CN213873256U - 太阳能集热器及太阳能集热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种太阳能集热器及太阳能集热系统，包括集热体、聚光镜以及驱动装置，所述驱动装置用于带动所述聚光镜转动，其特征在于，所述聚光镜为点聚焦式聚光镜，且太阳光经过所述聚光镜聚焦产生的光斑均位于所述集热体上，所述驱动装置用于带动所述聚光镜围绕所述集热体转动，当所述聚光镜转动时，所述集热体固定不动且太阳光经过所述聚光镜聚焦产生的光斑一直处于所述集热体上。

Description

太阳能集热器及太阳能集热系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能集热技术领域，尤其涉及一种太阳能集热器及太阳能集热系统。

背景技术

太阳能集热器利用聚焦原理，就是利用光线的反射和折射原理，采用反射器或折射器把吸收的阳光反射或折射回去，使其集中照射在受热结构较小的面积上，受热面积缩小，自然辐射强度增大。单位面积的辐射强度增大，就可使集热器获得更高的温度，以达到中高温应用。聚光装置可使阳光聚焦获得高温，焦点可以是点状或线状，用于太阳能电站、房屋的采暖和空调、太阳炉等。

目前的太阳能集热器的受热结构需跟着聚光镜一起转动，以保证受热结构时刻与聚焦点、线重合；在受热介质为流体时(或需要流体介质参与作业时)，系统中旋转过渡部分需使用软管或旋转密封结构；而由于集热器旋转角度方位较大，管道密封、隔温、可靠性等存在一定的风险，容易导致系统故障和增加维修成本。因此需要一种能够减少系统故障的太阳能集热器。

实用新型内容

本实用新型提供了太阳能集热器及太阳能集热系统，旨在解决背景技术中提及的技术问题。

本实用新型首先提供了一种太阳能集热器，包括集热体、聚光镜以及驱动装置，所述驱动装置用于带动所述聚光镜转动，所述聚光镜为点聚焦式聚光镜，且太阳光经过所述聚光镜聚焦产生的光斑均位于所述集热体上，所述驱动装置用于带动所述聚光镜围绕所述集热体转动，当所述聚光镜转动时，所述集热体固定不动且太阳光经过所述聚光镜聚焦产生的光斑一直处于所述集热体上。

进一步的，所述驱动装置包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构用于带动所述聚光镜绕水平方向的轴转动，所述第二驱动机构用于带动所述聚光镜绕垂直方向的轴转动，且所述第一驱动机构分别与所述聚光镜和所述第二驱动机构相对固定，所述第二驱动机构通过带动所述第一驱动机构以使所述聚光镜绕垂直方向的轴转动。

进一步的，所述第一驱动机构包括第一支撑体、第二支撑体、连接所述第一支撑体和第二支撑体的连接臂以及驱动所述连接臂的第一驱动器，所述第一驱动器用于带动所述连接臂及所述聚光镜围绕穿过所述集热体的水平方向的轴转动。

进一步的，所述第一驱动机构包括第一连接臂和第二连接臂，所述第一连接臂和所述第二连接臂分别设于所述集热体水平方向的两侧。

进一步的，还包括配重块，所述配重块用于连接所述第一连接臂和所述第二连接臂。

进一步的，所述第二驱动机构包括固定架以及连接所述固定架的第二驱动器，所述第二驱动器用于带动所述固定架围绕穿过所述集热体的垂直方向的轴转动，所述固定架包括第一臂和第二臂，所述第一臂与所述第一连接臂相对固定，所述第二臂与所述第二连接臂相对固定。

进一步的，所述驱动装置包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构用于带动所述聚光镜绕水平方向的轴转动，所述第二驱动机构用于带动所述聚光镜绕垂直方向的轴转动，且所述第二驱动机构分别与所述聚光镜和所述第一驱动机构相对固定，所述第一驱动机构通过带动所述第二驱动机构以使所述聚光镜绕水平方向的轴转动。

进一步的，所述集热体设于所述聚光镜背向太阳光的一侧。

进一步的，所述聚光镜为平面化结构。

本实用新型还提供了一种太阳能集热系统，包括热交换装置，还包括上述的太阳能集热器，所述太阳能集热器中的集热体与所述热交换装置连接，通过所述热交换装置输出所述集热体吸收的能量。

本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型通过设置聚光镜以空间固定点为旋转中心转动，以使得集热体空间位置固定不变，不受聚光镜位置变化影响，并且太阳光经过所述聚光镜聚焦产生的光斑一直处于所述集热体上；当所述集热体内的受热介质为流体时(或需要流体介质参与作业时)，所述集热体无需随聚光镜移动，避免了现有技术需要设置旋转过渡部分需使用软管或旋转密封结构的情形，进而提高密封性能、可靠性、使用寿命及稳定性，也达到了维护简单的效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后面的细节描述仅仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

