CN111854182B - 一种高效太阳能电热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效太阳能电热装置,属于木材加工领域。一种高效太阳能电热装置,主要包括底座、跟随架、立板、弧板和光热管,所述底座顶端中部固定安装有跟随架,跟随架顶端固定安装有立板,立板前端上部固定安装有顶板,顶板底端固定安装有弧板,所述顶板底端与弧板下部侧壁之间装配安装有光热管,光热管上下两端固定安装有过水管;本发明整体光能利用能力高,进行光热吸收,提高冷水升温效率,设备整体灵活,跟光照进行角度调节,结构紧凑,驱动器的利用率高,降低后期维护难度。
Description
技术领域
本发明涉及清洁能源应用技术领域,尤其涉及一种高效太阳能电热装置。
背景技术
太阳能,是指太阳的热辐射能,主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来,就主要以太阳提供的热辐射能生存。在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式,太阳能发电是一种新兴的可再生能源。
经检索,中国专利授权号为CN201992875 U的专利,公开了一种上下水管智能防冻的太阳能热水器,上述专利在使用中,带有伴热电源,避免冷冻损伤,但是在正常使用中,水管布置紧密,成本高,对太阳光的利用率不理想;
同时中国专利授权号为CN 201803480 U的专利,公开了及一种太阳能热水器,在使用中,在副水箱上设置进出水孔,使得热水器中的水都能够得到充分的利用,但是结构固定,无法对阳光进行跟随式吸收,阳光角度倾斜造成管道遮挡时,升温慢。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中光能利用率低,光热利用不足及结构固定的问题,而提出的一种高效太阳能电热装置。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种高效太阳能电热装置,主要包括底座、跟随架、立板、弧板和光热管,所述底座顶端中部固定安装有跟随架,跟随架顶端固定安装有立板,立板前端上部固定安装有顶板,顶板底端固定安装有弧板,所述顶板底端与弧板下部侧壁之间装配安装有光热管,光热管上下两端固定安装有过水管,过水管左端固定安装有接头,位于下部的所述过水管中部贯穿固定安装有电磁阀,电磁阀顶端固定安装有换热管,换热管顶端与位于上部的所述过水管固定导通,所述立板后侧固定安装有隔热壳,所述换热管位于隔热壳内部;
所述隔热壳顶端右部固定安装有压缩机,所述隔热壳内侧左部固定安装有旋接座,所述隔热壳底端侧壁固定安装有膨胀阀,所述压缩机的出口通过管道与位于上部的所述旋接座固定导通,所述膨胀阀的入口通过管道与位于下部的所述旋接座固定导通,两个所述旋接座之间插接安装有铜管,所述旋接座内侧左部旋接安装有与铜管配合的旋压环,所述弧板后侧固定安装有等距排列的吸热管,吸热管上下两端固定安装有保温管,位于上部的所述保温管与压缩机入口固定连接,位于下部的所述保温管与膨胀阀出口固定连接。
优选的,所述跟随架主要包括外框、电机、丝杆、转轴和摆板,所述外框底端固定连接底座,所述外框内侧下部固定安装有电机,所述外框顶端外侧转动安装有卡环,卡环上部转动安装有上壳,上壳顶端固定安装有支板,支板后端固定安装有合页,所述支板上方通过合页转动安装有摆板,摆板顶端前部侧壁与立板固定连接,所述支板与摆板之间固定安装有拉簧;
