跟踪式高效聚光型太阳能集热装置的制作方法

本发明涉及太阳能光热高效利用、自然采光领域，特别是涉及跟踪式高效聚光型太阳能集热装置。

背景技术：

太阳能资源作为具有巨大潜力的可再生清洁能源越来越受到社会各界的广泛重视。家庭光伏发电并网得到国家的大力支持,越来越多的光伏电能取代旧式火电,我国正在科技创新清洁能源高速发展的道路上大步前行,然而太阳能的利用率还不够高。每天不同时刻不同方向太阳光照的强度差异很大，众所周知，越强的光照,产生的光热效率越高。上午的时候偏向东方光照较强,午后的时候偏向西方光照较强。而现有的太阳能光热利用装置一般都固定设置，并设置为正南方向。这种固定结构的太阳能光热利用装置,只有在中午时对光能的利用率较高,其余时间均不能充分地利用光能资源,总体利用的太阳能光热利用较少,极大地造成了资源的浪费,严重降低了对光能的利用率，另外现有的太阳能光热利用装置聚光能力较差，照射在集热板上的太阳光容易反射或散射到其他方向，光热利用效率大大降低。

技术实现要素：

针对现有技术中结构上的不足，本发明的目的是提供一种跟踪式高效聚光型太阳能集热装置，以解决一般太阳能集热装置聚光比、换热效率和热利用效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种跟踪式高效聚光型太阳能集热装置，其中：该装置包括太阳能集热系统、换热系统和移动系统。

本发明的效果有以下三个方面，第一：本发明设置有抛物面型聚光槽，且聚光管的内部设有V型凹槽，可以提高本发明的聚光比，从而将本发明的光热利用效率提高8％～10％左右；第二：本发明设置有太阳追踪系统，可以保证本发明的抛物面型聚光槽一年四季当中尽可能多的接收太阳辐射，可以将本发明的热接收效率提高15％左右；第三：本发明采用热管传输热量，由于热管的导热性较强，可将本装置的光热利用率提高5％～8％左右。

附图说明

图1是本发明的跟踪式高效聚光型太阳能集热装置的主视图；

图2是本发明的跟踪式高效聚光型太阳能集热装置的后视图；

图3是本发明的跟踪式高效聚光型太阳能集热装置的集热系统剖面图；

图4是本发明的跟踪式高效聚光型太阳能集热装置的聚光管结构图；

图5是本发明的跟踪式高效聚光型太阳能集热装置的聚光管局部放大图；

图6是本发明的跟踪式高效聚光型太阳能集热装置的集热、换热系统的剖面图；

图7是本发明的跟踪式高效聚光型太阳能集热装置的控制系统图。

图中：

1、太阳跟踪传感器 2、集热水箱 3、给水水管 4、给水水泵

5、接供水外网 6、底座 7、地面 8、排水水管 9、排水水管止回阀

10、热储水箱 11、支撑板 12、外壳 13、第二电机 14、转动轴

15、第一电机 16、聚光管 17、V型凹槽 18、管箍 19、热管蒸发端

20、蓄热材料 21、电机支架 22、倾角转轴 23、固定装置

24、轴向固定装置 25、水温-水位传感器 26、卡槽 27、热管冷凝端

28、抽水水泵 29、给水水管止回阀 30、抛物面型聚光槽

31、聚光管内反射膜 32、聚光槽斜面反射膜 33、螺栓

具体实施方式

结合附图对本发明的跟踪式高效聚光型太阳能集热装置结构加以说明。

如图1和图2所示，本发明的跟踪式高效聚光型太阳能集热装置，该装置包括太阳能集热系统、换热系统和移动系统。

所述太阳能集热系统包括所述抛物面型聚光槽30、热管蒸发端19和所述聚光管16，抛物面型聚光槽30为W型，形成抛物面型聚光槽1上端面多个抛物面型的受光面，其两内侧倾斜面表面贴有高反射率聚光槽斜面反射膜32，抛物面型聚光槽30的上顶面设有高透光性玻璃，所述聚光管16的两端通过管箍18固定在W型槽的内部，使得聚光管16固定在槽内，热管蒸发端19两端通过管箍18固定在聚光管16的内部，热管蒸发端19的中心线与聚光管16的中心线重合，聚光管16和热管蒸发端19的长度与抛物面型聚光槽30的长度相等，聚光管16内表面由直径分为上下两部分，上半部分内表面涂有高反射率聚光管内反射膜31，下半部分设有多个V型凹槽17。

所述换热系统包括集热水箱2、水温-水位传感器25、给水水泵4，给水水管3和排水水管8，所述集热水箱2通过支撑板11上的卡槽26固定在支撑板11上，集热水箱2的下端面与支撑板11的上端面重合，水温-水位传感器25搭载于集热水箱2的内部，水温-水位传感器25贴附于集热水箱2的内表面，与集热水箱2的内上端面相距适当距离，给水水泵4固定于地面7，给水水泵4与市电连接，给水水泵4通过给水水管3与集热水箱2连通，给水水管3上设置有给水水管止回阀29，集热水箱2与热储水箱10通过排水水管8连通，热储水箱10内置有抽水水泵28。

