CN207019162U - 一种基于光纤传输太阳能的室内辐射采暖装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于光纤传输太阳能的室内辐射采暖装置，包括室外聚光装置和室内辐射散热装置，室外聚光装置包括室外固定支架，室外固定支架的一端安装有透射式点聚光菲涅尔透镜，透射式点聚光菲涅尔透镜的后部设有双凹形曲面透镜，双凹形曲面透镜的后部设有光导纤维，光导纤维位于双凹形曲面透镜的光轴上，光导纤维与室内辐射散热装置连接；所述室内辐射散热装置包括保温层、蓄热层和辐射散热铝板，本装置在透射式点聚光菲涅尔透镜和红外光纤接受太阳光的前端的抛光平面之间增加一个双凹形曲面透镜，有效调整光路后保证汇聚太阳光线仍然能够以全反射方式在光导纤维中传输，有效提高太阳能利用率，较适合在写字楼等公共建筑中推广。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能利用技术领域，具体的是一种基于光纤传输太阳能的室内辐射采暖装置。
背景技术
能源是人类赖以生存的重要资源，进入21世纪后，全球经济快速发展和人口不断增长，使得能源消耗量急剧增加，能源稀缺，资源日益枯竭，近年来，各国都致力于寻找新型可再生能源以缓解资源稀缺问题，太阳能就是开发和利用新能源与可再生资源的重要产物。我国是太阳能资源十分丰富的国家之一，2/3的地区年辐射总量大于5020MJ/㎡，年日照时数在2200小时以上，太阳能可利用面积达96%以上。
地暖辐射采暖系统将温度不高于 60 摄氏度的热水或发热电缆，暗埋在地热地板下的盘管系统内加热整个地面，通过地面均匀地向室内辐射散热。由于其与传统采暖方式相比，采用铝板辐射采暖，使得室内温度均匀，空气对流减弱，水分散失减少，使室内的温湿度符合人体的舒适性需求。
光纤具有柔性安装、长距离传输等优点，但目前太阳能光纤利用也只是在照明与通信技术中。本发明利用菲涅尔透镜高效聚光、光纤高效传输至室内通过铝板辐射采暖，从而为太阳能的推广应用开辟了一条新道路。
发明内容
为了解决目前夏热冬冷地区冬天空调能耗大以及以对流传热为主的传统供热方式不够舒适、卫生等问题，本发明提出了一种基于光纤传输太阳能的室内辐射采暖系统，利用菲涅尔透镜高效聚光、光纤高效传输、辐射板辐射散热，结合蓄热材料达到了节能减排的效果。
本发明的技术方案为：
一种基于光纤传输太阳能的室内辐射采暖装置，包括室外聚光装置和室内辐射散热装置，所述室外聚光装置包括室外固定支架，室外固定支架的一端安装有透射式点聚光菲涅尔透镜，透射式点聚光菲涅尔透镜的后部的焦点位置设有双凹形曲面透镜，双凹形曲面透镜的后部设有PVC套管，PVC套管中装有光导纤维，光导纤维位于双凹形曲面透镜的光轴上，装有光导纤维的PVC套管穿过墙体与室内辐射散热装置连接；所述室内辐射散热装置包括保温层、蓄热层和辐射散热铝板，保温层面向于墙体，保温层的后侧设有蓄热层，蓄热层的后侧设有辐射散热铝板。
进一步所述光导纤维的入射端面为经过抛光处理的平面。
进一步所述室内辐射散热装置紧贴墙体设置，所述光导纤维插入在保温层与蓄热层中。
进一步所述光导纤维是石英光纤。
进一步所述PVC套管外部包裹有玻璃棉。
更进一步所述保温层采用聚苯乙烯泡沫板，厚度为1cm；所述蓄热层为掺混有石蜡胶囊的碳化硅烧结制成，蓄热层厚为 5cm。
本发明的有益效果
（1）结构简单，节能环保。本发明的结构简单，不需要水泵、电磁阀等装置，热量来源均来自太阳能，无毒无害，清洁环保，无需外界能源驱动。
（2）光纤柔性传输，适用范围广。光导纤维能柔性安装、长距离传输太阳光，可以降低损耗，适用范围广。
（3）相变蓄热，效果显著。采用的石蜡胶囊为低温相变材料，相变潜热值达203KJ/Kg, 可续存较多的热量，解决了夜间房间温度骤降，人体不舒适的问题。
（4）铝板辐射散热，清洁卫生。利用铝板与空气进行辐射散热和对流换热为室内供暖，不通过水等媒质，卫生条件较好。
附图说明
