一种用于生产热水的太阳能热水利用系统的制作方法

本发明属于太阳能利用，尤其涉及一种用于生产热水的太阳能利用系统。

背景技术：

1、太阳能电池板直接利用太阳光照射发电，将光能转变为电能，被广泛利用。而使用太阳能电池板的转换效率不高，正常的转换效率为15％-20％，另外，太阳能电池板造价高，所产生的电不能储存，除非增加投资配套安装储能电池，因此，太阳能电池板产品仍存在较多的问题需要解决。

2、太阳灶是利用太阳能的另一方式，人们已经设计了箱式、平板式、聚光式等各种太阳灶，太阳灶可以直接将光能转变成热量并将食物煮熟，但是用户需要在炎热的阳光下进行手动操作，这减少了用户对产品的使用热情，另外，太阳灶在不烹煮时处于闲置状态，整体利用率较低。

3、对于将阳光直接引进室内的装置，需要涉及到对房屋的专门改造和设计，增加了设备的造价，降低了实施的可行性。

4、另外一种常见的利用太阳能的装置是太阳能热水器，利用真空管或者其它集热装置来集热，这是一种相对有效的利用太阳能的方式，但是这类太阳能热水器对水质的要求较高，当水中的矿物质或者杂质超过一定比例后，系统常因杂质沉淀降低效率，甚至不能正常工作。在寒冷地区，热水器因管内水易结冰也不能正常使用。此外，该太阳能热水器的维护成本也较高，功能单一，不能用于供暖等其它功能。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于生产热水的太阳能利用系统，将太阳能的热能引入室内供用户使用，该系统生产成本低，效率高，易于实现，在以外接电源作为备用能源的情况下，可用于各种天气条件，实现最大限度地使用太阳能。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明中提供了一种用于生产热水的太阳能利用系统，包括：

4、自动跟踪聚光装置，其能够跟踪太阳并聚光；

5、室外加热集热装置，其设置于所述自动跟踪聚光装置的上方，且能够转化和吸收由所述自动跟踪聚光装置汇聚的阳光的热能以加热传热介质；

6、传热装置和集热储热装置，所述传热装置连接于所述室外加热集热装置和所述集热储热装置，所述传热装置将所述室外加热集热装置中加热后的所述传热介质转移至所述集热储热装置进行热交换；

7、所述集热储热装置能够吸收并储存从室外加热集热装置转移来的所述传热介质中的热能；

8、室内热应用装置，其连接于所述集热储热装置，并应用所述热能；

9、控制装置，其连接于所述自动跟踪聚光装置、所述室外加热集热装置、所述传热装置、所述集热储热装置和所述室内热应用装置。

10、作为优选地，所述自动跟踪聚光装置包括：

11、抛物面反射聚光罩和连接于所述抛物面反射聚光罩的t型支架；

12、垂直运动组件，其一端连接于所述抛物面反射聚光罩，另一端连接于所述t型支架，所述垂直运动组件能够驱动所述抛物面反射聚光罩绕所述t型支架的横向杆转动；

13、第一齿轮，其连接于所述t型支架的竖直杆，所述t型支架的竖直杆能够绕自身轴向转动；

14、支架，其上设置有与所述t型支架的竖直杆平行的转动轴，所述转动轴上设置有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮；

15、第一连接杆和水平电动伸缩杆，所述第二齿轮的边缘沿其径向连接有水平设置的所述第一连接杆的一端，所述第一连接杆的另一端铰接于所述水平电动伸缩杆的一端，所述水平电动伸缩杆的另一端铰接于所述支架上设置的第三竖直杆，所述第三竖直杆使所述水平电动伸缩杆处于水平面内。

16、作为优选地，所述垂直运动组件包括垂直电动伸缩杆和第二连接杆，所述垂直电动伸缩杆的一端铰接于所述抛物面反射聚光罩的底部，另一端铰接于所述第二连接杆，所述第二连接杆的一端连接于所述t型支架的竖直杆，所述垂直电动伸缩杆伸缩，以驱动所述抛物面反射聚光罩绕t型支架的横向杆转动。

17、作为优选地，所述自动跟踪聚光装置还包括均电连接于所述控制装置的太阳感光器、跟踪控制器和第一电源，所述太阳感光器连接于所述抛物面反射聚光罩，以实时监测太阳光的强度，所述太阳感光器连接于所述跟踪控制器，所述跟踪控制器控制所述垂直电动伸缩杆和所述水平电动伸缩杆，所述第一电源连接于所述跟踪控制器，为所述跟踪控制器工作提供电源。