所述移动系统包括相互连接的第一电机15、第二电机13、倾角转轴22、电机支架21、转动轴14及与第一电机15、第二电机13电连接的太阳跟踪传感器1，太阳跟踪传感器1设在所述受光面四角的位置。

所述第一电机15固定在所述底座6的槽口内，第一电机15的转轴即为转动轴14，转动轴14通过所述第一电机15与地面7垂直固定，转动轴14上设有固定装置23，倾角转轴22穿过固定装置23与转动轴14相互垂直。

所述第二电机13通过螺栓33固定于电机支架21的凹槽内，所述第二电机13位于支撑板11的侧面，电机支架21与转动轴14通过螺栓33固定连接，所述第二电机13的转轴即为倾角转轴22，倾角转轴22通过对称固定在支撑板11两侧的轴向固定装置24与支撑板11连接；第一电机15、第二电机13、太阳能跟踪传感器1和水温-水位传感器25分别由市电供电。

如图1和图2所示，本发明的跟踪式高效聚光型太阳能集热装置的换热系统包括集热水箱2、水温-水位传感器25、给水水泵4，给水水管3和排水水管8，给水水管3上装设有给水水管止回阀29，防止在给水水泵4停机时，集热水箱2里的水倒流。水温-水位传感器25与集热水箱2的内侧顶面相距适当距离，具体距离按实际需求而定。在系统运行时，水温-水位传感器25可以实时监测集热水箱2里水温和水量，以保持集热水箱2始终处于充满状态。

由多个所述抛物面型聚光槽的上端面组成的受光面，太阳跟踪传感器1搭载于受光面的四个顶角的位置。位于左上角和右上角的太阳跟踪传感器1通过接收太阳光来控制第一电机15运行，从而使得本装置沿水平方向转动；位于左下角和右下角的太阳跟踪传感器1通过接收太阳光来控制第二电机13运行从而使得本装置在竖直方向上角度的改变，综合两组太阳跟踪传感器1的效果，从而实现本装置追踪太阳的功能。

如图3所示，跟踪式高效聚光型太阳能集热装置的太阳能集热系统的抛物面型聚光槽30为W型，其两侧内倾斜表面设有高反射率的聚光槽斜面反射膜32，所述抛物面型聚光槽30的上顶面材料为高透光性玻璃。多个抛物面型聚光槽30并排固定在外壳12内，具体个数按照实际需求而定。每个抛物面型聚光槽30的上端面组成外壳12的上端面，且其上端面材料均为高透光性玻璃。每个抛物面型聚光槽30之间的空隙填充有所述蓄热材料20，以保证太阳光的热量能够充分的利用。

如图4和图5所示，所述聚光管16的两端通过管箍18固定在W型槽的内部，使得聚光管16固定在槽内。热管蒸发端19两端通过管箍18固定在所述聚光管16的内部，热管蒸发端19的中心线与聚光管16的中心线重合，聚光管16和热管蒸发端19的长度与抛物面型聚光槽30的长度相等。聚光管16内表面由直径分为上下两部分，上半部分内表面涂有高反射率的聚光管内反射膜31，下半部分设置有V型凹槽17。当太阳光通过所述抛物面型聚光槽30上端面的具有高透射率玻璃后，一部分太阳光经过W型槽的反射，太阳光会聚集到聚光管16的下半部分，下半部分内表面带有V型凹槽17，由于聚光管16也是由具有高透射率玻璃制成的，因此太阳光可以经过V型凹槽17的折射从而进入聚光管16内部，其热量被所述热管蒸发端19吸收，另一部分太阳光的能量可由聚光管16的上半部分透射入其中从而被所述热管蒸发端19吸收。

如图5所示，所述集热系统与换热系统的多个抛物面型聚光槽30，每一个抛物面型聚光槽30之间填充有蓄热材料20，并且相互之间紧密连接，每一个所述抛物面型聚光槽30的上端面组成外壳12的上端面。

如图6所示，本发明的跟踪式高效聚光型太阳能集热装置的集热系统与换热系统中，热管蒸发端19经过抛物面型聚光槽30加热，而后热管冷凝端27与水换热，使水温升高。集热水箱2内置有水温-水位传感器25，当集热水箱2内的热水温度达到设定温度时，热水由抽水水泵28从集热水箱2抽入所述热储水箱10。当水位低于所设定水位时，水温-水位传感器25控制给水水泵4给集热水箱2供水，当达到设定的水位时，给水水泵4停止供水，使得集热水箱2始终处于充满状态。

所述抛物面型聚光槽30内可增设菲尼尔透镜，将使本发明的聚光比显著提高，可使其太阳能利用率提高3％～10％。

以上述依据本装置的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本装置技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本装置的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。