所述电机的电机轴顶端通过联轴器固定安装有转轴,转轴顶端固定安装有端杆,端杆顶端与支板底端侧壁固定连接,所述端杆与转轴顶端之间转动安装有啮合套,所述外框前侧上部内壁固定安装有电磁铁,电磁铁套设安装在转轴外侧,所述转轴外侧位于电磁铁上部转动安装有顶簧,顶簧上下两端固定安装有弹簧环,所述转轴下部侧壁固定安装有外齿环,所述外框内部固定安装有与外齿环配合的霍尔传感器,所述转轴外侧位于顶簧上方套设安装有滑套,滑套上部转动安装有中继套,中继套顶端固定安装有耐磨端壳,所述转轴上部外壁开设有花键槽,所述啮合套下部内壁开设有啮合齿槽,所述耐磨端壳内外侧壁开设有齿键凹槽,所述支板后部贯穿固定安装有耐磨套,耐磨套中部转动安装有丝杆套,丝杆套外侧下部固定安装有传动环,传动环与啮合套啮合连接,所述丝杆套内部旋接安装有丝杆,所述上壳后侧内壁固定安装有限位滑架,所述丝杆下部开设有与限位滑架配合的滑口。
优选的,所述光热管主要包括过水座、中接环、玻璃管和内衬,所述玻璃管上下两端固定安装有外螺纹环,所述玻璃管内壁固定安装有内衬,所述玻璃管位于外螺纹环处旋接安装有中接环,中接环内侧旋接安装有过水座,位于上部的所述过水座顶端与顶板贯穿固定连接,位于下部的所述过水座与弧板下部侧壁固定连接,所述过水座与过水管固定导通。
优选的,所述弧板采用至少四个的四分之一正圆环的光面板组合形成,所述光面板中部后凹,两端前凸。
优选的,所述隔热壳顶端侧壁开设有内螺纹孔,所述隔热壳位于内螺纹孔处的内壁旋接安装有温度传感器。
优选的,所述隔热壳内部充满高比热容换热介质。
优选的,所述霍尔传感器、压缩机、电磁铁、电磁阀、温度传感器和电机通过线束与外部电源及外部控制设备电性连接。
与现有技术相比,本发明提供了一种高效太阳能电热装置,具备以下有益效果:
1、该高效太阳能电热装置,通过设置弧板配合分隔较大的光热管,降低设备的制造成本,提高设备的整体光能利用能力;
2、该高效太阳能电热装置,通过设置吸热管和换热管,进行光热吸收,提高冷水升温效率;
3、该高效太阳能电热装置,通过跟随架使得设备整体灵活,跟光照进行角度调节,通过一个电机进行驱动,结构紧凑,驱动器的利用率高,通过机械结构联动避免使用过多的驱动器,降低后期维护难度。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现,本发明整体光能利用能力高,进行光热吸收,提高冷水升温效率,设备整体灵活,跟光照进行角度调节,结构紧凑,驱动器的利用率高,降低后期维护难度。
附图说明
图1为本发明提出的一种高效太阳能电热装置的主视示意图;
图2为本发明提出的一种高效太阳能电热装置的后视示意图;
图3为本发明提出的一种高效太阳能电热装置中底座、外框、电机、支板和摆板之间的左视示意图;
图4为本发明提出的一种高效太阳能电热装置的俯视示意图;
图5为本发明提出的一种高效太阳能电热装置中外框、支板、丝杆、转轴和上壳之间的左视示意图;
图6为本发明提出的一种高效太阳能电热装置中外框、啮合套、滑套、中继套和转轴之间的放大示意图;
图7为本发明提出的一种高效太阳能电热装置中隔热壳、旋接座、旋压环和膨胀阀之间的后视示意图;
图8为本发明提出的一种高效太阳能电热装置中顶板、过水座、玻璃管和内衬之间的剖视示意图。
图中:1、外框;2、支板;3、立板;4、中接环;5、弧板;6、玻璃管;7、顶板;8、保温管;9、摆板;10、上壳;11、卡环;12、底座;13、霍尔传感器;14、膨胀阀;15、旋接座;16、铜管;17、压缩机;18、接头;19、过水座;20、吸热管;21、旋压环;22、过水管;23、隔热壳;24、拉簧;25、丝杆套;26、啮合套;27、滑套;28、电磁铁;29、电机;30、外齿环;31、丝杆;32、传动环;33、耐磨套;34、端杆;35、中继套;36、顶簧;37、转轴;38、弹簧环;39、内衬;40、耐磨端壳;41、限位滑架;42、电磁阀;43、换热管;44、温度传感器。
