CN208238277U - 一种高效取暖用太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效取暖用太阳能热水器，包括方向调整装置、角度调整装置和热水装置；方向调整装置包括固定在地面上的立柱、固定在地面上的底座、放置在底座上的圆球、放置在圆球上的基座、垂直固定安装在基座上的伺服电机。角度调整装置包括与基座铰接的固定架、与基座铰接的转动底座、设在转动底座上的调整伺服电机、设在调整伺服电机输出轴上的调整丝杠和一端与基座铰接的连杆。本实用新型特别增加了调整装置，调整方便，能够改变水箱的朝向和倾斜角度，实现对太阳能的高效利用。

Description

一种高效取暖用太阳能热水器

技术领域

本实用新型涉及太阳能热水器领域，具体涉及一种高效取暖用太阳能热水器。

背景技术

太阳能，是指太阳的热辐射能（参见热能传播的三种方式:辐射），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，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。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。

对太阳能利用最为具体的表现就是太阳能热水器。太阳能热水器利用太阳能对水进行加热，使用方便，能耗低，是一种绿色环保的加热器。但是在使用的过程中发现，太阳的位置始终处于变化中，但太阳能热水器在安装完成后就无法再移动，无法实现对太阳能的有效利用。尤其是在阴天或者冬季，太阳能热水器还需要采用电加热作为辅助加热才能够满足使用。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种能量利用率更高的高效取暖用太阳能热水器。

本实用新型采用如下技术方案：

一种高效取暖用太阳能热水器，包括方向调整装置、角度调整装置和热水装置；

所述方向调整装置包括固定在地面上的立柱、固定在地面上的底座、放置在底座上的圆球、放置在圆球上的基座、垂直固定安装在基座上的伺服电机；

所述底座围绕立柱的轴线圆形阵列；

所述伺服电机的输出轴与立柱的自由端连接；

所述角度调整装置包括与基座铰接的固定架、与基座铰接的转动底座、设在转动底座上的调整伺服电机、设在调整伺服电机输出轴上的调整丝杠和一端与基座铰接的连杆；

所述调整丝杠与连杆螺纹连接；

所述热水装置包括设在固定架内部的水箱、均布在固定架上表面上的凸透镜。

作为进一步的解决方案：所述 连杆的数量为两根。

作为进一步的解决方案：所述固定架的上表面上固定有辅助支架；

所述辅助支架上均布有主凸透镜。

作为进一步的解决方案：所述凸透镜均布在辅助支架在固定架上表面上投影区域以外的部分。

作为进一步的解决方案：所述固定架的内侧面上设有反光镜A。

作为进一步的解决方案：所述固定架的底面上设有反光镜B。

作为进一步的解决方案：所述固定架的底面和侧面上均设有保温板。

作为进一步的解决方案：所述水箱上设有上循环水口和下循环水口。

本实用新型产生的积极效果如下：

本实用新型能够根据太阳的角度调整固定架的朝向与角度，实现对太阳能的最大化利用。一天中，太阳在天上的位置随时在变化，进行水平调整时，伺服电机转动，带动底座转动，实现水平位置的改变；进行垂直调整时，调整伺服电机转动，带动调整丝杠转动，调整丝杠位于连杆内的部分的长度改变，实现垂直位置的调整。通过上述两种调整方式，能够使凸透镜和主凸透镜始终位于阳光的照射下，实现对太阳能的最大化利用。

本实用新型对太阳能的利用率更高。传统的太阳能热水器对水箱加热时是单面加热。本实用新型对水箱加热时主凸透镜汇聚的阳光照射在水箱的正面，凸透镜汇聚的阳光经过反光镜A和反光镜B的反射后照射在水箱的背面。也就是说在加热过程中，水箱的正面和背面均受热，不但能够有效提高太阳能的利用率，还能够缩短加热时间，提高加热效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中：11立柱、12底座、13圆球、14基座、15伺服电机、21固定架、22转动底座、23调整伺服电机、24调整丝杠、25连杆、31水箱、32凸透镜、41辅助支架、42主凸透镜、5反光镜A、6反光镜B、7保温板、81上循环水口、82下循环水口。

具体实施方式

下面结合图1来对本实用新型进行进一步说明。

本实用新型采用如下技术方案：

一种高效取暖用太阳能热水器，包括方向调整装置、角度调整装置和热水装置；

所述方向调整装置包括固定在地面上的立柱11、固定在地面上的底座12、放置在底座12上的圆球13、放置在圆球13上的基座14、垂直固定安装在基座14上的伺服电机15；

所述底座12围绕立柱11的轴线圆形阵列；

所述伺服电机15的输出轴与立柱11的自由端连接；

所述角度调整装置包括与基座14铰接的固定架21、与基座14铰接的转动底座22、设在转动底座22上的调整伺服电机23、设在调整伺服电机23输出轴上的调整丝杠24和一端与基座14铰接的连杆25；

