CN201583022U - 自动跟踪自动聚焦太阳能热水器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能热水器，即自动跟踪自动聚焦太阳能热水器。它包括斜置排部的集热管，分别与集热管上、下部相通的进、出水管路和保温水箱。在集热管前仰面固定连接有透镜架，透镜架上有纵横排布的菲涅尔透镜或凸透镜，透镜架由带底座的转动立轴支撑，透镜架可随太阳左右仰俯移动。每个透镜聚焦点对准集热管，使得在集热管长度方向上针对透镜排列的数量就有多个聚焦点照射在集热管上，提高照射热量了，从而提高了水温，满足使用热水需求。

Description

自动跟踪自动聚焦太阳能热水器
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能热水器，即自动跟踪自动聚焦太阳能热水器。
背景技术
在现有技术中，常用太阳能热水器是由真空集热管、保温水箱和支架组成。利用真空管集热，最大限度的实现光热转换，利用热水轻，冷水重的物理现象，经微循环把热水传送到保温水箱里，通过专用管路至用户。其缺点是光热转换有限，影响使用热水。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述不足而提供一种提高水温的自动跟踪自动聚焦太阳能热水器。
本实用新型的技术解决方案是：自动跟踪自动聚焦太阳能热水器包括斜置排部的集热管，分别与集热管上、下部相通的进、出水管路和保温水箱。在集热管前仰面固定连接有透镜架，透镜架上有纵横排布的菲涅尔透镜或凸透镜，透镜架由带底座的转动立轴支撑，透镜架可随太阳左右仰俯移动。每个透镜聚焦点对准集热管，使得在集热管长度方向上针对透镜排列的数量就有多个聚焦点照射在集热管上，提高照射热量了，从而提高了水温。本装置是以菲涅尔透镜或凸透镜聚焦阳光的特点，大面积(如4m×4m)、多镜头(如直径40cm×40cm若干排布)将焦点投射在集热管或太阳电池上，自动跟踪太阳，自动聚焦集热或发电。本装置可用于供热水、取暖、发电。
本实用新型的优点是：1、大面积集聚阳光，当天有太阳的时候(早8:00-10:00)自动跟踪聚焦阳光一直到阳光光线不足停止跟踪，然后返回设定位置，迎接第二天的太阳，它比普通的太阳能热水器的采光面积大，而它所用的集热管却比一个普通太阳能热水器的集热管还少，获得的热量极大，所以它是采光大面积自动聚焦阳光热损失极少的太阳能或发电装置。2、利用菲涅尔透镜或凸透镜聚光的原理，通过透镜聚焦点照射集热管，实现光热高温转换，最终实现提高热水器水温，满足使用热水需求。
下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。
附图说明
图1是本实用新型结构简图。
图2是图1后视结构简图。
图3是转向控制电路原理图。
具体实施方式
参见图1，自动跟踪自动聚焦太阳能热水器包括带底座1的转动立轴2，立轴2支撑透镜架3，立轴2由电机带动(图略)，实现转动。透镜架3上有纵横排布的多个菲涅尔透镜4(或凸透镜，纵横排布，图中省略只画了三个)。透镜架3随立轴2、横轴6转动，实现随太阳左右、仰俯移动，跟随太阳移动，保证太阳直接照射菲涅尔透镜4。透镜架3与横轴6转接，横轴6与立轴2固定连接，横轴6由另一电机带动(图略)，实现转动，最终实现透镜架3仰俯转动。
参见图1、2，透镜架3后部有多根斜置排部的集热管5，菲涅尔透镜4的聚焦点照射在集热管5上，菲涅尔透镜4沿集热管5长度方向排布，使得透镜聚焦点沿集热管长度方向照射，保证集热管5高温受热。集热管5与透镜架3固定连接并随其转动。集热管5采用常规结构，集热管5上、下部连接有进、出水管路，进、出水管路与置放于房屋内的保温水箱连接(图略)。在透镜后面与集热管5之间，左右和上下间隔设置四个光敏电阻7、8、9、10，实现对太阳的全面跟踪。当太阳正对透镜时，透镜形成的光柱照射到四个电阻，透镜架3不转动，透镜聚焦点照到集热管，当早上刚出太阳时，透镜光柱先照到左边电阻7(西)，透镜架3向右转(东)，反之亦然。同理，透镜光柱先照到上边电阻9(北)，透镜架3向下转(南)，反之亦然。
参见图3，该控制电路实现当太阳出来的时候，通过照射第一个光敏电阻R1，实现透镜架3转向太阳；当太阳同时照射到光敏电阻R1、R2时，此时阳光正射，电机不转动，立轴2的电机控制电路包括置于透镜后部(通常放在中间两个透镜之间)的左右间隔的两个光敏电阻R1、R2，光敏电阻R1、R2与频段译码集成电路IC1(型号LA7910)连接，起到开关作用。IC1连接有时基电路IC2(型号NE555)，是具有延时功能的延时电路。IC1连接有控制电机正反转动电路，由三级管V1、V2、V3、V4构成。IC1连接有干簧管G限位电路。
本装置开始位置设在阳光强度足够大时，大约在上午9:00左右。当上午8:00光线照射在电阻R1时，R1导通，IC1的2脚得电，5脚输出驱动电流，使三级管V2-V3导通，电机带动减速机使立轴2向东转动(靠向太阳)。当聚焦光线同时照射在R1、R2时，IC1无输出，立轴2无转动，使整个透镜矩阵正面都最大量程度接收阳光。当太阳继续向西运动，R1失去光照，R2还被聚焦光线照射而导通IC1，IC1的1脚得电，6脚输出驱动电流使V1-V4导通，电机带动减速机使立轴2向西转动，当透镜矩阵正对太阳时，R2、R1同时导通，IC1又无输出，周而复始，让透镜矩阵始终对着太阳，当太阳落山时或被乌云遮住时，IC1的8脚输出信号到时基延迟电路IC2，延时60分钟后驱动V2-V3导通，电机带动立轴2向东转动回到设定开始位置(通过干簧管G限位)，等待第二天的太阳。当阴雨时本装置不动作。当被乌云遮住阳光不超过60分钟，本装置还会自动跟跟踪太阳，实现按本装置摆放位置左右跟踪太阳(或称东西方向跟踪太阳)。同理，设置另一套相同电路，实现本装置仰俯跟踪太阳(或称南北方向跟踪太阳)。

Claims (2)

1.一种自动跟踪自动聚焦太阳能热水器，包括多根斜置排部的集热管(5)，分别与集热管(5)上、下部相通的进、出水管路和保温水箱，其特征在于在集热管(5)前仰面固定连接有可随太阳左右仰俯移动的透镜架(3)，透镜架(3)上有纵横排布的菲涅尔透镜(4)或凸透镜，透镜架(3)由带底座(1)的转动立轴(2)支撑。
2.按照权利要求1所述的自动跟踪自动聚焦太阳能热水器，其特征在于透镜架(3)与横轴(6)转接，横轴(6)与立轴(2)固定连接。
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