CN112833562A - 一种太阳能集热器集热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光伏热能技术领域，且公开了一种太阳能集热器集热方法，包括调节支架，调节支架的顶部固定安装有第一风联箱，第一风联箱正面的底部均匀固定安装有真空集热管，真空集热管的底部固定连接有第二风联箱，所述第一风联箱中部的底部开设有套接真空集热管上端部的进风口，所述出风口的内部固定安装有第一单向阀，所述真空集热管的内部开设有集热腔，所述集热腔的中部固定安装有蓄能芯，所述进风口的顶部活动安装有第一导风轮，所述第一导风轮的中部外圈活动套接有第二导风轮，利用棘轮和传动轮对导风轮进行传动，利用压力控制块进行压力控制，有效地保证了集热器的各真空管导热均匀性和使用寿命，避免了爆炸的情况。

Description

一种太阳能集热器集热方法
技术领域
本发明涉及光伏热能技术领域，具体为一种太阳能集热器集热方法。
背景技术
太阳能是一种取之不尽用之不竭的可再生能源，因而现在对于太阳能的利用很广泛，利用太阳能发电、加热等已经是很常见的，其中对于靠北方的地区冬天可以利用太阳能集热器进行采暖，其原理是利用太阳能真空管进行集热并且还设置有蓄能芯，利用小型风机进行导流空气在太阳能集热器与房屋之间进行空气循环，空气经过真空管部位被加热进行供暖，在夜间利用蓄能芯的储能继续供暖，为了充分利用太阳能，现有的集热器大多都能调节来适应太阳高度和角度，其加热效果好、结构简单、节约能源而受欢迎，但是其结构中还存在一些缺陷：
1、一个集热器上安装有多个真空管进行吸收太阳能并被利用，并且通过在顶部和底部一端进行出气和进气，这样就会导致各个真空管距离进出风口的距离不一样，这样进一步会导致冷空气流过每个真空管的速度和流量不一样，从而使得有的真空管内蓄能芯的热量被带走很快，而有些则很慢，长久就会造成蓄能芯的使用情况不一从而使得有些寿命下降的快，同时在夜间的时候也会由于热量的使用情况不一样导致整个真空管冷热不均匀，同样会影响到其使用寿命；
2、集热器并不是一直使用，所以在不使用其加热的时候其仅仅一直吸收太阳能加热，但是真空管的两端与两个风联箱直接接通的，这样就会导致热量流失也多，不使用热量就会从两端溢出，同时对于真空关采用一定的储能设置防止热量从两端流失的话，也会在不使用时造成真空管内部空气受热压力过大而发生爆炸的可能，因此对于真空管内的储能控制达不到一个良好的条件，导致在不使用时热量的浪费和危险情况的发生。
发明内容
针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种可调式太阳能集热器及其集热方法，具备导热效果好、使用寿命长的优点，解决了背景技术提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种可调式太阳能集热器，包括调节支架，调节支架的顶部固定安装有第一风联箱，第一风联箱正面的底部均匀固定安装有真空集热管，真空集热管的底部固定连接有第二风联箱，第一风联箱的一侧固定连接有进风管，第二风联箱的一侧固定连接有出风管，所述第一风联箱的另一侧固定安装有泄压阀，所述第一风联箱内部的顶部开设有与进风管连通的进风腔，所述第一风联箱中部的底部开设有套接真空集热管上端部的进风口，所述第一风联箱内部位于进风口的正面和背面对称开设有限制腔，所述第二风联箱的内部开设有与出风管连通的出风腔，所述第二风联箱的顶部开设有与真空集热管底端的连通的出风口，所述出风口的内部固定安装有第一单向阀，所述真空集热管的内部开设有集热腔，所述集热腔的中部固定安装有蓄能芯，所述进风口的顶部活动安装有第一导风轮，所述第一导风轮的中部外圈活动套接有第二导风轮，所述第一导风轮外圈的两端固定安装有正向导风片，所述第一导风轮中部靠近正向导风片一侧开设有环槽，所述环槽的内部固定安装有限制块，所述第二导风轮的中部开设有与第一导风轮中部外圈套接的套环，所述第二导风轮的外圈固定安装有反向导风片，所述第二导风轮内壁开设有贯穿的限位槽，所述限位槽内部活动活动安装有两个顶部套接在一起的撑杆，所述撑杆之间的中部之间固定连接有撑簧，所述第一导风轮两端固定安装有伸入到限制腔内部的棘轮，所述棘轮的外侧固定安装有传动轴，所述传动轴的外圈活动套接有传动链。