所述调整丝杠24与连杆25螺纹连接；

所述热水装置包括设在固定架21内部的水箱31、均布在固定架21上表面上的凸透镜32。

作为进一步的解决方案：所述连杆25的数量为两根。

作为进一步的解决方案：所述固定架21的上表面上固定有辅助支架41；

所述辅助支架41上均布有主凸透镜42。

作为进一步的解决方案：所述凸透镜32均布在辅助支架41在固定架21上表面上投影区域以外的部分。

作为进一步的解决方案：所述固定架21的内侧面上设有反光镜A5。

作为进一步的解决方案：所述固定架21的底面上设有反光镜B6。

作为进一步的解决方案：所述固定架21的底面和侧面上均设有保温板7。

作为进一步的解决方案：所述水箱31上设有上循环水口81和下循环水口82。

下面结合实际的工作过程来对本实用新型进行进一步说明。

本实用新型安装在屋顶上。安装时，首先将立柱11固定在屋顶上，然后以立柱11为中心，将底座12均匀的固定到屋顶上。接着将圆球13放到底座12上的半圆槽内，此时圆球13的一半位于底座12内，另一半露在外面。然后将基座14放置在圆球13上，将伺服电机15垂直安装在基座14上，将伺服电机15的输出轴与立柱11连接，然后将其余各部分顺序安装在基座14上，就完成了全部的安装工作。

使用之前，通过上循环水口81将凉水注入到水箱31内。太阳升起来后，照射到凸透镜32和主凸透镜42上，二者将阳光汇集后，照射到水箱31上。其中，主凸透镜42汇集的阳光照射在水箱31的上表面上，凸透镜32汇集的阳光照射到反光镜A5和反光镜B6上，经过反射后照射到水箱31的下表面上。二者共同作用，将水箱31中的水加热。热水通过下循环水口82流出，同时上循环水口81内注入凉水，保持水箱31内始终有水。

太阳位置随着时间改变，水箱31的位置和倾斜角度也随之改变。具体的改变过程为：

伺服电机15的输出轴与立柱11连接，当伺服电机15转动时，其输出轴相对于立柱11不动，伺服电机15的机身转动，机身与基座14连接，基座14也就随之开始转动，实现水平方向上的转动。

基座14转动时，底座12内的圆球13也随之转动，其目的是降低基座14转动时的阻力。这种结构简单耐用，可以向任意方向转动，和轴承相比，造价更低，也更耐用，能够降低制造成本。

进行竖直方向上的调整时，调整伺服电机23转动，带动调整丝杠24转动。调整丝杠24与连杆25螺纹连接，转动时，调整丝杠24位于连杆25内部分的长度增加或减少，固定架21转动，与基座14的夹角随之改变，实现竖直方向上的调整。

通过上述两种调整方式的结合，能够使阳光尽可能的垂直照射在凸透镜32和主凸透镜42上，因为只有当阳光垂直照射在凸透镜32和主凸透镜42上时，二者才能够尽可能的将阳光汇集到一个点上，实现对阳光的最大化利用。

主凸透镜42的下方没有凸透镜32，是因为位于主凸透镜42下方的凸透镜32会将主凸透镜42汇聚的阳光打散，影响其工作效率。

水箱31位于固定架21的内部，在固定架21的四个侧面和底面上增设保温板7，能够降低水箱31与外界大气的热量交换。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种高效取暖用太阳能热水器，其特征在于：包括方向调整装置、角度调整装置和热水装置；

所述方向调整装置包括固定在地面上的立柱（11）、固定在地面上的底座（12）、放置在底座（12）上的圆球（13）、放置在圆球（13）上的基座（14）、垂直固定安装在基座（14）上的伺服电机（15）；

所述底座（12）围绕立柱（11）的轴线圆形阵列；

所述伺服电机（15）的输出轴与立柱（11）的自由端连接；

所述角度调整装置包括与基座（14）铰接的固定架（21）、与基座（14）铰接的转动底座（22）、设在转动底座（22）上的调整伺服电机（23）、设在调整伺服电机（23）输出轴上的调整丝杠（24）和一端与基座（14）铰接的连杆（25）；

所述调整丝杠（24）与连杆（25）螺纹连接；

所述热水装置包括设在固定架（21）内部的水箱（31）、均布在固定架（21）上表面上的凸透镜（32）。

2.根据权利要求1所述的一种高效取暖用太阳能热水器，其特征在于：所述 连杆（25）的数量为两根。

3.根据权利要求1所述的一种高效取暖用太阳能热水器，其特征在于：所述固定架（21）的上表面上固定有辅助支架（41）；

所述辅助支架（41）上均布有主凸透镜（42）。

4.根据权利要求3所述的一种高效取暖用太阳能热水器，其特征在于：所述凸透镜（32）均布在辅助支架（41）在固定架（21）上表面上投影区域以外的部分。

5.根据权利要求4所述的一种高效取暖用太阳能热水器，其特征在于：所述固定架（21）的内侧面上设有反光镜A（5）。

6.根据权利要求5所述的一种高效取暖用太阳能热水器，其特征在于：所述固定架（21）的底面上设有反光镜B（6）。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种高效取暖用太阳能热水器，其特征在于：所述固定架（21）的底面和侧面上均设有保温板（7）。

8.根据权利要求1所述的一种高效取暖用太阳能热水器，其特征在于：所述水箱（31）上设有上循环水口（81）和下循环水口（82）。