太阳能集热器及利用其将太阳能转化为中温热能的方法_2

文档序号:8252449阅读:来源:国知局
、玻璃反射板或者非金属反射板;所述反射板的截面形状为抛物线、双曲线或者复合曲线;所述反射板的开口宽度为40mm?400mm ;所述反射板的反射率不低于0.75。
[0013]作为本发明进一步改进的技术方案,还包括框架;所述框架主要由上玻璃盖板、下背板和边框构成;上玻璃盖板为普通钙钠玻璃、高透玻璃、带有增透膜玻璃、布纹玻璃或者钢化玻璃;上玻璃盖板的厚度为3.0?5.0mm,透光率不低于0.75 ;所述边框为一体式结构或者组合式框架结构;所述边框为铝合金边框、碳钢边框、不锈钢边框或者非金属边框;所述边框厚度为40mm?400mm ;所述边框内部或者外部设置有保温层;所述下背板位于框架下面;所述下背板为板碳钢板或者压花铝板;所述下背板上面设置有厚度为O?10mm的保温层;所述下背板或者边框上设有排气孔,以利于内部水蒸气的排出。
[0014]为实现上述技术目的,本发明采取的另一种技术方案为:一种采用上述的太阳能集热器将太阳能转化为中温热能的方法,包括以下步骤:
[0015]反射板定位:通过光电开关检测传动齿轮或者传动转盘的初始位置,控制器根据传动齿轮或者传动转盘的初始位置确定反射器的初始位置;
[0016]反射板跟踪与集热:外部传感器通过GPS信号检测到实时时间和当地经玮,控制器根据实时时间和当地经玮获取实时太阳的方位角,然后控制器根据方位角和初始位置发出控制信号,通过反射板旋转控制机构控制反射板的旋转角度,通过反射板实时地将太阳光聚焦到集热管上,再通过集热管将太阳能转化为中温热能并通过联箱将中温热能输送出去;
[0017]防过热控制:当不需要通过太阳能集热器输出中温热能时,控制器发出控制信号给反射板旋转控制机构,反射板旋转控制机构驱动反射板旋转30 °?330 °,使太阳光无法照射到反射板上,以实现防止系统空晒过热。
[0018]本发明解决了一般槽式、塔式、蝶式、菲涅尔式集热模式成本高,无法与工厂建筑结合的问题,以及非跟踪聚焦模式聚焦比小的问题,可以实现4?20倍的太阳光聚焦比,通过本发明,可以将太阳能高效的转化为中温热能,获得稳定100°C?300°C的中温热源。本发明可以确保集热器具有优良的透光、防尘、防雨、防水蒸汽、保温及机械防护等功能。
[0019]本发明通过反射板旋转控制机构驱动反射板旋转,确保每一根集热管背面的反射板实时跟踪太阳光,将太阳能通过反射板聚集到集热管吸热体上,形成热能。换热工质由集热器进出口之一进入集热器联箱集管内,流经集热管,通过集热管,提升换热工质的温度,并回到联箱集管内,从集热器进出口一侧出口流出,使平板式中温太阳能集热器实现将太阳能转化为中温热能的目的。
[0020]联箱位于框架内部一侧,由集管和保温层构成。集管两端为进出管,集热管通过联箱集管排孔连接到集管上。联箱集管与集热管内管道连接可采用并联结构、串联结构或串并联结构。联箱集管可采用单支铜管、同轴套管或平行铜管结构,与集热管的连接可采用固定焊接连接或卡套连接等方式。联箱保温层厚度为O?100mm。联箱长度为500?5000mm。
[0021]集热管开口端与联箱集管相连。集热管可以采用全玻璃真空集热管、全玻璃真空集热管内置U型管、全玻璃真空太阳集热管内置金属热管、玻璃金属封接式集热管、直通式集热管、无罩玻璃管集热管、罩玻璃管带有增透涂层集热管等。集热管管间距为40?400_,集热管吸热体直径为5?70_,集热管吸热体长度为800?2500mm。集热管吸热体基体可以是玻璃材质或金属材质。集热管吸热体涂层为选择性吸收涂层。所采用集热管数量为5?50支。
