CN1869545A - 追踪阳光并可有效减少辐射散热的太阳能聚光瓦 - Google Patents
追踪阳光并可有效减少辐射散热的太阳能聚光瓦 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1869545A CN1869545A CNA2006100180226A CN200610018022A CN1869545A CN 1869545 A CN1869545 A CN 1869545A CN A2006100180226 A CNA2006100180226 A CN A2006100180226A CN 200610018022 A CN200610018022 A CN 200610018022A CN 1869545 A CN1869545 A CN 1869545A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- gathering tile
- tile
- gathering
- thermal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/47—Mountings or tracking
Abstract
本发明为太阳能热水器技术领域提供一种追踪阳光并可有效减少辐射散热的太阳能聚光瓦，它是在太阳能热水器集热管减少合适数量的同时，在每个集热管的下面安装有间隙很小聚光瓦，从而使太阳能热水器受热面积不变或略有增加，聚光瓦的聚光焦点是集热管，聚光瓦是可以围绕集热管跟随太阳光的方向转动。由于本发明采取了上述技术方案，解决了受热面积和辐射散热面积几乎相等的矛盾；由于减少集热管的数量，又可以显著降低成本，聚热管的数量减少等于降低了辐射散热面积，集热管部分辐射出来的热能又通过聚光瓦反馈回集热管，从而减少了热量的流失，所以本发明优势主要是在冬季；在强对流天气，可以保护聚热管不被冰雹、降雨损坏。
Description
技术领域
本发明属于太阳能热水器技术领域，具体涉及一种追踪阳光并可有效减少辐射散热的太阳能聚光瓦，以减少集热管的使用数量。
背景技术
普通的太阳能热水器，主要靠集热管吸收太阳热能，集热管的受热颜色、投影面积、热量的传导、对流和辐射，决定了太阳能热水器的主要性能；如今集热管辐射吸热颜色已经是最好的，传导和对流所引起的热能损失已经极小，几乎已经作到了当今技术的极限，要想大幅度提高太阳能热水器的性能，只能在集热管的投影面积和降低辐射散热上下工夫。
现今的集热管主要呈圆柱形，阳光不管从哪个方向入射，集热管的受光面积相同，当然非受光面积也相同；由于集热管整体受热颜色相同，又因为吸热最好的颜色同时又是散热最好的颜色，要想吸收更多的阳光，只能增加更多的集热管，这就意味着辐射散热面积也同步增大；这就有了太阳能热水器的集热管散热的矛盾；既要增加集热管吸热面积的同时，又要减小辐射散热面积；这一现象在冬季更加突出，因为冬季太阳能热水器与外界温差太大，使辐射出去的热能与外界背景辐射回来的热能相差太多，使太阳能热水器在冬季温升降低，同时冬季太阳能有效投影面积减小，吸收阳光的能力减弱，阳光穿透大气的距离更长，空气对阳光散射更严重，它严重限制了太阳能热水器的聚热效果，所以，冬季增大太阳能等效投影面积，减小辐射散热面积显得更加迫切，它严重限制了太阳能的普及和发展；太阳能热水器的第二个急需解决的问题是在强对流天气，集热管容易被冰雹，强降雨等损坏；现在已有的聚光瓦技术(聚光瓦又被称为聚光筛)，由于是被固定地安装在集热管下面，焦点对准集热管，但是只能在太阳直射时起作用，而只有在正午时才有直射的阳光，集热时间太短，效果不明显，所以现有的聚光瓦基本被淘汰。
发明内容
本发明的目的是设计一种可追踪阳光的太阳能聚光瓦，使聚光瓦随着阳光移动，吸收更多的热量，散射更少的热量，从而提高了太阳能热水器的性能；并能在强对流天气保护聚热管不被损坏。
本发明采取的技术方案是在原来的太阳能热水器基础上加以改进的，是在太阳能热水器集热管减少数量的同时，在每个集热管的下面安装有半圆弧聚光瓦，半圆弧聚光瓦的半径大于集热管的半径，由于聚光瓦之间可以不留下较大的间隙，从而使太阳能热水器受热面积不变或略有增加，聚光瓦的聚光焦点是集热管，聚光瓦是可以围绕集热管跟随太阳光的方向转动，它的固定点设在太阳能热水器的下连框和储水箱之间，在热水器上不易被太阳直射并且不会被雨水侵蚀的地方设有湿度传感器，在热水器的储水箱上设有温度传感器，所述的湿度传感器和温度传感器通过控制器、小型电机连动聚光瓦，聚光瓦的传动转动可以是由小型电机拖动涡轮涡杆结构的传动转动方法来实现。
