的上方，所述水箱4固定在横板3的上方，所述处理器5固定在支板2上，所述处理器5内设有PLC，所述遮挡机构设置在底座1的上方，所述加热机构固定在横板3和遮挡机构之间；
PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。
该太阳能供暖系统在使用时，底座1固定安装在屋顶处，通过支板2对横板3进行固定支撑，方便固定水箱4，利用加热机构可接收太阳能辐射，便于对水箱4向下流动的水流进行加热后，热水上浮回到水箱4中，在降雨或者降雪天气，遮挡机构运行，对加热机构的上方进行遮挡，防止雨雪覆盖在加热机构的真空管9上方，影响接收太阳光辐射，而后在天晴后，遮挡机构取消对加热机构的遮挡，方便加热机构吸收太阳光辐射对水箱4内的水流进行加热。
如图2-3所示，所述加热机构包括平板6、平移组件、平移块7、连接板8、若干真空管9、若干清洁组件和两个移动板10，所述平板6固定在横板3和遮挡板11之间，所述平移组件位于平板6的下方，所述平移组件与平板6传动连接，所述平板6的两侧设有条形口，所述条形口与移动板10一一对应，所述移动板10的一端设置在条形口内，所述移动板10与平移块7固定连接，所述连接板8的两端分别与两个移动板10的远离平移块7的一端连接，所述真空管9均匀分布在两个条形口之间，所述真空管9固定在平板6上，所述真空管9与水箱4连通，所述清洁组件均匀分布在连接板8的靠近平板6的一侧，所述清洁组件的数量与真空管9的数量相等，所述清洁组件与真空管9一一对应；
加热机构中，平板6的两端分别与横板3和遮挡机构中的驱动室12固定连接，用以固定安装真空管9，真空管9与水箱4保持连通，便于水箱4内的冷水进入到真空管9内部后，真空管9吸收太阳光辐射，使得内部的水流升温后，向上流进水箱4内，PLC可定时控制平板6下方的平移组件启动，带动平移块7移动，平移块7带动两个移动板10在条形口内移动的同时，通过连接板8带动清洁组件沿着真空管9的表面移动，通过清洁组件清除真空管9表面的灰尘杂物，避免这些杂物阻挡真空管9吸收太阳光，进而保证了太阳光直接照射在真空管9上，保证对真空管9内部水流的加热效率，从而提高了设备的实用性。
如图1和图4所示，所述遮挡机构包括挡板11、驱动室12、转轴13、驱动组件和两个连杆14，所述驱动室12固定在底座1的上方，所述驱动组件设置在驱动室12内，所述转轴13的两端分别穿过驱动室12的两侧的内壁，所述挡板11的两侧分别通过两个连杆14与转轴13的两端固定连接，所述驱动组件从上而下依次包括齿轮15、齿条16和驱动单元，所述齿条16同轴固定在转轴13上，所述齿轮15与齿条16啮合，所述驱动单元与齿条16传动连接。
这栋机构的驱动室12内部，通过驱动组件中的驱动单元运行，带动齿条16进行水平移动，使得齿条16作用在与之啮合的齿轮15上，进而带动齿轮15转动，使得转轴13转动，通过两个连杆14带动挡板11进行转动。在晴天，挡板11向远离平板6的一侧转动，方便平板6上的真空管9吸收太阳光对水进行加热，而在降雨或者降雪天气，挡板11靠向平板6转动，使得挡板11覆盖在真空管9的上方，避免雨雪落在真空管9上冻结成冰，影响太阳光的吸收，在天晴后，挡板11远离平板6转动，方便挡板11上的真空管9吸收太阳光辐射对水进行加热。
如图2所示，所述平移组件包括第一电机17、轴承18和丝杆19，所述第一电机17和轴承18均固定在平板6的下方，所述第一电机17与PLC电连接，所述第一电机17与丝杆19的一端传动连接，所述丝杆19的另一端设置在轴承18内，所述平移块7套设在丝杆19上，所述平移块7的与丝杆19的连接处设有与丝杆19匹配的螺纹。
PLC控制第一电机17启动，带动丝杆19在轴承18的支撑作用下旋转，丝杆19通过螺纹作用在平移块7上，使得平移块7沿着丝杆19的轴线进行移动，进而带动移动板10和连接板8进行平移。
如图3所示，所述清洁组件包括电磁铁20、弹簧21、铁块22、清洁块23和两个滑动单元，所述电磁铁20固定在连接板8的下方，所述电磁铁20与PLC电连接，所述铁块22通过弹簧21与电磁铁20连接，所述弹簧21处于压缩状态，所述清洁块23固定在铁块22的靠近真空管9的一侧，所述清洁块23的两侧分别通过两个滑动单元与连接板8连接。
清洁组件在清洁真空管9表面时，PLC控制电磁铁20通电，使得电磁铁20产生磁性，带动铁块22靠近电磁铁20，压缩弹簧21，方便清洁块23脱离真空管9表面后，由平移组件带动平移块7移动，使得连接板8通过滑动单元带动清洁块23移动至真空管9的一端后，PLC控制电磁铁20断电，使得压缩状态的弹簧21为恢复形变，推动清洁块23向下移动，带动清洁块23抵靠在真空管9的表面后，由平移组件驱动平移块7移动，通过移动板10带动连接板8移动，移动板10通过滑动单元作用在抵靠在真空管9上的清洁块23后，清洁块23在真空管9的表面移动，将堆积在真空管9表面的灰尘杂物扫落，实现对真空管9表面的清洁，便于吸收太阳光，对水加热。