[0022]反射板位于集热管背面,每一支集热管背面都设置一片反射板,反射板之间独立运动。可采用金属反射板、玻璃反射板、非金属反射板。截面形状为抛物线,双曲线,或复合曲线。开口宽度为40mm?400mm。焦点轴与集热管轴线重合。反射板反射率不低于0.75。
[0023]反射板旋转控制机构中连杆与反射板和传动齿轮连接,传动齿轮与连杆连接与齿条相配。传动齿轮轴线与集热管轴线重合。所采用传动齿轮模数为0.25?4.0,直径为10?20mm。所采用齿条模数与传动齿轮相匹配。传动齿轮上设置光电开关,以确定反射板的初始位置。传动齿轮和齿条固定在支架上,支架则固定在集热器框架外框和底板上。传动杆与齿条相连。传动杆与电机上的电机转盘相连。电机也可以固定在支架上。电机与控制器相连接,控制器和外部传感器相连,通过外部传感器控制电机转动。
[0024]本发明通过光电开关检测传动齿轮或者传动转盘的初始位置,以确定反射板初始位置;外部传感器通过GPS信号检测到实时时间和当地经玮,获取实时太阳的方位角,通过控制器控制电机的旋转角度,通过反射板旋转控制机构驱动反射板旋转,确保每一根集热管背面的反射板实时跟踪太阳光,将太阳能通过反射板聚集到集热管吸热体上,形成热能。换热工质由集热器进出口之一进入集热器联箱集管内,流经集热管,通过集热管,提升换热工质的温度,并回到联箱集管内,从集热器进出口一侧出口流出,使平板式中温太阳能集热器实现将太阳能转化为中温热能的目的。本发明可以去掉集热器中的传动杆,将电机上的电机转盘更换为电机齿轮,使该电机齿轮与齿条相配合,实现电机通过电机齿轮、齿条、连杆对反射板的驱动。还可采用带传动、链条传动等方式,实现对反射板的驱动。实时地将太阳光聚焦到集热管上,通过集热管将太阳能转化为中温热能,通过联箱输送出去。当系统不需要通过太阳能集热器输出中温热能时,可以通过控制器和控制机构将反射板旋转30?330°,使太阳光无法照射到反射板上,实现防止系统空晒过热。
[0025]总之,本发明能够实现对太阳光的自跟踪,解决了一般槽式、塔式、蝶式、菲涅尔式集热模式成本高,无法与工厂建筑结合的问题,以及非跟踪聚焦模式聚焦比小的问题,可以实现4?20倍的太阳光聚焦比,通过本发明,可以将太阳能高效的转化为中温热能,获得稳定100°C?300°C的中温热源。本发明可以确保集热器具有优良的透光、防尘、防雨、防水蒸汽、保温及机械防护等功能。本发明集成了大型槽式集热器、平板式集热器的优点,实现槽式集热器平板化,降低了系统成本,提高了系统可靠性,通过大聚焦比聚光,使太阳能集热器稳定工作在100?300°C之间,提供稳定的中温热源,并有利于与实际工厂建筑的结合和一体化。
[0026]说明书附图
[0027]图1为本发明的结构示意图。
[0028]图2为本发明反射板旋转控制装置的电路结构示意图。
[0029]I框架、2联箱、3进出管、4反射板、5集热管、6连杆、7传动齿轮、8支架、9齿条、10传动杆、11电机、12电机转盘
【具体实施方式】
[0030]实施例1
[0031 ] 参见图1,本太阳能集热器,包括集热管5,还包括框架1、反射板4和反射板旋转控制装置;所述反射板4和反射板旋转控制装置位于框架I内;所述反射板4位于集热管5背面并且发射板4的焦点轴与集热管5的轴线重合;所述反射板4用于将太阳能通过反射聚集到集热管5的吸热体上,以形成热能;所述反射板旋转控制装置用于驱动发射板4以焦点轴为中心旋转,以使发射板4跟随太阳光
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