由于本发明采取了上述技术方案，同时解决了受热面积和辐射散热面积几乎相等的矛盾；等效受热投影面积不变或略有增加，辐射散热面积则下降数倍，由于可以大幅度减少集热管的数量，所以又可以显著降低成本，聚热管的数量减少等于降低了辐射散热面积，集热管部分辐射出来的热能又通过聚光瓦反馈回集热管，因此不再需要太多昂贵而脆弱的集热管；只要可能，应尽量减少集热管，以减小辐射散热面积，所以，这项技术的优势主要是在冬季。因为聚光瓦可以在控制器控制下主动转动到聚热管上面，在强对流天气，可以保护聚热管不被损坏。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1表示本发明通过光电传感器组件传动转动聚光瓦工作原理框图；
图2表示图1中本发明通过光电传感器组件传动转动聚光瓦过程工作原理框图；
图3表示图1中光电传感器组件的结构示意图；
图4表示本发明另一种通过光电传感器组件传动转动聚光瓦工作原理框图；
图5表示图4中所述的光电传感器组件的结构示意图；
图6表示本发明另外一种通过时间信号发生器传动转动聚光瓦工作原理框图；
图7表示本发明通过湿度传感器传动转动聚光瓦工作原理框图；
图8表示本发明通过温度传感器传动转动聚光瓦工作原理框图；]
图9表示本发明集热管辐射出来的热能又通过聚光瓦反馈回集热管的示意图；
具体实施方式
参看图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9，本发明是在原来的太阳能热水器基础上加以改进的，为了使热水器等效受热面积不变或略有增加，在减少集热管数量的同时，在每个集热管的下面安装有半圆弧聚光瓦，半圆弧聚光瓦的半径大于集热管的半径，集热管的数量减少等于降低了辐射散热面积，聚光瓦的聚光焦点是集热管，集热管部分辐射出来的热能又通过聚光瓦反馈回集热管，聚光瓦是可以围绕集热管跟随太阳光的方向转动，聚光瓦的固定点设在太阳能热水器的下连框和储水箱之间，在热水器上不易被太阳直射并且不会被雨水侵蚀的地方设有湿度传感器，在热水器的储水箱上设有温度传感器，所述的湿度传感器和温度传感器通过控制器、小型电机连动聚光瓦，聚光瓦的传动转动可以是由小型电机拖动涡轮涡杆结构的传动转动方法来实现。
只要有阳光，集热管就能够集热，解决了受热面积和辐射散热面积几乎相等的矛盾；等效受热投影面积不变或略有增加，辐射散热面积则下降数倍，同时又可以显著降低成本，可以大幅度减少集热管的数量，聚热管的数量减少就等于降低了辐射散热面积，而且集热管部分辐射出来的热能又通过聚光瓦反馈回集热管，如图9所示(图9中1表示聚光瓦、2表示集热管)，因此不再需要太多昂贵而脆弱的集热管；只要可能，应尽量减少集热管，以减小辐射散热面积，所以，这项技术的优势主要是在冬季。因为聚光瓦可以转动到聚热管上面，在强对流天气，可以保护聚热管不被冰雹、降雨等损坏。
所述的聚光瓦传动转动方式是用光电传感器组件通过控制器控制小型电机拖动涡轮涡杆结构的方法或用时间信号发生器通过控制器控制小型电机拖动涡轮涡杆结构的方法来实现。
聚光瓦的转动转动方式可以通过以下两种方法来实现：
第一种方法是用光电传感器组件通过控制器控制小型电机拖动涡轮涡杆结构的方法来实现，使用光电传感器组件通过控制器控制小型电机拖动涡轮涡杆结构的方法也有两种方法来实现：一种是光电传感器组件通过控制器带动聚光瓦同步转动，如图3所示，所述的光电传感器组件是由暗盒3和光敏元件4构成的，在暗盒3的顶部的中间位置开设有一条很窄的缝隙5，在暗盒3的内底部、阳光通过缝隙直射的区域下适当距离和位置设置有两个光敏元件4；光电传感器组件通过控制器连接小型电机，小型电机通过涡轮涡杆结构拖动聚光瓦和光电传感器组件；让阳光穿过光电传感器组件上开设很窄的缝隙5，当阳光没有照射在光敏元件4上时，光敏元件不输出误差信号，控制器不转动聚光瓦；当阳光由于移动而照射在其中一个元件上时，两个传感器输出误差信号，控制器根据光电传感器组件输入的误差信号判断，应将聚光瓦转动多少度；当然阳光不可能静止，聚光瓦在控制器的控制下随着阳光同步转动，聚光瓦反射的太阳光永远对准集热管，这种方法需要另设一个光电元件，来感知白昼与黑夜；在黑夜或黎明的时候，预定一个早晨聚光瓦坐西面东的位置来等待太阳的升起。