图1是本实用新型提供的一实施例的太阳能集热器的一角度的结构示意图。

图2是图1实施例的另一角度的结构示意图。

图3是本实用新型提供的一实施例的太阳能集热系统的整体示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

请参阅图1-2，本实用新型提供了一种太阳能集热器100，包括集热体10、聚光镜20以及驱动装置30，所述驱动装置30用于带动所述聚光镜20转动，所述聚光镜20为点聚焦式聚光镜20，所述集热体10用于吸收太阳光能。

本实施例中，太阳光经过所述聚光镜20聚焦产生的光斑均位于所述集热体10上，所述驱动装置30用于带动所述聚光镜20围绕所述集热体10转动，当所述聚光镜20转动时，所述集热体10固定不动且太阳光经过所述聚光镜20聚焦产生的光斑一直处于所述集热体10上。

本实用新型通过设置聚光镜20以空间固定点为旋转中心转动，以使得集热体10空间位置固定不变，不受聚光镜20位置变化影响，并且满足所述集热体10固定不动且太阳光经过所述聚光镜20聚焦产生的光斑一直处于所述集热体10上；当所述集热体10内的受热介质为流体时(或需要流体介质参与作业时)，所述集热体10无需随聚光镜20移动，避免了现有技术需要设置旋转过渡部分需使用软管或旋转密封结构的情形，进而提高密封性能、可靠性、使用寿命及稳定性，也达到了维护简单的效果。

应当提及的是，本申请中提及的“点聚焦式聚光镜”并非是限定聚光效果一定是极小的点，而实际上应该是点或者可以视为点的“面”；此处的点聚焦式聚光镜是相对于光学领域中的线聚焦式聚光镜而言的。

优选的，所述集热体10设于所述聚光镜20背向太阳光的一侧，以使太阳、所述聚光镜20及所述集热体10依次分布，太阳光通过所述聚光镜20聚焦后照射到所述集热体10上。

优选的，所述聚光镜20为，所述聚光镜为平面化结构。由于菲平面化的聚光镜本体较薄，当所述太阳能集热器处于大风气候时，可调节聚光镜20至适当位置，减小聚光镜20有效迎风面积，以增强避风、抗风能力；而且平面结构对应的安装框架较为简单，生产、施工、后期维护成本相对较低，且实现镜面自动清洗较为简单，实现成本低。

具体的，所述聚光镜20可以采用菲涅尔透镜。

优选的，所述集热体10为球形体结构；通过设置球形结构的集热体10以使得无论所述聚光镜20旋转到任一位置时，所述集热体10的受热面积不变，以使得设于所述集热体10内的受热介质均匀受热。

具体的，所述驱动装置30包括第一驱动机构31和第二驱动机构32，所述第一驱动机构31用于带动所述聚光镜20绕水平方向的轴转动，所述第二驱动机构32用于带动所述聚光镜20绕垂直方向的轴转动。

在一种实施例中，所述第一驱动机构31分别与所述聚光镜20和所述第二驱动机构32相对固定，所述第二驱动机构32通过带动所述第一驱动机构以使所述聚光镜20绕垂直方向的轴转动。

本实施例中，所述第一驱动机构31包括第一支撑体311、第二支撑体312、连接所述第一支撑体311和第二支撑体312的连接臂以及驱动所述连接臂的第一驱动器313，所述第一驱动器313用于带动所述连接臂及所述聚光镜20围绕穿过所述集热体10的水平方向的轴转动。

具体的，所述支撑体包括依次连接的第一杆、第二杆、第三杆和第四杆，所述聚光镜上设有安装架，其中所述第一杆穿设于所述安装架，且所述第二杆和所述第三杆分别与所述第一杆的两端固定连接，所述第四杆的两端也分别与所述第二杆和所述第三杆连接，并且所述连接臂与所述第四杆连接。

优选的，所述第一驱动机构31包括第一连接臂314和第二连接臂315，所述第一连接臂314和所述第二连接臂315分别设于所述集热体10水平方向的两侧。

优选的，所述太阳能集热器100还包括配重块101，所述配重块101用于连接所述第一连接臂314和所述第二连接臂315，通过设置配重块101以改变所述聚光镜20及所述第一支撑体311和所述第二支撑体312的重心位置，进而降低所述第一驱动器313的扭矩以提高使用寿命。