下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的说明：
图1是本发明光纤传输太阳能的室内采暖系统的结构示意图；
图2是室内散热装置结构示意图；
图3是室内散热装置侧视图。
附图标记：
1-透射式点聚光菲涅尔透镜；2-双凹形曲面透镜；3-室外固定支架；4-光导纤维；5-PVC套管；6-墙体；7-保温层；8-蓄热层；9-辐射散热铝板；10-石蜡胶囊。
具体实施方式
本实用新型通过室外聚光单元的高效聚光和室内散热装置辐射供暖，为人们提供舒适的室内环境，满足人类的舒适性需求。
实施例1
如图1至图3所示，所述一种基于光纤传输太阳能的室内辐射采暖装置，包括室外聚光装置和室内辐射散热装置，所述室外聚光装置包括室外固定支架3，采用普通的钢材制作，室外固定支架3的一端安装有透射式点聚光菲涅尔透镜1，可以提高聚光效率；透射式点聚光菲涅尔透镜1的后部的焦点位置设有双凹形曲面透镜2，双凹形曲面透镜2的后部设有PVC套管5，PVC套管5中装有光导纤维4，所述光导纤维的入射端面为经过抛光处理的平面，所述光导纤维是石英光纤，它具有热效果的主要是波长在0.76~4.0μm左右的红外线，其中2.4μm左右的热效应较强，石英光纤传输的光谱范围较广，且光纤能柔性安装、长距离传输太阳光，可以降低损耗。所述PVC套管外部包裹有玻璃棉，进行保温，防止热量散失。可以提高聚光比，增加太阳能的光流量；光导纤维4位于双凹形曲面透镜2的光轴上，当太阳光束在双凹形曲面透镜2中发生两次折射减小光斑大小，使尽量多的太阳光束可以进入光导纤维4中。装有光导纤维2的PVC套管5穿过墙体6与室内辐射散热装置连接；所述室内辐射散热装置包括保温层7、蓄热层7和辐射散热铝板9，保温层7面向于墙体6，保温层7的后侧设有蓄热层8，蓄热层8的后侧设有辐射散热铝板9，所述室内辐射散热装置紧贴墙体6设置，光导纤维4插入在保温层7与蓄热层8中，所述保温层7采用聚苯乙烯泡沫板，厚度为1cm；所述蓄热层8为掺混有石蜡胶囊10的碳化硅烧结制成，蓄热层厚为 5cm，石蜡胶囊10通过相变蓄热储存的热量可供夜间使用。光导纤维4穿过墙体6，传输的热量经保温和蓄热，通过辐射铝板9的辐射散热以及与室内空气间的对流换热，使室内温度达到所需要求。
上述实施例仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本实用新型权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于光纤传输太阳能的室内辐射采暖装置，包括室外聚光装置和室内辐射散热装置，其特征在于，所述室外聚光装置包括室外固定支架，室外固定支架的一端安装有透射式点聚光菲涅尔透镜，透射式点聚光菲涅尔透镜的后部的焦点位置设有双凹形曲面透镜，双凹形曲面透镜的后部设有PVC套管，PVC套管中装有光导纤维，所述光导纤维是石英光纤，光导纤维位于双凹形曲面透镜的光轴上，装有光导纤维的PVC套管穿过墙体与室内辐射散热装置连接；所述室内辐射散热装置包括保温层、蓄热层和辐射散热铝板，保温层面向于墙体，保温层的后侧设有蓄热层，蓄热层的后侧设有辐射散热铝板。
2.根据权利要求1所述的基于光纤传输太阳能的室内辐射采暖装置，其特征在于，所述光导纤维的入射端面为经过抛光处理的平面。
3.根据权利要求1所述的基于光纤传输太阳能的室内辐射采暖装置，其特征在于，所述室内辐射散热装置紧贴墙体设置，所述光导纤维插入在保温层与蓄热层中。
4.根据权利要求1所述的基于光纤传输太阳能的室内辐射采暖装置，其特征在于，所述PVC套管外部包裹有玻璃棉。
5.根据权利要求1所述的基于光纤传输太阳能的室内辐射采暖装置，其特征在于，所述保温层采用聚苯乙烯泡沫板，厚度为1cm；所述蓄热层为掺混有石蜡胶囊的碳化硅烧结制成，蓄热层厚为 5cm。
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