作为优选，为了实现清洁块23与连接板8的同步移动，所述滑动单元包括凸板24、固定杆25、滑板26和连接杆27，所述滑板26通过连接杆27与清洁块23固定连接，所述凸板24通过固定杆25固定在连接板8的下方，所述滑板26套设在固定杆25上。连接板8移动时，通过固定杆25作用在滑板26上，使得滑板26随着连接板8进行移动，而滑板26通过连接杆27与清洁块23保持固定连接，从而方便清洁块23与连接板8进行同步的移动，并且通过凸板24防止滑板26脱离固定杆25，在弹簧21发生形变的同时，使得清洁块23绕着固定杆25的轴线进行移动。
作为优选，为了防止转轴13滑动，所述驱动室12的两端设有夹板33，所述夹板33抵靠在驱动室12上，所述夹板33固定在转轴13上。利用两个抵靠在驱动室12两端的夹板33固定在转轴13上，防止转轴13滑动，便于固定转轴13的位置，实现转轴13的稳定转动。
如图4所示，所述驱动单元包括第二电机28、连接块29和两个滚轮30，所述第二电机28通过连接块29固定在齿条16的下方，所述第二电机28与PLC电连接，两个滚轮30分别位于第二电机28的两侧，所述第二电机28与滚轮30传动连接。
PLC控制连接块29下方的第二电机28启动，带动两侧的滚轮30在驱动室12内的底部滚动，使得第二电机28进行移动，第二电机28通过固定块作用在齿条16上，使得齿条16随着第二电机28进行移动。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第二电机28的驱动力，所述第二电机28为直流伺服电机。
作为优选，为了保证齿条16的稳定移动，所述驱动单元还包括滑杆31，所述滑杆31的两端分别固定在驱动室12的两侧的内壁上，所述连接块29套设在滑杆31上。利用固定在驱动室12内的滑杆31穿过连接块29，从而固定了连接块29的移动方向，由于连接块29固定在齿条16的下方，从而可保证齿条16的稳定移动。
作为优选，为了检测外部天气状况，所述水箱4的上方设有雨雪传感器32，所述雨雪传感器32与PLC电连接。利用雨雪传感器32检测天气状况，将天气信号传递给PLC，PLC判断是否发生降雪，并控制驱动单元运行，带动齿条16移动，从而通过齿轮15和转轴13确定挡板11的转动角度。
作为优选，利用一体成型结构稳固的特点，为了加固连接板8与移动板10之间的连接，所述连接板8与移动板10为一体成型结构。
该太阳能供暖系统中，通过定期控制平移组件运行，带动平移块7在平板6的下方移动，平板6通过移动板10作用在连接板8上，使得连接板8下方的各个清洁组件同时对下方的各个真空管9表面进行清洁，去除真空管9表面的灰尘、垃圾和杂物，便于真空管9吸收太阳光辐射，对水加热，不仅如此，通过驱动组件可带动转轴13转动，调节挡板11的角度位置，方便在降雨降雪天气，通过挡板11对真空管9进行遮挡，避免降雨或者降雪落在真空管9表面冻结成冰后，影响太阳光辐射的吸收量，通过对真空管9进行遮挡，方便在天晴后真空管9正常吸收太阳光辐射对水加热，从而提高了该太阳光供暖系统的实用性。
与现有技术相比，该用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统通过加热机构中的平移组件定期带动连接板8下方的清洁组件对真空管9进行清洁，去除真空管9表面的杂物，便于吸收太阳光辐射对水加热，不仅如此，通过遮挡机构可在降雨和降雪天气对真空管9进行遮挡，避免真空管9表面冻结成冰后，影响太阳光辐射的吸收量导致加热效率降低，通过对真空管9遮挡保护，保证天晴后设备的正常运行，提高了该系统的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统，其特征在于，包括供暖装置，所述供暖装置包括底座(1)、支板(2)、横板(3)、水箱(4)、处理器(5)、加热机构和遮挡机构，所述横板(3)通过支板(2)固定在底座(1)的上方，所述水箱(4)固定在横板(3)的上方，所述处理器(5)固定在支板(2)上，所述处理器(5)内设有PLC，所述遮挡机构设置在底座(1)的上方，所述加热机构固定在横板(3)和遮挡机构之间；
