面反射自动追踪与时间同步旋转的太阳能聚热供暖装置论文和设计-王永庆

全文摘要

本实用新型公开了一种面反射自动追踪与时间同步旋转的太阳能聚热供暖装置，包括底座，所述底座上设有太阳能反射板，所述太阳能反射板为弧形板，所述弧形板的中心点处连接有套管，所述套管内设有太阳能真空管；所述套管上设有齿轮，所述齿轮与齿条相啮合合，所述齿条设置在齿条支架上，所述齿条通过螺母与直流步进电机的转动轴相连接；本实用新型的优点在于：本实用新型通过水银玻璃进行光的直射和反射到真空管加热介质后存储热量用于取暖并且最大限度的吸收存数热量；利用水银镜面与太阳光反射到太阳能真空热管且与太阳日照时间同步旋转的方式对介质进行加热，造价成本低，使用效果好，使用者可以接受的装置。

主设计要求

1.面反射自动追踪与时间同步旋转的太阳能聚热供暖装置，其特征在于：包括底座，所述底座上设有太阳能反射板，所述太阳能反射板为弧形板，所述弧形板的中心点处连接有套管，所述套管内设有太阳能真空管；所述套管上设有齿轮，所述齿轮与齿条相啮合，所述齿条设置在齿条支架上，所述齿条通过螺母与直流步进电机的转动轴相连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的面反射自动追踪与时间同步旋转的太阳能聚热供暖装置，其特征在于：所述太阳能反射板的内表面设有水银镜片，用于将太阳光集中反射到套管内的太阳能真空管上。

3.根据权利要求1所述的面反射自动追踪与时间同步旋转的太阳能聚热供暖装置，其特征在于：所述直流步进电机通过螺栓固定在电机支架上。

4.根据权利要求1所述的面反射自动追踪与时间同步旋转的太阳能聚热供暖装置，其特征在于：所述直流步进电机设有控制器用于控制进退量。

5.根据权利要求4所述的面反射自动追踪与时间同步旋转的太阳能聚热供暖装置，其特征在于：所述控制器为单片机或PLC控制器。

6.根据权利要求1所述的面反射自动追踪与时间同步旋转的太阳能聚热供暖装置，其特征在于：所述太阳能真空管内装有导热介质。

7.根据权利要求6所述的面反射自动追踪与时间同步旋转的太阳能聚热供暖装置，其特征在于：所述导热介质为水或导热油。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的面反射自动追踪与时间同步旋转的太阳能聚热供暖装置，其特征在于：所述太阳能真空管与室内供暖系统管道相连通。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能聚热供暖装置，具体地说是一种面反射自动追踪与时间同步旋转的太阳能聚热供暖装置，属于太阳能聚热供暖装置领域。

背景技术

太阳能:狭义的是指太阳的热辐射能，常指太阳光线。现代一般为发电和热水器提供能源。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，是一种新兴的可再生能源。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1,369w\/㎡。地球赤道周长为40,076千米，从而可计算出，地球获得的能量可达173,000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw\/m^{2<\/sup>，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw\/㎡，相当于有102,000TW的能量。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤，每秒照射到地球的能量则为1.465×10^{^14<\/sup>焦。当前不可再生资源掠夺式开发利用，对环境产生极大的破坏，而太阳能这样的可再生资源并没有得到有效的开发和利用，人们对太阳能的认识仅停留在光伏发电以及太阳能热水洗澡层面。传统的太阳能供暖系统是用太阳能集热器（太阳能真空管）收集太阳辐射并转化成热能，以液体作为传热介质，以水或油作为储热介质，热量经由散热部件送至室内进行供暖，太阳能采暖一般由太阳能集热器、储热水箱、连接管路、辅助热源、散热部件及控制系统组成。}}

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型设计了一种面反射自动追踪与时间同步旋转的太阳能聚热供暖装置，利用水银镜面与太阳光反射到太阳能真空集热管且与太阳日照时间同步旋转的方式对介质进行加热，造价成本低，使用效果好，提温快，使用者可以接受的装置。

本实用新型的技术方案为：

面反射自动追踪与时间同步旋转的太阳能聚热供暖装置，包括设备底座，所述底座上设有太阳能反射板，所述太阳能反射板为弧形板，所述弧形板的中心点处连接有套管，所述套管内设有太阳能真空管；所述套管上设有齿轮，所述齿轮与齿条相啮合，所述齿条设置在齿条支架上，所述齿条通过螺母与直流步进电机的转动轴相连接。

进一步的，所述太阳能反射板的内表面设有水银镜片，用于将太阳光集中反射到套管的太阳能真空管上。利用水银镜面进行反射到真空管后最大限度的吸收热量存储后用于取暖。光直射到真空管后加热介质取暖。

