CN111795507A - 一种自动追踪的太阳能供水循环装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动追踪的太阳能供水循环装置，属于太阳能技术领域，包括底座和循环水泵，循环水泵安装在底座上，且在循环水泵的一旁固定支撑杆，支撑杆的顶端上安装水平旋转机构，并在水平旋转机构上安装竖直旋转机构，竖直旋转机构上搭放热水板以及太阳能板，热水板和太阳能板交替放置；控制水平伺服电机和竖直伺服电机同步的工作，调整热水板和太阳能板跟随太阳同步移动，太阳能板既可以供电为供水系统中的水加热，蓄水箱液位下降温度不变则供水系统及时补充，蓄水箱液位下降温度变化抽取蓄水箱流入三通管的热水进口；蓄水箱温度下降液位不变，抽取蓄水箱流入三通管的热水进口，重新被加热，循环流入蓄水箱内，完成自动追踪和热水循环。

Description

一种自动追踪的太阳能供水循环装置
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，特别涉及一种自动追踪的太阳能供水循环装置。
背景技术
目前市场上用的太阳能热水器大多由太阳能集热器、保温水箱和连接管道构成，太阳能集热器是利用太阳的辐射收集热量，保温水箱是储存热水的容器，通过管道将保温水箱内的冷水送入集热器，集热器内产生的热水再由管道送入保温水箱，保温水箱与连接管道形成一个闭合的环路。保温水箱存储热水容量是根据水箱的体积大小和集热器的多少来决定的，所需存储的热水越多，水箱体积将会越大安装越是不方便。
太阳能热水器的保温水箱和集热器通过管道连接成一个闭合的环路，所以存在有新水与陈水混合的状态，新水与陈水长期在高温下混合会使亚硝酸盐的含量增多，而亚硝酸盐是致癌物；太阳能的保温水箱长期暴露在室外，排气管与外界长期相通易被灰尘污染，水箱的内胆以及输水管长期在热水的浸渍下也易出现有害物质污染水质，所以水质不安全易对人体造成伤害，且出水时冷水会与热水混合，导致水温不稳定。
此外，真空集热管的加热时间只能在有太阳照射的时刻，而在一天中，太阳的位置是变动的，由于该热水器的真空集热管的位置是固定不变的，因此所能够受到的太阳照射程度是变化的，即该太阳能热水器集热时长和集热角度都受到太阳位置变动的限制，造成集热不稳定，集热效果差问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动追踪的太阳能供水循环装置，调整热水板和太阳能板跟随太阳同步移动，太阳能板既可以供电为供水系统中的水加热，蓄水箱液位下降温度不变则供水系统及时补充，蓄水箱液位下降温度变化抽取蓄水箱流入三通管的热水进口；蓄水箱温度下降液位不变，抽取蓄水箱流入三通管的热水进口，重新被加热，循环流入蓄水箱内，完成自动追踪和热水循环，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动追踪的太阳能供水循环装置，包括底座和循环水泵，循环水泵安装在底座上，且在循环水泵的一旁固定支撑杆，支撑杆的顶端上安装水平旋转机构，并在水平旋转机构上安装竖直旋转机构，竖直旋转机构上搭放热水板以及太阳能板，热水板和太阳能板交替放置，且太阳能板与支撑杆上的电箱通过导线连接；
所述热水板内置的供水系统与循环水泵相接，循环水泵通过管道与蓄水箱连通。
进一步地，水平旋转机构包括水平伺服电机、外壳、盖板、减速齿轮组和转盘，外壳的底部与支撑杆相焊接，水平伺服电机设置在外壳的一旁，且在水平伺服电机上连接的旋转轴延伸至外壳内，减速齿轮组设置在外壳内，且输入并与旋转轴上的齿轮相啮合，盖板通过螺栓覆盖在外壳的顶部开口上，转盘底部的主轴穿过盖板与减速齿轮组的输出相接。