优选的，所述集热腔内部的顶部固定安装有中部开设有通孔的压力控制块，所述压力控制块的内部开设有调节槽，所述压力控制块一侧的底部开设有与调节槽连通的通口，所述调节槽内壁靠近通口的一端固定安装有限位条，所述调节槽的中部活动套接有调节块，所述调节块的中部开设有进气孔，所述进气孔的内部固定安装有第二单向阀，所述调节块靠近限位条的一端开设有出气孔，所述调节块远离限位条的一侧固定连接有限位弹簧。
优选的，所述正向导风片与反向导风片的形状大小相同，所述第二导风轮的宽度小于第一导风轮的宽度。
优选的，所述撑杆张开后两端伸出到限位槽的外部且伸出段的距离小于环槽的深度。
优选的，所述进气孔的开口大于出气孔的开口大小，所述限位弹簧始终处于压缩状态。
优选的，所述第二单向阀的打开压力大于真空集热管的泄压压力且小于集热器的抽风压力。
一种太阳能集热器集热方法，所述操作步骤为：
S1、启动电机出风管从第二风联箱抽气，进风管向第一风联箱进气，进气吹动第一导风轮并排入到真空集热管；
S2、气体通过真空集热管顶部的压力控制块和第一单向阀并进入到集热腔内部，气体与蓄能芯接触被加热；
S3、加热的空气从真空集热管的底部出风口排出，之后通过出风腔进入到出风管进行循环加热使用。
本发明具备以下有益效果：
1、通过在第一风联箱与真空集热管连通的进风口处设置了导风轮结构，并且其两端通过传动链同步驱动连接，相较于现有技术来说，利用第一导风轮的同步转动实现均匀的进气到真空集热管中，且在该过程中第二导风轮受到同样的气流冲击但是被限制转动使得整体的导风轮结构仍然保持相同，并且通过棘轮的设计可以有效地阻止其反转的情况，这样通过真空集热管的气流量个速度相同，将整个太阳能集热器的能量均匀利用，保证各个真空集热管和蓄能芯的使用寿命均匀也更长久。
2、通过在真空集热管的顶部设置了压力控制块和调节块结构，并且在第一风联箱上已经安装有第二导风轮和泄压阀，相较于现有技术来说，利用空气的热膨胀性，当受热过高时空气会通过通口并抵押调节块从而实现气孔的调节，将出气孔对应到顶部进行出气并且可以通过第二导风轮排出最后经过泄压阀出去实现泄压，保护了真空集热管内部压力不会太大，避免了爆炸的情况发生，同时在真空集热管的顶部和底部都设置了单向阀，可以一定程度上保证了储存热量的能力更利于没太阳时使用。
附图说明
图1为本发明结构整体示意图；
图2为本发明结构整体剖面图；
图3为本发明第一风联箱剖面图；
图4为本发明真空集热管顶部剖面图；
图5为本发明第一导风轮示意图；
图6为本发明第二导风轮示意图；
图7为本发明第二导风轮顶部剖面图；
图8为图2中的A处放大图；
图9为图3中的B处放大图。
图中：1、调节支架；2、第一风联箱；201、进风腔；202、进风口；203、限制腔；3、真空集热管；301、集热腔；4、第二风联箱；401、出风腔；402、出风口；403、第一单向阀；5、进风管；6、出风管；7、蓄能芯；8、泄压阀；9、第一导风轮；901、正向导风片；902、环槽；903、限制块；10、第二导风轮；1001、套环；1002、反向导风片；1003、限位槽；11、压力控制块；1101、调节槽；1102、通口；1103、限位条；12、调节块；1201、进气孔；1202、出气孔；13、限位弹簧；14、第二单向阀；15、棘轮；16、传动轴；17、传动链；18、撑杆；19、撑簧。
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1-9，一种可调式太阳能集热器，包括调节支架1，调节支架1的顶部固定安装有第一风联箱2，第一风联箱2正面的底部均匀固定安装有真空集热管3，真空集热管3的底部固定连接有第二风联箱4，第一风联箱2的一侧固定连接有进风管5，第二风联箱4的一侧固定连接有出风管6，第一风联箱2的另一侧固定安装有泄压阀8，第一风联箱2内部的顶部开设有与进风管5连通的进风腔201，第一风联箱2中部的底部开设有套接真空集热管3上端部的进风口202，进风口202为矩形设计，方便安装导风轮，第一风联箱2内部位于进风口202的正面和背面对称开设有限制腔203，第二风联箱4的内部开设有与出风管6连通的出风腔401，第二风联箱4的顶部开设有与真空集热管3底端的连通的出风口402，出风口402的内部固定安装有第一单向阀403，真空集热管3的内部开设有集热腔301，集热腔301的中部固定安装有蓄能芯7，进风口202的顶部活动安装有第一导风轮9，第一导风轮9的中部外圈活动套接有第二导风轮10，第一导风轮9外圈的两端固定安装有正向导风片901