另一种是光电传感器组件不再随动聚光瓦，如图5所示，所述的光电传感器组件仍由半圆弧暗盒6和光敏元件7构成的，但是所用的光敏元件较多；在暗盒的顶部的中间位置开设有一条很窄的缝隙8，在暗盒的半圆弧内底部、阳光通过缝隙直射的区域下适当距离和位置安装合适数量的光敏元件7；光电传感器组件通过控制器连接小型电机，小型电机通过拖动涡轮涡杆结构连接聚光瓦；在一个很小的缝隙下适当的距离位置上移动的阳光照射在那个光电元件上，那么这个光电元件向控制器输出太阳位置信号，控制器控制聚光瓦转向光电元件所指示的方向，这个方案的优点是光电元件不再转动聚光瓦，避免导线被折断的危险；聚光瓦跟踪阳光转动是不连续，呈步进状态。
第二种聚光瓦传动转动方式是以时间轴为基准跟踪阳光的方法来实现，所述的聚光瓦传动转动方式是用时间信号发生器通过控制器控制小型电机拖动涡轮涡杆结构的方法来实现，使阳光通过聚光瓦准确聚焦在集热管，地球自转一周的时间是很精确的，只要设计出精确的时间信号，在由它来控制聚光瓦控制器，就可以精确地达到需要的目的，不过这种聚光瓦将围绕集热管做圆周运动，正好一天转一周。
使用聚光瓦转动技术还可以达到其他目的，在热水器上设有湿度传感器，在热水器的储水箱上设有温度传感器，所述的湿度传感器和温度传感器通过控制器、小型电机连动聚光瓦，在强对流天气爆发威力之前，湿度传感器预先感知，(天气改变之前，湿度常常提前改变)再由控制器转动聚光瓦于集热管之上，从而保护脆弱的集热管；由于聚光瓦可以转动，也可以对加热温度进行控制，当温度过高时可以转动聚光瓦，使它的不再准确地跟踪太阳光，从而使聚光焦点部分或全部偏离集热管，从而降低温度，这一点在硬水质区特别有意义，因为在硬水温度越高，容器越容易结垢。
由于聚光瓦比较轻巧，所以该电路耗电量不大，可以使用光电池+蓄电池供电的方法，当然也可以使用市电；以上控制方法可单独使用，也可以综合使用，以达到最佳控制结果。
本发明当然不可能仅仅应用于太阳能热水器上，其他需要高效太阳能的地方，也可以使用。
Claims (5)
1、追踪阳光并可有效减少辐射散热的太阳能聚光瓦，其特征在于是在太阳能热水器集热管减少数量的同时，在每个集热管的下面安装有半圆弧聚光瓦，半圆弧聚光瓦的半径大于集热管的半径，由于聚光瓦之间可以不留下较大的间隙，从而使太阳能热水器受热面积不变或略有增加，聚光瓦的聚光焦点是集热管，聚光瓦是可以围绕集热管跟随太阳光的方向转动，它的固定点设在太阳能热水器的下连框和储水箱之间，在热水器上不易被太阳直射并且不会被雨水侵蚀的地方设有湿度传感器，在热水器的储水箱上设有温度传感器，所述的湿度传感器和温度传感器通过控制器、小型电机连动聚光瓦，聚光瓦的传动转动可以是由小型电机拖动涡轮涡杆结构的传动转动方法来实现。
2、根据权利要求1所述的追踪阳光并可有效减少辐射散热的太阳能聚光瓦，其特征在于所述的聚光瓦传动转动方式是用光电传感器组件通过控制器控制小型电机拖动涡轮涡杆结构的方法来实现。
3、根据权利要求2所述的追踪阳光并可有效减少辐射散热的太阳能聚光瓦，其特征在于所述的光电传感器组件是由暗盒和光敏元件构成的，在暗盒的顶部的中间位置开设有一条很窄的缝隙，在暗盒的内底部、阳光通过缝隙直射的区域下适当距离和位置设置有两个光敏元件；光电传感器组件通过控制器连接小型电机，小型电机通过涡轮涡杆结构拖动聚光瓦和光电传感器组件。
4、根据权利要求2所述的追踪阳光并可有效减少辐射散热的太阳能聚光瓦，其特征在于所述的光电传感器组件是由暗盒和光敏元件构成的，在暗盒的顶部的中间位置开设有一条很窄的缝隙，在暗盒的内底部、阳光通过缝隙直射的区域下适当距离和位置设置有多个光敏元件；光电传感器组件通过控制器连接小型电机，小型电机通过拖动涡轮涡杆结构连接聚光瓦。
5、根据权利要求1所述的追踪阳光并可有效减少辐射散热的太阳能聚光瓦，其特征在于所述的聚光瓦传动转动方式是用时间信号发生器通过控制器控制小型电机拖动涡轮涡杆结构的方法来实现。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2006100180226A CN100507397C (zh) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | 追踪阳光并可有效减少辐射散热的太阳能聚光瓦 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2006100180226A CN100507397C (zh) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | 追踪阳光并可有效减少辐射散热的太阳能聚光瓦 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1869545A true CN1869545A (zh) | 2006-11-29 |