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。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-8,一种高效太阳能电热装置,主要包括底座12、跟随架、立板3、弧板5和光热管,所述底座12顶端中部固定安装有跟随架,跟随架顶端固定安装有立板3,立板3前端上部固定安装有顶板7,顶板7底端固定安装有弧板5,所述顶板7底端与弧板5下部侧壁之间装配安装有光热管,光热管上下两端固定安装有过水管22,过水管22左端固定安装有接头18,位于下部的所述过水管22中部贯穿固定安装有电磁阀42,电磁阀42顶端固定安装有换热管43,换热管43顶端与位于上部的所述过水管22固定导通,所述立板3后侧固定安装有隔热壳23,所述换热管43位于隔热壳23内部;
所述隔热壳23顶端右部固定安装有压缩机17,所述隔热壳23内侧左部固定安装有旋接座15,所述隔热壳23底端侧壁固定安装有膨胀阀14,所述压缩机17的出口通过管道与位于上部的所述旋接座15固定导通,所述膨胀阀14的入口通过管道与位于下部的所述旋接座15固定导通,两个所述旋接座15之间插接安装有铜管16,所述旋接座15内侧左部旋接安装有与铜管16配合的旋压环21,所述弧板5后侧固定安装有等距排列的吸热管20,吸热管20上下两端固定安装有保温管8,位于上部的所述保温管8与压缩机17入口固定连接,位于下部的所述保温管8与膨胀阀14出口固定连接。
所述跟随架主要包括外框1、电机29、丝杆31、转轴37和摆板9,所述外框1底端固定连接底座12,所述外框1内侧下部固定安装有电机29,所述外框1顶端外侧转动安装有卡环11,卡环11上部转动安装有上壳10,上壳10顶端固定安装有支板2,支板2后端固定安装有合页,所述支板2上方通过合页转动安装有摆板9,摆板9顶端前部侧壁与立板3固定连接,所述支板2与摆板9之间固定安装有拉簧24;
所述电机29的电机轴顶端通过联轴器固定安装有转轴37,转轴37顶端固定安装有端杆34,端杆34顶端与支板2底端侧壁固定连接,所述端杆34与转轴37顶端之间转动安装有啮合套26,所述外框1前侧上部内壁固定安装有电磁铁28,电磁铁28套设安装在转轴37外侧,所述转轴37外侧位于电磁铁28上部转动安装有顶簧36,顶簧36上下两端固定安装有弹簧环38,所述转轴37下部侧壁固定安装有外齿环30,所述外框1内部固定安装有与外齿环30配合的霍尔传感器13,所述转轴37外侧位于顶簧36上方套设安装有滑套27,滑套27上部转动安装有中继套35,中继套35顶端固定安装有耐磨端壳40,所述转轴37上部外壁开设有花键槽,所述啮合套26下部内壁开设有啮合齿槽,所述耐磨端壳40内外侧壁开设有齿键凹槽,所述支板2后部贯穿固定安装有耐磨套33,耐磨套33中部转动安装有丝杆套25,丝杆套25外侧下部固定安装有传动环32,传动环32与啮合套26啮合连接,所述丝杆套25内部旋接安装有丝杆31,所述上壳10后侧内壁固定安装有限位滑架41,所述丝杆31下部开设有与限位滑架41配合的滑口。
所述光热管主要包括过水座19、中接环4、玻璃管6和内衬39,所述玻璃管6上下两端固定安装有外螺纹环,所述玻璃管6内壁固定安装有内衬39,所述玻璃管6位于外螺纹环处旋接安装有中接环4,中接环4内侧旋接安装有过水座19,位于上部的所述过水座19顶端与顶板7贯穿固定连接,位于下部的所述过水座19与弧板5下部侧壁固定连接,所述过水座19与过水管22固定导通。