，第一导风轮9中部靠近正向导风片901一侧开设有环槽902，环槽902的内部固定安装有限制块903，第二导风轮10的中部开设有与第一导风轮9中部外圈套接的套环1001，第二导风轮10的外圈固定安装有反向导风片1002，第二导风轮10内壁开设有贯穿的限位槽1003，限位槽1003内部活动活动安装有两个顶部套接在一起的撑杆18，撑杆18之间的中部之间固定连接有撑簧19，第一导风轮9两端固定安装有伸入到限制腔203内部的棘轮15，棘轮15的外侧固定安装有传动轴16，传动轴16的外圈活动套接有传动链17，利用棘轮15限制了第一导风轮9的转动方向，阻止其反向转动，同时利用传动轴16和传动链17实现所有的导风轮同步转动，实现进气的均匀性，有效地保证了真空集热管3内的热量可以被平均利用，保证整体的均衡性提高使用寿命。
其中，集热腔301内部的顶部固定安装有中部开设有通孔的压力控制块11，压力控制块11的内部开设有调节槽1101，压力控制块11一侧的底部开设有与调节槽1101连通的通口1102，通口1102可以用来进行压力传递，保证调节块12两侧受到的压力不一样，从而进行压力调控，调节槽1101内壁靠近通口1102的一端固定安装有限位条1103，调节槽1101的中部活动套接有调节块12，调节块12的中部开设有进气孔1201，进气孔1201的内部固定安装有第二单向阀14，调节块12靠近限位条1103的一端开设有出气孔1202，调节块12远离限位条1103的一侧固定连接有限位弹簧13。
其中，正向导风片901与反向导风片1002的形状大小相同，第二导风轮10的宽度小于第一导风轮9的宽度，利用相同大小形状但是方向不同的导风片可以实现不同方向的导风，且第二导风轮10较小且设置有限位的结构，可以在第一导风轮9工作时随着其一起工作，并且自己单独工作时也不会干扰到第一导风轮9。
其中，撑杆18张开后两端伸出到限位槽1003的外部且伸出段的距离小于环槽902的深度，撑杆18配合撑簧19一起起到限位的作用，当第一导风轮9不转动后第二导风轮10只能向相反的方向转动并且不会产生影响，当第一导风轮9转动时第二导风轮10会受到撑杆18撑开后与限制块903的限制，从而不会乱转。
其中，进气孔1201的开口大于出气孔1202的开口大小，限位弹簧13始终处于压缩状态，出气孔1202为泄压孔，只有当真空集热管3内部温度过高气体膨胀过大时才会将调节块12顶到压力控制块11的气孔处进行泄压。
其中，第二单向阀14的打开压力大于真空集热管3的泄压压力且小于集热器的抽风压力，保证在真空集热管3内部的热量可以储存在一定的范围内，既避免了受热膨胀出气的可能性，也保证了真空集热管3内的热量不会全部溢出，更利于夜间的导热。
一种太阳能集热器集热方法，所述操作步骤为：
S1、启动电机出风管6从第二风联箱4抽气，进风管5向第一风联箱2进气，进气吹动第一导风轮9并排入到真空集热管3；
S2、气体通过真空集热管3顶部的压力控制块11和第二单向阀14并进入到集热腔301内部，气体与蓄能芯7接触被加热；
S3、加热的空气从真空集热管3的底部出风口402排出，之后通过出风腔401进入到出风管6进行循环加热使用。
工作原理，太阳光照射到真空集热管3上时会被吸收，热量被蓄能芯7吸收起来且集热腔301内储存有大量的热空气，当启动电机向房间内部通气时，冷空气从顶部的进风管5进入到第一风联箱2中并吹动第一导风轮9从而带动其转动，由于传动轴16和传动链17的限制，所有的第一导风轮9转动情况一直一致保证进风的均匀，之后进入到真空集热管3的顶部位置，通过第二单向阀14进入到真空集热管3内部并与热空气和蓄能芯7充分接触加热，之后经过底部的第一单向阀403排出到第二风联箱4中，然后随着出风管6吹到房间内提高温度；
当不使用集热器的时候，集热器仍被太阳加热，真空集热管3内部的温度升高气体开始膨胀，膨胀的气体会抵压调节块12从而将其向内部压缩并且将出气孔1202对应到压力控制块11的通孔处，集热腔301内部的热空气溢出并冲击在第二导风轮10上从而排到顶部的进风腔201中，第一导风轮9在棘轮15的限制下不会转动，第二导风轮10上的撑杆18会间歇性的收缩并通过限制块903，进入进风腔201内的热空气最终通过泄压阀8排出带集热器外部进行泄压。