一種高效太陽能集熱器的制作方法

本發明屬于太陽能技術領域，涉及一種高效太陽能集熱器。

背景技術：

太陽能集熱器，是指吸收太陽輻射并將產生的熱能傳遞到傳熱介質的裝置。在太陽能的熱利用中，關鍵是將太陽的輻射能轉換為熱能，由于太陽能比較分散，必須設法把它集中起來，所以，集熱器是各種利用太陽能裝置的關鍵部分。

如中國發明申請：(申請號：201110361165.8)公開了一種平板太陽能集熱器，包括：一長方形底框、固定連接在底框兩端的一組集熱器邊框、底保溫層、側保溫層、蛇形管板芯固定裝置、吸熱涂層板和玻璃蓋板，所述蛇形管板芯固定裝置包括一板芯固定裝置，所述板芯固定裝置由一對l型板芯卡扣、四個凹形板芯卡口和一長方形玻璃鋼條構成，所述l型板芯卡扣設置在側保溫層的內側，所述長方形玻璃鋼條兩端卡在所述l型板芯卡扣的凹槽中，所述四個凹形板芯卡口由兩端間隔設置在蛇形管管體下方。該發明避免運輸或搬運過程中吸熱板刮花玻璃，保障了產品美觀及玻璃的透光性。這類發明在放置方位時，一般還是依照常規的方式，直接將集熱器面向南方固定設置。但是該方式，集熱效果相對較弱，而且太陽光線有效投射低，會造成一定的丟失，該問題亟需都到一種解決的方式。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種高效太陽能集熱器。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種高效太陽能集熱器，包括機座和集熱殼體，其特征在于，所述集熱殼體內開口向上設置，集熱殼體內壁上設有隔熱層，所述隔熱層上設有集熱板芯，集熱板芯上緊密連接有若干等距平行設置的排管，所述排管的上端和下端分別貫通連接有上集管和下集管，所述上集熱和下集管的一端均為密封結構，另外一端均伸出集熱殼體，上集熱管伸出集熱殼體的一端連接有出熱水管，下集熱管伸出集熱殼體的一端連接有進冷水管，所述集熱殼體的開口上還設有透明蓋板，所述集熱殼體下端設有支撐架，支撐架下端連接有轉動盤，所述轉動盤轉動通過轉軸轉動連接于機座上，所述機座上設有驅動轉動盤轉動的驅動電機，所述機座上還設有連接桿，連接桿的端部設有光源傳感器，所述集熱殼體外側還設有可調節的聚光裝置。

冷水從進冷水管進入至下集熱管，然后依次通過排管、上集管，最后從出熱水管輸出，其中太陽光透過透明蓋板投射至排管和集熱板芯上，使得經過排管水得到熱傳遞，對水進行加溫，最后輸出的水為熱水。集熱器還連接有控制系統，光源傳感器用于感應光的投射角度和強度，光源傳感器將信息傳遞至控制系統，由控制系統控制驅動電機轉到，且控制其轉到的角度，驅動電機轉到帶動轉動盤轉動盤再通過支撐架帶動集熱殼體面向光線投射最強的方位，提高集熱效果。另外通過可調節的聚光裝置，再人為將更多的光折射至集熱殼體內，進一步提高了集熱，加快了水的快速升溫。

在上述的高效太陽能集熱器中，所述聚光裝置包括位于熱殼體兩側的聚光鏡和推動氣缸，熱殼體兩側具有連接塊，所述推動氣缸固定于連接塊上，聚光鏡轉動連接于連接塊上，推動氣缸的活塞桿端部固定于聚光鏡背面。

采用以上結構，利用兩氣缸的伸縮控制兩聚光鏡所形成的夾角，提高其聚光效果。

在上述的高效太陽能集熱器中，所述聚光鏡表面具有凹凸狀。

采用以上結構，利用凹凸結構可將投射在聚光鏡上的光線，更好的折射至集熱殼體內的集熱板芯。

在上述的高效太陽能集熱器中，所述集熱板芯為翼管式吸熱板。

翼管式吸熱板熱效率高，排管與吸熱板為一體，無結合熱阻，耐壓能力強，可承受較高的壓力。

在上述的高效太陽能集熱器中，所述集熱板芯、排管、上集管和下集管上均覆蓋有用于吸收太陽能的涂層。

涂層采用黑色涂料，具有較高的吸熱率和較低的反射率，避免太陽熱能的擴散，提高集熱效果。

在上述的高效太陽能集熱器中，所述透明蓋板上端為平面結構，透明蓋板下端為波浪結構。

采用以上結構，在不減少對太陽能光線吸收的情況下，將太陽能光線以陣列聚焦的方式更多的投射在排管上，加速了排管的集熱效果。

在上述的高效太陽能集熱器中，所述驅動電機為私服電機。

私服電機可控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象，非常適用轉動盤的轉動，通過提高轉動的精確性，來提高太陽光線的投射。

在上述的高效太陽能集熱器中，所述轉動盤底部具有齒圈，上述驅動電機輸出軸向上設置，輸出軸固定有與齒圈相互嚙合的齒輪。

其中齒圈的徑長大于齒輪的徑長，利用驅動電機帶動齒輪轉到，最后再利用齒輪帶動齒圈轉到，因齒圈的徑長大于齒輪的徑長可降低齒圈的轉速，間接放慢轉動盤的轉動，有利于延遲零部件的使用壽命。