所述加热机构包括平板(6)、平移组件、平移块(7)、连接板(8)、若干真空管(9)、若干清洁组件和两个移动板(10)，所述平板(6)固定在横板(3)和遮挡板(11)之间，所述平移组件位于平板(6)的下方，所述平移组件与平板(6)传动连接，所述平板(6)的两侧设有条形口，所述条形口与移动板(10)一一对应，所述移动板(10)的一端设置在条形口内，所述移动板(10)与平移块(7)固定连接，所述连接板(8)的两端分别与两个移动板(10)的远离平移块(7)的一端连接，所述真空管(9)均匀分布在两个条形口之间，所述真空管(9)固定在平板(6)上，所述真空管(9)与水箱(4)连通，所述清洁组件均匀分布在连接板(8)的靠近平板(6)的一侧，所述清洁组件的数量与真空管(9)的数量相等，所述清洁组件与真空管(9)一一对应；
所述遮挡机构包括挡板(11)、驱动室(12)、转轴(13)、驱动组件和两个连杆(14)，所述驱动室(12)固定在底座(1)的上方，所述驱动组件设置在驱动室(12)内，所述转轴(13)的两端分别穿过驱动室(12)的两侧的内壁，所述挡板(11)的两侧分别通过两个连杆(14)与转轴(13)的两端固定连接，所述驱动组件从上而下依次包括齿轮(15)、齿条(16)和驱动单元，所述齿条(16)同轴固定在转轴(13)上，所述齿轮(15)与齿条(16)啮合，所述驱动单元与齿条(16)传动连接。
2.如权利要求1所述的用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统，其特征在于，所述平移组件包括第一电机(17)、轴承(18)和丝杆(19)，所述第一电机(17)和轴承(18)均固定在平板(6)的下方，所述第一电机(17)与PLC电连接，所述第一电机(17)与丝杆(19)的一端传动连接，所述丝杆(19)的另一端设置在轴承(18)内，所述平移块(7)套设在丝杆(19)上，所述平移块(7)的与丝杆(19)的连接处设有与丝杆(19)匹配的螺纹。
3.如权利要求1所述的用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统，其特征在于，所述清洁组件包括电磁铁(20)、弹簧(21)、铁块(22)、清洁块(23)和两个滑动单元，所述电磁铁(20)固定在连接板(8)的下方，所述电磁铁(20)与PLC电连接，所述铁块(22)通过弹簧(21)与电磁铁(20)连接，所述弹簧(21)处于压缩状态，所述清洁块(23)固定在铁块(22)的靠近真空管(9)的一侧，所述清洁块(23)的两侧分别通过两个滑动单元与连接板(8)连接。
4.如权利要求3所述的用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统，其特征在于，所述滑动单元包括凸板(24)、固定杆(25)、滑板(26)和连接杆(27)，所述滑板(26)通过连接杆(27)与清洁块(23)固定连接，所述凸板(24)通过固定杆(25)固定在连接板(8)的下方，所述滑板(26)套设在固定杆(25)上。
5.如权利要求1所述的用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统，其特征在于，所述驱动室(12)的两端设有夹板(33)，所述夹板(33)抵靠在驱动室(12)上，所述夹板(33)固定在转轴(13)上。
6.如权利要求1所述的用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统，其特征在于，所述驱动单元包括第二电机(28)、连接块(29)和两个滚轮(30)，所述第二电机(28)通过连接块(29)固定在齿条(16)的下方，所述第二电机(28)与PLC电连接，两个滚轮(30)分别位于第二电机(28)的两侧，所述第二电机(28)与滚轮(30)传动连接。
7.如权利要求6所述的用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统，其特征在于，所述第二电机(28)为直流伺服电机。
8.如权利要求6所述的用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统，其特征在于，所述驱动单元还包括滑杆(31)，所述滑杆(31)的两端分别固定在驱动室(12)的两侧的内壁上，所述连接块(29)套设在滑杆(31)上。
9.如权利要求1所述的用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统，其特征在于，所述水箱(4)的上方设有雨雪传感器(32)，所述雨雪传感器(32)与PLC电连接。
10.如权利要求1所述的用于严寒地区的具有清洁功能的太阳能供暖系统，其特征在于，所述连接板(8)与移动板(10)为一体成型结构。
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