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种太阳能集热器集热方法，包括调节支架(1)，调节支架(1)的顶部固定安装有第一风联箱(2)，第一风联箱(2)正面的底部均匀固定安装有真空集热管(3)，真空集热管(3)的底部固定连接有第二风联箱(4)，第一风联箱(2)的一侧固定连接有进风管(5)，第二风联箱(4)的一侧固定连接有出风管(6)，其特征在于：所述第一风联箱(2)的另一侧固定安装有泄压阀(8)，所述第一风联箱(2)内部的顶部开设有与进风管(5)连通的进风腔(201)，所述第一风联箱(2)中部的底部开设有套接真空集热管(3)上端部的进风口(202)，所述第一风联箱(2)内部位于进风口(202)的正面和背面对称开设有限制腔(203)，所述第二风联箱(4)的内部开设有与出风管(6)连通的出风腔(401)，所述第二风联箱(4)的顶部开设有与真空集热管(3)底端的连通的出风口(402)，所述出风口(402)的内部固定安装有第一单向阀(403)，所述真空集热管(3)的内部开设有集热腔(301)，所述集热腔(301)的中部固定安装有蓄能芯(7)，所述进风口(202)的顶部活动安装有第一导风轮(9)，所述第一导风轮(9)的中部外圈活动套接有第二导风轮(10)，所述第一导风轮(9)外圈的两端固定安装有正向导风片(901)，所述第一导风轮(9)中部靠近正向导风片(901)一侧开设有环槽(902)，所述环槽(902)的内部固定安装有限制块(903)，所述第二导风轮(10)的中部开设有与第一导风轮(9)中部外圈套接的套环(1001)，所述第二导风轮(10)的外圈固定安装有反向导风片(1002)，所述第二导风轮(10)内壁开设有贯穿的限位槽(1003)，所述限位槽(1003)内部活动活动安装有两个顶部套接在一起的撑杆(18)，所述撑杆(18)之间的中部之间固定连接有撑簧(19)，所述第一导风轮(9)两端固定安装有伸入到限制腔(203)内部的棘轮(15)，所述棘轮(15)的外侧固定安装有传动轴(16)，所述传动轴(16)的外圈活动套接有传动链(17)；
所述的方法，所述操作步骤为：
S1、启动电机出风管(6)从第二风联箱(4)抽气，进风管(5)向第一风联箱(2)进气，进气吹动第一导风轮(9)并排入到真空集热管(3)；
S2、气体通过真空集热管(3)顶部的压力控制块(11)和第二单向阀(14)并进入到集热腔(301)内部，气体与蓄能芯(7)接触被加热；
S3、加热的空气从真空集热管(3)的底部出风口(402)排出，之后通过出风腔(401)进入到出风管(6)进行循环加热使用。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能集热器集热方法，其特征在于：所述集热腔(301)内部的顶部固定安装有中部开设有通孔的压力控制块(11)，所述压力控制块(11)的内部开设有调节槽(1101)，所述压力控制块(11)一侧的底部开设有与调节槽(1101)连通的通口(1102)，所述调节槽(1101)内壁靠近通口(1102)的一端固定安装有限位条(1103)，所述调节槽(1101)的中部活动套接有调节块(12)，所述调节块(12)的中部开设有进气孔(1201)，所述进气孔(1201)的内部固定安装有第二单向阀(14)，所述调节块(12)靠近限位条(1103)的一端开设有出气孔(1202)，所述调节块(12)远离限位条(1103)的一侧固定连接有限位弹簧(13)。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能集热器集热方法，其特征在于：所述正向导风片(901)与反向导风片(1002)的形状大小相同，所述第二导风轮(10)的宽度小于第一导风轮(9)的宽度。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能集热器集热方法，其特征在于：所述撑杆(18)张开后两端伸出到限位槽(1003)的外部且伸出段的距离小于环槽(902)的深度。
5.根据权利要求2所述的一种太阳能集热器集热方法，其特征在于：所述进气孔(1201)的开口大于出气孔(1202)的开口大小，所述限位弹簧(13)始终处于压缩状态。
6.根据权利要求2所述的一种太阳能集热器集热方法，其特征在于：所述第二单向阀(14)的打开压力大于真空集热管(3)的泄压压力且小于集热器的抽风压力。
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