與現有技術相比，本高效太陽能集熱器的優點具有以下幾點：

1、本高效太陽能集熱器可根據光線的強弱，調節集熱器的朝向，使其受到的自然太陽光的投射最強，另外再利用可調節的聚光裝置人為的將其他太陽光線折射至集熱器上，有效的提高集熱效果。

2、本高效太陽能集熱器聚光鏡表面為凹凸狀和透明蓋板下端為波浪結構的設計，提高了光線的有效折射，減少光線的丟失，進一步提高集熱效果。

附圖說明

圖1是本高效太陽能集熱器的主視圖。

圖2是本高效太陽能集熱器的側視圖。

圖3是本高效太陽能集熱器中集熱殼體的俯視圖。

圖4是本高效太陽能集熱器中集熱殼體的剖視圖。

圖中，1、機座；2、集熱殼體；3、隔熱層；4、集熱板芯；5、排管；6、上集管；7、下集管；8、出熱水管；9、進冷水管；10、透明蓋板；11、支撐架；12、轉動盤；13、轉軸；14、驅動電機；15、連接桿；16、光源傳感器；17、聚光鏡；18、推動氣缸；19、連接塊；20、涂層；21、齒圈；22、齒輪。

具體實施方式

以下是本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。

如圖1、圖2、圖3、圖4，本高效太陽能集熱器，包括機座1和集熱殼體2，集熱殼體2內開口向上設置，集熱殼體2內壁上設有隔熱層3，隔熱層3上設有集熱板芯4，集熱板芯4為翼管式吸熱板，翼管式吸熱板熱效率高，排管5與吸熱板為一體，無結合熱阻，耐壓能力強，可承受較高的壓力。

集熱板芯4上緊密連接有若干等距平行設置的排管5，排管5的上端和下端分別貫通連接有上集管6和下集管7，上集熱和下集管7的一端均為密封結構，另外一端均伸出集熱殼體2，上集熱管伸出集熱殼體2的一端連接有出熱水管8，下集熱管伸出集熱殼體2的一端連接有進冷水管9，集熱板芯4、排管5、上集管6和下集管7上均覆蓋有用于吸收太陽能的涂層20。涂層20采用黑色涂料，具有較高的吸熱率和較低的反射率，避免太陽熱能的擴散，提高集熱效果。

集熱殼體2的開口上還設有透明蓋板10，透明蓋板10上端為平面結構，透明蓋板10下端為波浪結構，在不減少對太陽能光線吸收的情況下，將太陽能光線以陣列聚焦的方式更多的投射在排管5上，加速了排管5的集熱效果。

集熱殼體2下端設有支撐架11，支撐架11下端連接有轉動盤12，轉動盤12轉動通過轉軸13轉動連接于機座1上，機座1上設有驅動轉動盤12轉動的驅動電機14，機座1上還設有連接桿15，連接桿15的端部設有光源傳感器16，驅動電機14為私服電機，私服電機可控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象，非常適用轉動盤12的轉動，通過提高轉動的精確性，來提高太陽光線的投射。轉動盤12底部具有齒圈21，上述驅動電機14輸出軸向上設置，輸出軸固定有與齒圈21相互嚙合的齒輪22。其中齒圈21的徑長大于齒輪22的徑長，利用驅動電機14帶動齒輪22轉到，最后再利用齒輪22帶動齒圈21轉到，因齒圈21的徑長大于齒輪22的徑長可降低齒圈21的轉速，間接放慢轉動盤12的轉動，有利于延遲零部件的使用壽命。

集熱殼體2外側還設有可調節的聚光裝置，聚光裝置包括位于熱殼體兩側的聚光鏡17和推動氣缸18，熱殼體兩側具有連接塊19，推動氣缸18固定于連接塊19上，聚光鏡17轉動連接于連接塊19上，推動氣缸18的活塞桿端部固定于聚光鏡17背面。利用兩氣缸的伸縮控制兩聚光鏡17所形成的夾角，提高其聚光效果。聚光鏡17表面具有凹凸狀，利用凹凸結構可將投射在聚光鏡17上的光線，更好的折射至集熱殼體2內的集熱板芯4。

具體工作原理：首先冷水從進冷水管9進入至下集熱管，然后依次通過排管5、上集管6，最后從出熱水管8輸出。其中當出現陽光時，光源傳感器16會感應哪個方位光線較強，然后通過控制系統使得驅動電機14轉動，驅動電機14轉動會帶動其輸出軸上的齒輪22，與齒輪22相互嚙合的齒圈21也被帶動，隨后通過推動氣缸18控制聚光鏡17擺動。太陽光透過透明蓋板10，由其底部波浪結構將太陽能光線以陣列聚焦的方式更多的投射在排管5上，太陽光投射于聚光鏡17上時，聚光鏡17上的凹凸結構可將更多的光折射至集熱殼體2內，最后再透過透明蓋板10投射至排管5和集熱板芯4上，使得經過排管5水得到熱傳遞，對水進行加溫，最后輸出的水為熱水。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了機座1、集熱殼體2、隔熱層3、集熱板芯4、排管5、上集管6、下集管7、出熱水管8、進冷水管9、透明蓋板10、支撐架11、轉動盤12、轉軸13、驅動電機14、連接桿15、光源傳感器16、聚光鏡17、推動氣缸18、連接塊19、涂層20、齒圈21、齒輪22等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。