进一步的，所述直流步进电机通过螺栓固定在电机支架上。

进一步的，所述直流步进电机设有控制器用于控制进退量。所述控制器为单片机或PLC控制器。

进一步的，所述太阳能真空管内装有导热介质如水或导热油。

更进一步的，所述太阳能真空管与室内供暖系统管道相连通。

使用时，首先把太阳能反射板与底座连接固定，再次把太阳能真空管垂直放在底座与太能反射板的套管内，并进行固定；最后进行电机的转动时间与太阳日出日落的时间控制设定包括反射板自动追光、温度过高后自动避光，保证太阳能反射板与太阳同步旋转即与时间同步，太阳光直射和反射的效果使太阳能真空管道内的热能最大的收集。

本实用新型利用水银镜面与太阳光反射到太阳能真空管且与太阳日照、时间同步旋转的原理，对介质进行加热。以一根太阳能加热管为支柱（套管），支柱通过齿轮与电机相连，水银镜面反射板成近似于扇形的形状反射太阳光到太阳能真空管，并且反射板追踪太阳与时间同步旋转。

本实用新型的优点在于：本实用新型通过水银玻璃进行光的直射和反射到真空管加热介质后存储热量用于取暖并且最大限度的吸收存数热量；利用水银镜面与太阳光反射到太阳能真空热管且与太阳日照时间同步旋转的方式对介质进行加热，造价成本低，使用效果好，使用者可以接受的装置。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的太阳光与水银镜片直射和反射的原理图；

图2为本实用新型实施例的光照；

图3为本实用新型实施例底座上的附件分布安装图；

图中：1:直流步进电机、2:电机长轴（丝杠）、3：齿条、4：螺母、5：齿轮、6\/7：套管、8:齿条支架、9：电机支架、10：螺栓。

具体实施方式

以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-3所示，一种面反射自动追踪与时间同步旋转的太阳能聚热供暖装置，包括底座，所述底座上设有太阳能反射板，所述太阳能反射板为弧形板，所述弧形板的中心点（半径的圆心点）处连接有套管6\/7，所述套管6\/7内设有太阳能真空管；所述套管6\/7上设有齿轮5，所述齿轮5与齿条3相啮合，所述齿条3设置在齿条支架8上，所述齿条3通过螺母4与直流步进电机1的电机长轴（丝杠）2相连接。

工作原理如下：利用本热能采集器采集太阳热源，利用水或者导热油等介质将采集的热能传送至室内，经过室内供暖设施例如地暖，热水空调，暖气等为室内提供热能。

工作过程如下：将本热能采集器安装在可见光的位置，利用本设施的自动跟踪系统最大效率的采集太阳能源，用液体泵将采集到的热能储存在固态储热器（例如石材，陶瓷，金属，）中，再经过介质转换把热量缓慢提取出来，送入室内与室内供暖系统对接，利用介质流动速度控制供暖温度，也可以用于工业生产用热，采集温度根据液体介质而定，最高可以达到520摄氏度。

所述太阳能反射板的内表面设有水银镜片，用于将太阳光集中反射到套管的太阳能真空管上。

所述直流步进电机1通过螺栓10固定在电机支架10上。

所述直流步进电机1设有控制器用于控制进退量。所述控制器为单片机或PLC控制器。

所述太阳能真空管内装有导热介质如水或导热油。所述太阳能真空管与室内供暖系统管道相连通。

使用时，首先把太阳能反射板与底座连接固定，再次把太阳能真空管垂直放在底座与太能反射板的套管内，并进行固定；最后进行电机的转动时间与太阳日出日落的时间控制设定（反射板自动追光、温度过高后自动避光），保证太阳能反射板与太阳同步旋转（与时间同步），太阳光直射和反射的效果使太阳能真空管道内的热能最大的收集。

一根经过镜面反射的真空装置的能量是原始真空装置（如洗澡用固定的真空管）25倍左右。以现有25平方的卧室为例，需要该装置5套左右，造价成本在几千元左右。并且使用材料均采用不锈钢材质，大大提高了使用寿命。能量提升后解决了用煤取暖、电取暖的各种瓶颈。

加工过程如下：

1、用25*25的不锈钢方管按照抛物线通过弯管机定型，中间压槽作加强处理，2根；

2、再用15*15的不锈钢方管分段切割，22根；

3、把步骤（2）的15*15的不锈钢方管均匀垂直摆放在步骤（1）的两根25*25的不锈钢方管中间，氩弧焊接，成近似于扇形，起到与太阳光反射到太阳能真空管后的聚光效果；

4、切割25*25不锈钢方管4根（上方和下方各两根）、15*15方管两根（上方和下方各一根）、不锈钢圆管两段（上方和下方各1段），进行氩弧焊接为太阳能反射板；

5、裁剪同等尺寸水银镜片均匀平行粘贴在步骤（4）的15*15的方管里侧（套管方向）；

6、将齿条与电机连接及固定在贴有水银镜片的太阳能反射板上。

设计图

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