所述弧板5采用至少四个的四分之一正圆环的光面板组合形成,所述光面板中部后凹,两端前凸。
所述隔热壳23顶端侧壁开设有内螺纹孔,所述隔热壳23位于内螺纹孔处的内壁旋接安装有温度传感器44。
所述隔热壳23内部充满高比热容换热介质。
所述霍尔传感器13、压缩机17、电磁铁28、电磁阀42、温度传感器44和电机29通过线束与外部电源及外部控制设备电性连接。
本发明涉及一种高效太阳能电热装置,本装置用于光伏提供热水能源,工作时,将光照吸收对外部的冷水进行加热,为保证光热管的利用效率,在光热管后侧设置弧板5,弧板5采用至少四个的四分之一正圆环的光面板组合形成,所述光面板中部后凹,两端前凸,采用弧板5的阳光反射能力,将周围的光线聚集在光热管位置,利用较少的光热管,充分吸收周围的光能,通过黑色内衬提高吸热效果,对内部的冷水进行加热,冷水通过外部的冷水循环设备进行循环,保证加热效果;
通过弧板5后侧设置吸热管20,吸热管20内部填充有冷媒,隔热壳23内部填充有高比热容换热介质,冷媒在吸热管20内部吸收弧板5上的热量,气化膨胀,通过压缩机17进行压缩将冷媒压缩成高温高压的液体,使得冷媒内部的热量充分的传导到隔热壳23内部放入换热介质中,当隔热壳23内部温度升高到预设温度时(实时温度通过温度传感器44进行检测),电磁阀42开启,外部冷水进入换热管43进行吸热,充分利用弧板5和设备整体吸收的太阳能量,放热后的冷媒通过膨胀阀14后,变成低压低温气体,在吸热管20内部进行循环吸热,提高冷水升温效率;
且设备带有角度和朝向调节设备-跟随架,通过在控制设备内设置跟随数据,即倾斜角度和朝向角度与日间时刻的对应数据,当到达某个时刻时,通过电机配合传动设备,带动装置整体移动到预设的倾斜角度和朝向角度,在进行摆板9的倾角调节时,电磁阀28断电,顶簧36将中继套35上顶,通过电机29转动-转轴37转动-中继套35转动-啮合套26转动-传动环32转动-丝杆套25转动-丝杆31上下移动,便可以克服拉簧24的弹力,使得摆板9前端上抬或者下移,改变立板3的仰角,适应不同高度的太阳的照射角度,倾角调节角度通过转轴37转动角度进行控制,转轴37转动角度通过外齿环30和霍尔传感器13进行检测;同时可以通过电机29驱动,带动立板3转动,适应不同时刻的阳光位置,比如早上在东方,下午在西方,可以通过电磁铁28通电,带动啮合套26下移,使得转轴37的转动能且仅能带动立板3左右转动,转动角度控制在180度之间,角度通过外齿环30和霍尔传感器13进行检测,夜间进行复位,设备的跟随架带动设备跟随阳光移动,充分吸收阳光辐射,其通过一个电机进行驱动,结构紧凑,驱动器的利用率高,通过机械结构联动避免使用过多的驱动器,降低后期维护难度。
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揭露的技术范围内,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 (4)
1.一种高效太阳能电热装置,主要包括底座(12)、跟随架、立板(3)、弧板(5)和光热管,其特征在于,所述底座(12)顶端中部固定安装有跟随架,跟随架顶端固定安装有立板(3),立板(3)前端上部固定安装有顶板(7),顶板(7)底端固定安装有弧板(5),所述顶板(7)底端与弧板(5)下部侧壁之间装配安装有光热管,光热管上下两端固定安装有过水管(22),过水管(22)左端固定安装有接头(18),位于下部的所述过水管(22)中部贯穿固定安装有电磁阀(42),电磁阀(42)顶端固定安装有换热管(43),换热管(43)顶端与位于上部的所述过水管(22)固定导通,所述立板(3)后侧固定安装有隔热壳(23),所述换热管(43)位于隔热壳(23)内部;