进一步地，竖直旋转机构包括竖直伺服电机、套筒、旋转主轴、插板、插套、支撑架和螺杆，插套通过螺栓安装在转盘上，套筒焊接在插套的前端，旋转主轴穿过套筒内部的轴承，插板的一端插入插套的尾端，插板的另一端上安装支撑架，竖直伺服电机安装在支撑架的顶面上，支撑架位于竖直伺服电机的一旁还安装锥齿轮组，锥齿轮组与螺杆的底端连接。
进一步地，热水板的顶端上连接有与螺杆相啮合的轴承座以及感应阳光的光敏传感器，螺杆位于轴承座的上下两端固定限位开关，限制热水板竖直方向移动的范围；
所述的限位开关还设置在转盘的两侧，限制热水板水平移动的范围。
进一步地，供水系统包括下管、上管、分流管和串接管，下管和上管分别设在单个热水板的上下两边沿且延伸至外部，下管和上管之间通过不小于一条的分流管连通，不小于一条的热水板的下管和上管通过串接管连通，最前一个热水板的下管端口套有三通管。
进一步地，蓄水箱的顶端分别加工排气管和热水进管，并在侧面上连接用水管和循环管，热水进管与最后一个热水板的上管端口通过管道连接，循环管的端口与循环水泵相接，循环水泵上连接的管道接在三通管上，剩余的三通管管口与冷水进管相接。
进一步地，三通管与循环水泵连接的管口内安装止回阀。
进一步地，热水板的背面上并排固定有供旋转主轴贯穿的挡板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的自动追踪的太阳能供水循环装置，通过光敏传感器感应太阳，控制水平伺服电机和竖直伺服电机同步的工作，调整热水板和太阳能板跟随太阳同步移动，始终保持垂直的状态，让太阳能板既可以供电也可以为供水系统中的水加热，蓄水箱的用水管打开后获取生活用的热水，蓄水箱液位下降温度不变则供水系统及时补充，蓄水箱液位下降温度变化则循环水泵工作抽取蓄水箱流入三通管的热水进口；当检测到蓄水箱的温度下降液位不变，则循环水泵工作抽取蓄水箱流入三通管的热水进口，重新被加热，循环流入蓄水箱内，完成自动追踪和热水循环。
附图说明
图1为本发明的正面立体图；
图2为本发明的背面立体图；
图3为本发明的减速齿轮组结构图；
图4为本发明的供水系统结构图。
图中：1、底座；2、循环水泵；3、支撑杆；31、电箱；4、水平旋转机构；41、水平伺服电机；42、外壳；43、盖板；44、减速齿轮组；45、转盘；451、主轴；5、竖直旋转机构；51、竖直伺服电机；52、套筒；53、旋转主轴；54、插板；55、插套；56、支撑架；57、螺杆；58、锥齿轮组；6、热水板；61、轴承座；62、挡板；7、太阳能板；8、供水系统；81、下管；82、上管；83、分流管；84、串接管；9、蓄水箱；91、排气管；92、热水进管；93、用水管；94、循环管；10、三通管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图3，一种自动追踪的太阳能供水循环装置，包括底座1和循环水泵2，循环水泵2安装在底座1上，循环水泵2受到电箱31的控制，且在循环水泵2的一旁固定支撑杆3，支撑杆3处于竖直向上的状态，支撑杆3的顶端上安装水平旋转机构4，并在水平旋转机构4上安装竖直旋转机构5，竖直旋转机构5上搭放热水板6以及太阳能板7，通过水平旋转机构4和竖直旋转机构5两者配合在一起完成太阳能板7自动追踪太阳的目的，热水板6和太阳能板7交替放置，通过交替的设置完成多个热水板6和太阳能板7的拓展，并且热水板6和太阳能板7的大小比例根据需求实时调整，且太阳能板7与支撑杆3上的电箱31通过导线连接，太阳能板7将太阳能转化为电能供电箱31使用，热水板6内置的供水系统8与循环水泵2相接，循环水泵2通过管道与蓄水箱9连通，热水板6在电箱31的控制下，控制蓄水箱9的进热水或者热水循环，避免蓄水箱9内的温度降低。
