一种高效太阳能集热器的制作方法

本发明属于太阳能技术领域，涉及一种高效太阳能集热器。

背景技术：

太阳能集热器，是指吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热介质的装置。在太阳能的热利用中，关键是将太阳的辐射能转换为热能，由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。

如中国发明申请：(申请号：201110361165.8)公开了一种平板太阳能集热器，包括：一长方形底框、固定连接在底框两端的一组集热器边框、底保温层、侧保温层、蛇形管板芯固定装置、吸热涂层板和玻璃盖板，所述蛇形管板芯固定装置包括一板芯固定装置，所述板芯固定装置由一对l型板芯卡扣、四个凹形板芯卡口和一长方形玻璃钢条构成，所述l型板芯卡扣设置在侧保温层的内侧，所述长方形玻璃钢条两端卡在所述l型板芯卡扣的凹槽中，所述四个凹形板芯卡口由两端间隔设置在蛇形管管体下方。该发明避免运输或搬运过程中吸热板刮花玻璃，保障了产品美观及玻璃的透光性。这类发明在放置方位时，一般还是依照常规的方式，直接将集热器面向南方固定设置。但是该方式，集热效果相对较弱，而且太阳光线有效投射低，会造成一定的丢失，该问题亟需都到一种解决的方式。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种高效太阳能集热器。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种高效太阳能集热器，包括机座和集热壳体，其特征在于，所述集热壳体内开口向上设置，集热壳体内壁上设有隔热层，所述隔热层上设有集热板芯，集热板芯上紧密连接有若干等距平行设置的排管，所述排管的上端和下端分别贯通连接有上集管和下集管，所述上集热和下集管的一端均为密封结构，另外一端均伸出集热壳体，上集热管伸出集热壳体的一端连接有出热水管，下集热管伸出集热壳体的一端连接有进冷水管，所述集热壳体的开口上还设有透明盖板，所述集热壳体下端设有支撑架，支撑架下端连接有转动盘，所述转动盘转动通过转轴转动连接于机座上，所述机座上设有驱动转动盘转动的驱动电机，所述机座上还设有连接杆，连接杆的端部设有光源传感器，所述集热壳体外侧还设有可调节的聚光装置。

冷水从进冷水管进入至下集热管，然后依次通过排管、上集管，最后从出热水管输出，其中太阳光透过透明盖板投射至排管和集热板芯上，使得经过排管水得到热传递，对水进行加温，最后输出的水为热水。集热器还连接有控制系统，光源传感器用于感应光的投射角度和强度，光源传感器将信息传递至控制系统，由控制系统控制驱动电机转到，且控制其转到的角度，驱动电机转到带动转动盘转动盘再通过支撑架带动集热壳体面向光线投射最强的方位，提高集热效果。另外通过可调节的聚光装置，再人为将更多的光折射至集热壳体内，进一步提高了集热，加快了水的快速升温。

在上述的高效太阳能集热器中，所述聚光装置包括位于热壳体两侧的聚光镜和推动气缸，热壳体两侧具有连接块，所述推动气缸固定于连接块上，聚光镜转动连接于连接块上，推动气缸的活塞杆端部固定于聚光镜背面。

采用以上结构，利用两气缸的伸缩控制两聚光镜所形成的夹角，提高其聚光效果。

在上述的高效太阳能集热器中，所述聚光镜表面具有凹凸状。

采用以上结构，利用凹凸结构可将投射在聚光镜上的光线，更好的折射至集热壳体内的集热板芯。

在上述的高效太阳能集热器中，所述集热板芯为翼管式吸热板。

翼管式吸热板热效率高，排管与吸热板为一体，无结合热阻，耐压能力强，可承受较高的压力。

在上述的高效太阳能集热器中，所述集热板芯、排管、上集管和下集管上均覆盖有用于吸收太阳能的涂层。

涂层采用黑色涂料，具有较高的吸热率和较低的反射率，避免太阳热能的扩散，提高集热效果。

在上述的高效太阳能集热器中，所述透明盖板上端为平面结构，透明盖板下端为波浪结构。

采用以上结构，在不减少对太阳能光线吸收的情况下，将太阳能光线以阵列聚焦的方式更多的投射在排管上，加速了排管的集热效果。

在上述的高效太阳能集热器中，所述驱动电机为私服电机。

私服电机可控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，非常适用转动盘的转动，通过提高转动的精确性，来提高太阳光线的投射。

在上述的高效太阳能集热器中，所述转动盘底部具有齿圈，上述驱动电机输出轴向上设置，输出轴固定有与齿圈相互啮合的齿轮。

其中齿圈的径长大于齿轮的径长，利用驱动电机带动齿轮转到，最后再利用齿轮带动齿圈转到，因齿圈的径长大于齿轮的径长可降低齿圈的转速，间接放慢转动盘的转动，有利于延迟零部件的使用寿命。