| CN100507397C CN100507397C (zh) | 2009-07-01 |
Family
ID=37443276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2006100180226A Expired - Fee Related CN100507397C (zh) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | 追踪阳光并可有效减少辐射散热的太阳能聚光瓦 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100507397C (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103034242A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 太阳能公司 | 太阳能系统的热跟踪系统 |
| CN107437923A (zh) * | 2017-09-28 | 2017-12-05 | 江苏大力城电气有限公司 | 一种具有自动清洁和姿态检测功能的单轴跟踪支架 |
| CN107494726A (zh) * | 2015-05-24 | 2017-12-22 | 合肥智慧龙图腾知识产权股份有限公司 | 一种谷物烘干装置 |
| CN107544559A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-01-05 | 江苏大力城电气有限公司 | 一种两轴跟踪支架装置 |
| CN110440461A (zh) * | 2019-09-05 | 2019-11-12 | 浙江新豪吉电器有限公司 | 一种太阳能集热管用光反射装置 |
| CN110440462A (zh) * | 2019-09-05 | 2019-11-12 | 浙江新豪吉电器有限公司 | 一种能调节光强的太阳能集热管管罩 |
| CN110779225A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-11 | 张俊霞 | 一种可移动式太阳能集热装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5482746A (en) * | 1977-12-13 | 1979-07-02 | Kenjiyu Miyama | Solar heat collector |
| CN2441088Y (zh) * | 2000-08-01 | 2001-08-01 | 朱桐基 | 一种聚光式自动跟踪太阳能热水器 |
| CN2562134Y (zh) * | 2002-07-10 | 2003-07-23 | 宋连宝 | 全方位环形太阳能热水器 |
| CN2603919Y (zh) * | 2003-03-04 | 2004-02-18 | 舒丛新 | 高效智能型太阳能热水器 |
-
2006
- 2006-06-27 CN CNB2006100180226A patent/CN100507397C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103034242A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 太阳能公司 | 太阳能系统的热跟踪系统 |
| CN107494726A (zh) * | 2015-05-24 | 2017-12-22 | 合肥智慧龙图腾知识产权股份有限公司 | 一种谷物烘干装置 |
| CN107543382A (zh) * | 2015-05-24 | 2018-01-05 | 龙文凯 | 一种谷物烘干装置 |
| CN107606884A (zh) * | 2015-05-24 | 2018-01-19 | 合肥智慧龙图腾知识产权股份有限公司 | 一种谷物烘干装置 |
| CN107677047A (zh) * | 2015-05-24 | 2018-02-09 | 合肥智慧龙图腾知识产权股份有限公司 | 一种谷物烘干装置 |