水平旋转机构4包括水平伺服电机41、外壳42、盖板43、减速齿轮组44和转盘45，外壳42的底部与支撑杆3相焊接，外壳42为顶部开口的构件，水平伺服电机41设置在外壳42的一旁，且在水平伺服电机41上连接的旋转轴延伸至外壳42内，减速齿轮组44设置在外壳42内，且输入并与旋转轴上的齿轮相啮合，盖板43通过螺栓覆盖在外壳42的顶部开口上，转盘45底部的主轴451穿过盖板43与减速齿轮组44的输出相接，通过水平伺服电机41带动减速齿轮组44旋转，并且将水平旋转的动力传动至转盘45上，而且减速齿轮组44可以降低水平伺服电机41的旋转速度，让整个装置的水平旋转速度降低至1r/10s，配合太阳的移动，使其移动的速度不会太快或者太慢。
竖直旋转机构5包括竖直伺服电机51、套筒52、旋转主轴53、插板54、插套55、支撑架56和螺杆57，插套55通过螺栓安装在转盘45上，套筒52焊接在插套55的前端，套筒52和插套55连接在一起，旋转主轴53穿过套筒52内部的轴承，旋转主轴53被套筒52的轴承固定的同时旋转主轴53可以绕着套筒52旋转，热水板6的背面上并排固定有供旋转主轴53贯穿的挡板62，旋转主轴53被挡板62限制，同时也让旋转主轴53可以旋转，插板54的一端插入插套55的尾端，插板54的另一端上安装支撑架56，竖直伺服电机51安装在支撑架56的顶面上，支撑架56位于竖直伺服电机51的一旁还安装锥齿轮组58，锥齿轮组58与螺杆57的底端连接，竖直伺服电机51通过锥齿轮组58与螺杆57连接，驱动竖直向上的螺杆57旋转。
热水板6的顶端上连接有与螺杆57相啮合的轴承座61以及感应阳光的光敏传感器，螺杆57位于轴承座61的上下两端固定限位开关，限制热水板6竖直方向移动的范围；限位开关还设置在转盘45的两侧，限制热水板6水平移动的范围，利用现有的限位开关限制热水板6的水平以及竖直的旋转范围。
请参阅图4，供水系统8包括下管81、上管82、分流管83和串接管84，下管81和上管82分别设在单个热水板6的上下两边沿且延伸至外部，下管81和上管82之间通过不小于一条的分流管83连通，不小于一条的热水板6的下管81和上管82通过串接管84连通，利用串接管84将前后相邻的热水板6连通，最前一个热水板6的下管81端口套有三通管10。
蓄水箱9的顶端分别加工排气管91和热水进管92，并在侧面上连接用水管93和循环管94，排气管91在热水进入蓄水箱9内保持内外气压一致，热水进管92与最后一个热水板6的上管82端口通过管道连接，循环管94的端口与循环水泵2相接，循环水泵2上连接的管道接在三通管10上，剩余的三通管10管口与冷水进管相接，三通管10与循环水泵2连接的管口内安装止回阀，热水进管92将热水板6上加热的热水送至蓄水箱9内，蓄水箱9以及热水板6都加装有检测温度的传感器以及测量液位的感应器，通过检测内部的温度是否与设定的温度相同，或者测量的液位是否达到标注，从而控制供水系统8。
由电箱31控制热水板6内部的热水温度，太阳能板7还具有集热功能，吸收太阳辐射热量，让供水系统8内的冷水被加热，并且只有检测到供水系统8内的温度符合标准后，上管82的电磁阀打开，水通过上管82流入热水进管92内，并且三通管10的冷水进口有冷水流入供水系统8内；
蓄水箱9的用水管93打开后获取生活用的热水，蓄水箱9液位下降温度不变则供水系统8及时补充，蓄水箱9液位下降温度变化则循环水泵2工作抽取蓄水箱9流入三通管10的热水进口；
当检测到蓄水箱9的温度下降液位不变，则循环水泵2工作抽取蓄水箱9流入三通管10的热水进口，重新被加热，循环流入蓄水箱9内。