与现有技术相比，本高效太阳能集热器的优点具有以下几点：

1、本高效太阳能集热器可根据光线的强弱，调节集热器的朝向，使其受到的自然太阳光的投射最强，另外再利用可调节的聚光装置人为的将其他太阳光线折射至集热器上，有效的提高集热效果。

2、本高效太阳能集热器聚光镜表面为凹凸状和透明盖板下端为波浪结构的设计，提高了光线的有效折射，减少光线的丢失，进一步提高集热效果。

附图说明

图1是本高效太阳能集热器的主视图。

图2是本高效太阳能集热器的侧视图。

图3是本高效太阳能集热器中集热壳体的俯视图。

图4是本高效太阳能集热器中集热壳体的剖视图。

图中，1、机座；2、集热壳体；3、隔热层；4、集热板芯；5、排管；6、上集管；7、下集管；8、出热水管；9、进冷水管；10、透明盖板；11、支撑架；12、转动盘；13、转轴；14、驱动电机；15、连接杆；16、光源传感器；17、聚光镜；18、推动气缸；19、连接块；20、涂层；21、齿圈；22、齿轮。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2、图3、图4，本高效太阳能集热器，包括机座1和集热壳体2，集热壳体2内开口向上设置，集热壳体2内壁上设有隔热层3，隔热层3上设有集热板芯4，集热板芯4为翼管式吸热板，翼管式吸热板热效率高，排管5与吸热板为一体，无结合热阻，耐压能力强，可承受较高的压力。

集热板芯4上紧密连接有若干等距平行设置的排管5，排管5的上端和下端分别贯通连接有上集管6和下集管7，上集热和下集管7的一端均为密封结构，另外一端均伸出集热壳体2，上集热管伸出集热壳体2的一端连接有出热水管8，下集热管伸出集热壳体2的一端连接有进冷水管9，集热板芯4、排管5、上集管6和下集管7上均覆盖有用于吸收太阳能的涂层20。涂层20采用黑色涂料，具有较高的吸热率和较低的反射率，避免太阳热能的扩散，提高集热效果。

集热壳体2的开口上还设有透明盖板10，透明盖板10上端为平面结构，透明盖板10下端为波浪结构，在不减少对太阳能光线吸收的情况下，将太阳能光线以阵列聚焦的方式更多的投射在排管5上，加速了排管5的集热效果。

集热壳体2下端设有支撑架11，支撑架11下端连接有转动盘12，转动盘12转动通过转轴13转动连接于机座1上，机座1上设有驱动转动盘12转动的驱动电机14，机座1上还设有连接杆15，连接杆15的端部设有光源传感器16，驱动电机14为私服电机，私服电机可控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，非常适用转动盘12的转动，通过提高转动的精确性，来提高太阳光线的投射。转动盘12底部具有齿圈21，上述驱动电机14输出轴向上设置，输出轴固定有与齿圈21相互啮合的齿轮22。其中齿圈21的径长大于齿轮22的径长，利用驱动电机14带动齿轮22转到，最后再利用齿轮22带动齿圈21转到，因齿圈21的径长大于齿轮22的径长可降低齿圈21的转速，间接放慢转动盘12的转动，有利于延迟零部件的使用寿命。

集热壳体2外侧还设有可调节的聚光装置，聚光装置包括位于热壳体两侧的聚光镜17和推动气缸18，热壳体两侧具有连接块19，推动气缸18固定于连接块19上，聚光镜17转动连接于连接块19上，推动气缸18的活塞杆端部固定于聚光镜17背面。利用两气缸的伸缩控制两聚光镜17所形成的夹角，提高其聚光效果。聚光镜17表面具有凹凸状，利用凹凸结构可将投射在聚光镜17上的光线，更好的折射至集热壳体2内的集热板芯4。

具体工作原理：首先冷水从进冷水管9进入至下集热管，然后依次通过排管5、上集管6，最后从出热水管8输出。其中当出现阳光时，光源传感器16会感应哪个方位光线较强，然后通过控制系统使得驱动电机14转动，驱动电机14转动会带动其输出轴上的齿轮22，与齿轮22相互啮合的齿圈21也被带动，随后通过推动气缸18控制聚光镜17摆动。太阳光透过透明盖板10，由其底部波浪结构将太阳能光线以阵列聚焦的方式更多的投射在排管5上，太阳光投射于聚光镜17上时，聚光镜17上的凹凸结构可将更多的光折射至集热壳体2内，最后再透过透明盖板10投射至排管5和集热板芯4上，使得经过排管5水得到热传递，对水进行加温，最后输出的水为热水。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了机座1、集热壳体2、隔热层3、集热板芯4、排管5、上集管6、下集管7、出热水管8、进冷水管9、透明盖板10、支撑架11、转动盘12、转轴13、驱动电机14、连接杆15、光源传感器16、聚光镜17、推动气缸18、连接块19、涂层20、齿圈21、齿轮22等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。