| CN107677046A (zh) * | 2015-05-24 | 2018-02-09 | 合肥智慧龙图腾知识产权股份有限公司 | 一种谷物烘干装置 |
| CN107437923A (zh) * | 2017-09-28 | 2017-12-05 | 江苏大力城电气有限公司 | 一种具有自动清洁和姿态检测功能的单轴跟踪支架 |
| CN107544559A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-01-05 | 江苏大力城电气有限公司 | 一种两轴跟踪支架装置 |
| CN110440461A (zh) * | 2019-09-05 | 2019-11-12 | 浙江新豪吉电器有限公司 | 一种太阳能集热管用光反射装置 |
| CN110440462A (zh) * | 2019-09-05 | 2019-11-12 | 浙江新豪吉电器有限公司 | 一种能调节光强的太阳能集热管管罩 |
| CN110779225A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-11 | 张俊霞 | 一种可移动式太阳能集热装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100507397C (zh) | 2009-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100507397C (zh) | 追踪阳光并可有效减少辐射散热的太阳能聚光瓦 | |
| EP2399085B1 (en) | Receiver for pv/t solar energy systems | |
| CN101526275A (zh) | 可调反射镜太阳能跟踪集热装置 | |
| CN102834677A (zh) | 相对排的线性集中器构造 | |
| AU2011214216B2 (en) | Solar collector having Fresnel mirrors | |
| WO2009105268A2 (en) | Reflector-solar receiver assembly and solar module | |
| CA2590165A1 (en) | Solar energy collection system | |
| CN201191090Y (zh) | 可调反射镜太阳能跟踪集热装置 | |
| CN102354222A (zh) | 一种双轴太阳能光伏阵列发电系统的无阴影跟踪方法 | |
| CN1844791A (zh) | 固定反射面的线聚焦太阳能装置 | |
| CN102116535B (zh) | 菲涅尔中高温太阳能集热装置 | |
| CN112378094A (zh) | 透射型太阳能聚光集热系统 | |
| CN2603919Y (zh) | 高效智能型太阳能热水器 | |
| CN106091425A (zh) | 结合阳光房的非对称槽式太阳能集热装置 | |
| CN102725593B (zh) | 太阳能盘集光器系统及相关方法 | |
| KR20090089188A (ko) | 태양광 반사형 집광기 | |
| JP4978848B2 (ja) | 集光型太陽光発電システム | |
| CN209013504U (zh) | 太阳能利用装置、太阳能发电或热利用系统以及构筑物 | |
| CN201945061U (zh) | 菲涅尔中高温太阳能集热装置 | |
| CN102072563B (zh) | 均匀聚焦式太阳能收集系统 | |
| KR101767870B1 (ko) | 태양 추적기능을 갖는 태양광 파라솔 | |
| CN204630099U (zh) | 低成本中温槽式太阳能集热器 | |
| EP3335246B1 (en) | Dual-use solar energy conversion system | |
| KR100879393B1 (ko) | 태양광 반사장치 | |
| CN214591306U (zh) | 一种太阳能光电幕墙 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090701 Termination date: 20120627 |