通过光敏传感器感应太阳，控制水平伺服电机41和竖直伺服电机51同步的工作，调整热水板6和太阳能板7跟随太阳同步移动，始终保持垂直的状态，让太阳能板7既可以供电也可以为供水系统8中的水加热，蓄水箱9的用水管93打开后获取生活用的热水，蓄水箱9液位下降温度不变则供水系统8及时补充，蓄水箱9液位下降温度变化则循环水泵2工作抽取蓄水箱9流入三通管10的热水进口；当检测到蓄水箱9的温度下降液位不变，则循环水泵2工作抽取蓄水箱9流入三通管10的热水进口，重新被加热，循环流入蓄水箱9内，完成自动追踪和热水循环。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动追踪的太阳能供水循环装置，其特征在于，包括底座(1)和循环水泵(2)，循环水泵(2)安装在底座(1)上，且在循环水泵(2)的一旁固定支撑杆(3)，支撑杆(3)的顶端上安装水平旋转机构(4)，并在水平旋转机构(4)上安装竖直旋转机构(5)，竖直旋转机构(5)上搭放热水板(6)以及太阳能板(7)，热水板(6)和太阳能板(7)交替放置，且太阳能板(7)与支撑杆(3)上的电箱(31)通过导线连接；
所述热水板(6)内置的供水系统(8)与循环水泵(2)相接，循环水泵(2)通过管道与蓄水箱(9)连通。
2.如权利要求1所述的一种自动追踪的太阳能供水循环装置，其特征在于，水平旋转机构(4)包括水平伺服电机(41)、外壳(42)、盖板(43)、减速齿轮组(44)和转盘(45)，外壳(42)的底部与支撑杆(3)相焊接，水平伺服电机(41)设置在外壳(42)的一旁，且在水平伺服电机(41)上连接的旋转轴延伸至外壳(42)内，减速齿轮组(44)设置在外壳(42)内，且输入并与旋转轴上的齿轮相啮合，盖板(43)通过螺栓覆盖在外壳(42)的顶部开口上，转盘(45)底部的主轴(451)穿过盖板(43)与减速齿轮组(44)的输出相接。
3.如权利要求1所述的一种自动追踪的太阳能供水循环装置，其特征在于，竖直旋转机构(5)包括竖直伺服电机(51)、套筒(52)、旋转主轴(53)、插板(54)、插套(55)、支撑架(56)和螺杆(57)，插套(55)通过螺栓安装在转盘(45)上，套筒(52)焊接在插套(55)的前端，旋转主轴(53)穿过套筒(52)内部的轴承，插板(54)的一端插入插套(55)的尾端，插板(54)的另一端上安装支撑架(56)，竖直伺服电机(51)安装在支撑架(56)的顶面上，支撑架(56)位于竖直伺服电机(51)的一旁还安装锥齿轮组(58)，锥齿轮组(58)与螺杆(57)的底端连接。
4.如权利要求1所述的一种自动追踪的太阳能供水循环装置，其特征在于，热水板(6)的顶端上连接有与螺杆(57)相啮合的轴承座(61)以及感应阳光的光敏传感器，螺杆(57)位于轴承座(61)的上下两端固定限位开关，限制热水板(6)竖直方向移动的范围；
所述的限位开关还设置在转盘(45)的两侧，限制热水板(6)水平移动的范围。
5.如权利要求1所述的一种自动追踪的太阳能供水循环装置，其特征在于，供水系统(8)包括下管(81)、上管(82)、分流管(83)和串接管(84)，下管(81)和上管(82)分别设在单个热水板(6)的上下两边沿且延伸至外部，下管(81)和上管(82)之间通过不小于一条的分流管(83)连通，不小于一条的热水板(6)的下管(81)和上管(82)通过串接管(84)连通，最前一个热水板(6)的下管(81)端口套有三通管(10)。
6.如权利要求1所述的一种自动追踪的太阳能供水循环装置，其特征在于，蓄水箱(9)的顶端分别加工排气管(91)和热水进管(92)，并在侧面上连接用水管(93)和循环管(94)，热水进管(92)与最后一个热水板(6)的上管(82)端口通过管道连接，循环管(94)的端口与循环水泵(2)相接，循环水泵(2)上连接的管道接在三通管(10)上，剩余的三通管(10)管口与冷水进管相接。
7.如权利要求6所述的一种自动追踪的太阳能供水循环装置，其特征在于，三通管(10)与循环水泵(2)连接的管口内安装止回阀。
8.如权利要求1所述的一种自动追踪的太阳能供水循环装置，其特征在于，热水板(6)的背面上并排固定有供旋转主轴(53)贯穿的挡板(62)。
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