18、作为优选地，所述室外加热集热装置包括：

19、耐高温保温容器，其设置于所述自动跟踪聚光装置上的聚光焦点处；

20、金属螺旋热交换管，其设置于所述耐高温保温容器内；

21、玻璃罩，其设置于所述耐高温保温容器的底部，所述自动跟踪聚光装置向上汇聚的阳光能够透过所述玻璃罩进入所述耐高温保温容器内，并与金属螺旋热交换管内的传热介质热交换；

22、所述金属螺旋热交换管的出口经所述传热装置连接于所述集热储热装置的第一高温入口，所述金属螺旋热交换管的进口经所述传热装置连接于所述集热储热装置的低温出口。

23、作为优选地，所述传热装置包括第一热循环管、第二热循环管和第一循环泵，所述第一热循环管的一端连接于所述金属螺旋热交换管的出口，另一端连接于所述第一高温入口；

24、所述第一循环泵设置于所述第二热循环管上，且所述第一循环泵的一端连接于所述集热储热装置的第一低温出口，另一端连接于所述金属螺旋热交换管的入口，第一循环泵连接于控制装置。

25、作为优选地，所述传热装置还包括单向阀，其设置于所述第一热循环管上，且位于所述室外加热集热装置和所述集热储热装置之间。

26、作为优选地，所述集热储热装置包括：

27、保温箱体，其上设置有第一接口和第二接口；

28、隔热板，其设置于所述保温箱体内部，所述隔热板与水平面之间的夹角α为0-75°，所述隔热板将所述保温箱体内分隔为上部的储热水腔和下部的热交换腔，所述第一接口位于所述储热水腔的顶部，且连接于所述室内热应用装置的入口；

29、所述室内热应用装置向室内供热，其出口经所述第二接口连通于所述热交换腔，同时所述第二接口连通外部水源；

30、所述室内热应用装置向室内供热水，所述第二接口连通外部水源；

31、隔热热水导管，其底端连通于所述热交换腔的顶部，其顶端连通于所述储热水腔的顶部；

32、隔热冷水导管，其底端连通于所述热交换腔的底部，其顶端连通于所述储热水腔的底部；

33、热交换管，其设置于所述热交换腔内，所述热交换管经所述第一高温入口连接于所述第一热循环管，所述热交换管经所述第一低温出口连接于所述第二热循环管。

34、作为优选地，所述集热储热装置还包括连接于所述控制装置的第二温度传感器，其用于检测所述保温箱体内的热水的温度。

35、作为优选地，所述室内热应用装置包括：供热组件、第三热循环管、第二热循环泵和第四热循环管，所述第三热循环管的一端连通于所述第一接口，另一端连通于所述供热组件的入口，所述第二热循环泵连接于所述第四热循环管或所述第三热循环管上，所述第四热循环管的一端连通于所述供热组件的出口，另一端连通于所述第二接口；

36、和/或所述室内热应用装置包括能够向室内提供热水的供热水组件以及第五热水管，所述供热水组件经所述第五热水管连通于所述第一接口，所述第二接口连通于外部水源。

37、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

38、本发明中控制装置控制上述各个装置自动工作，上述自动跟踪聚光装置能够全时段实时、准确、自动跟踪太阳并高效聚焦提供一个高温热源用于加热。室外加热集热装置能够便利地，高效地利用自动跟踪聚光装置汇聚的阳光以实时加热小体积的传热介质。通过传热装置将传热介质传输至室内，经集热储热装置热交换后热能被储存在集热储热装置。室内热应用装置能够利用集热储热装置内的热量。

39、上述集热储热装置既能便利地应用室外加热集热装置产生的热介质，还具备自动或手动电加热产生的补偿或者替代加热功能，使该系统可以实现高节能、全天候、不间歇地供应热量，如提供热水，用于供暖、洗澡、洗衣、清洁、厨房用水等。

40、本实施例中的用于生产热水的太阳能利用系统，能够将太阳能所产生的热量引入室内供用户用于各种用途，该系统生成成本低，效率高，易于实现，在以外接电源作为备用能源的情况下，可以用于各种天气条件，实现最大限度使用太阳能。