本实施例中，所述第二驱动机构32包括固定架321以及连接所述固定架321的第二驱动器322，所述第二驱动器用于带动所述固定架321围绕穿过所述集热体10的垂直方向的轴转动，所述固定架321包括第一臂3211和第二臂3212，所述第一臂3211与所述第一连接臂314相对固定，所述第二臂3212与所述第二连接臂315相对固定。

在另一种实施例中，所述第二驱动机构32分别与所述聚光镜20和所述第一驱动机构31相对固定，所述第一驱动机构31通过带动所述第二驱动机构32以使所述聚光镜20绕水平方向的轴转动。

请参阅图3，本实用新型还提供了一种太阳能集热系统1000，包括热交换装置200，还包括上述的太阳能集热器100，所述太阳能集热器100中的集热体10与所述热交换装置200连接，通过所述热交换装置200输出所述集热体10吸收的能量.

具体的，所述集热体10内设有第一腔体、第二腔体以及在所述第一腔体和所述第二腔体内流动的受热介质，所述第一腔体和所述第二腔体通过管道结构与所述热交换装置连接，所述第一腔体内的所述受热介质受热后通过第二腔体及管道结构流经热交换装置输出能量，再经由所述热交换装置通过管道结构流进所述第一腔体。

本申请的说明书和权利要求书中，词语“包括/包含”和词语“具有/包括”及其变形，用于指定所陈述的特征、数值、步骤或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数值、步骤、部件或它们的组合。

本实用新型的一些特征，为阐述清晰，分别在不同的实施例中描述，然而，这些特征也可以结合于单一实施例中描述。相反，本实用新型的一些特征，为简要起见，仅在单一实施例中描述，然而，这些特征也可以单独或以任何合适的组合于不同的实施例中描述。

以上对本实用新型的太阳能集热器的各个具体实施方式进行了具体描述。最后，应当说明的是，以上各具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制。尽管参照上述具体实施方式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，依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或对部分技术特征进行等同替换，而在不脱离本实用新型的技术方案的精神下，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种太阳能集热器，包括集热体、聚光镜以及驱动装置，所述驱动装置用于带动所述聚光镜转动，其特征在于，所述聚光镜为点聚焦式聚光镜，且太阳光经过所述聚光镜聚焦产生的光斑均位于所述集热体上，所述驱动装置用于带动所述聚光镜围绕所述集热体转动，当所述聚光镜转动时，所述集热体固定不动且太阳光经过所述聚光镜聚焦产生的光斑一直处于所述集热体上。

2.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于，所述驱动装置包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构用于带动所述聚光镜绕水平方向的轴转动，所述第二驱动机构用于带动所述聚光镜绕垂直方向的轴转动，且所述第一驱动机构分别与所述聚光镜和所述第二驱动机构相对固定，所述第二驱动机构通过带动所述第一驱动机构以使所述聚光镜绕垂直方向的轴转动。

3.根据权利要求2所述的太阳能集热器，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一支撑体、第二支撑体、连接所述第一支撑体和第二支撑体的连接臂以及驱动所述连接臂的第一驱动器，所述第一驱动器用于带动所述连接臂及所述聚光镜围绕穿过所述集热体的水平方向的轴转动。

4.根据权利要求3所述的太阳能集热器，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一连接臂和第二连接臂，所述第一连接臂和所述第二连接臂分别设于所述集热体水平方向的两侧。

5.根据权利要求4所述的太阳能集热器，其特征在于，还包括配重块，所述配重块用于连接所述第一连接臂和所述第二连接臂。

6.根据权利要求4所述的太阳能集热器，其特征在于，所述第二驱动机构包括固定架以及连接所述固定架的第二驱动器，所述第二驱动器用于带动所述固定架围绕穿过所述集热体的垂直方向的轴转动，所述固定架包括第一臂和第二臂，所述第一臂与所述第一连接臂相对固定，所述第二臂与所述第二连接臂相对固定。

7.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于，所述驱动装置包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构用于带动所述聚光镜绕水平方向的轴转动，所述第二驱动机构用于带动所述聚光镜绕垂直方向的轴转动，且所述第二驱动机构分别与所述聚光镜和所述第一驱动机构相对固定，所述第一驱动机构通过带动所述第二驱动机构以使所述聚光镜绕水平方向的轴转动。

8.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于，所述集热体设于所述聚光镜背向太阳光的一侧。

9.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于，所述聚光镜为平面化结构。

10.一种太阳能集热系统，包括热交换装置，其特征在于，还包括如权利要求1-9中任一项所述的太阳能集热器，所述太阳能集热器中的集热体与所述热交换装置连接，通过所述热交换装置输出所述集热体吸收的能量。