所述隔热壳(23)顶端右部固定安装有压缩机(17),所述隔热壳(23)内侧左部固定安装有旋接座(15),所述隔热壳(23)底端侧壁固定安装有膨胀阀(14),所述压缩机(17)的出口通过管道与位于上部的所述旋接座(15)固定导通,所述膨胀阀(14)的入口通过管道与位于下部的所述旋接座(15)固定导通,两个所述旋接座(15)之间插接安装有铜管(16),所述旋接座(15)内侧左部旋接安装有与铜管(16)配合的旋压环(21),所述弧板(5)后侧固定安装有等距排列的吸热管(20),吸热管(20)上下两端固定安装有保温管(8),位于上部的所述保温管(8)与压缩机(17)入口固定连接,位于下部的所述保温管(8)与膨胀阀(14)出口固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种高效太阳能电热装置,其特征在于,所述跟随架主要包括外框(1)、电机(29)、丝杆(31)、转轴(37)和摆板(9),所述外框(1)底端固定连接底座(12),所述外框(1)内侧下部固定安装有电机(29),所述外框(1)顶端外侧转动安装有卡环(11),卡环(11)上部转动安装有上壳(10),上壳(10)顶端固定安装有支板(2),支板(2)后端固定安装有合页,所述支板(2)上方通过合页转动安装有摆板(9),摆板(9)顶端前部侧壁与立板(3)固定连接,所述支板(2)与摆板(9)之间固定安装有拉簧(24);
所述电机(29)的电机轴顶端通过联轴器固定安装有转轴(37),转轴(37)顶端固定安装有端杆(34),端杆(34)顶端与支板(2)底端侧壁固定连接,所述端杆(34)与转轴(37)顶端之间转动安装有啮合套(26),所述外框(1)前侧上部内壁固定安装有电磁铁(28),电磁铁(28)套设安装在转轴(37)外侧,所述转轴(37)外侧位于电磁铁(28)上部转动安装有顶簧(36),顶簧(36)上下两端固定安装有弹簧环(38),所述转轴(37)下部侧壁固定安装有外齿环(30),所述外框(1)内部固定安装有与外齿环(30)配合的霍尔传感器(13),所述转轴(37)外侧位于顶簧(36)上方套设安装有滑套(27),滑套(27)上部转动安装有中继套(35),中继套(35)顶端固定安装有耐磨端壳(40),所述转轴(37)上部外壁开设有花键槽,所述啮合套(26)下部内壁开设有啮合齿槽,所述耐磨端壳(40)内外侧壁开设有齿键凹槽,所述支板(2)后部贯穿固定安装有耐磨套(33),耐磨套(33)中部转动安装有丝杆套(25),丝杆套(25)外侧下部固定安装有传动环(32),传动环(32)与啮合套(26)啮合连接,所述丝杆套(25)内部旋接安装有丝杆(31),所述上壳(10)后侧内壁固定安装有限位滑架(41),所述丝杆(31)下部开设有与限位滑架(41)配合的滑口;
所述隔热壳(23)顶端侧壁开设有内螺纹孔,所述隔热壳(23)位于内螺纹孔处的内壁旋接安装有温度传感器(44),所述霍尔传感器(13)、压缩机(17)、电磁铁(28)、电磁阀(42)、温度传感器(44)和电机(29)通过线束与外部电源及外部控制设备电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种高效太阳能电热装置,其特征在于,所述弧板(5)采用至少四个的四分之一正圆环的光面板组合形成,所述光面板中部后凹,两端前凸。
4.根据权利要求1所述的一种高效太阳能电热装置,其特征在于,所述隔热壳(23)内部充满高比热容换热介质。
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