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一种太阳能吸热装置及包括该吸热装置的采暖系统的制作方法

时间:2022-02-03 阅读: 作者:专利查询

一种太阳能吸热装置及包括该吸热装置的采暖系统的制作方法

1.本技术涉及太阳能采暖技术的领域,尤其是涉及一种太阳能吸热装置及包括该吸热装置的采暖系统。


背景技术:

2.太阳能是一种绿色可持续的清洁能源,也是未来的理想能源,太阳能采暖技术作为太阳能热利用的一个重要分支,具有广阔的开发利用前景。
3.目前,太阳能采暖技术一般是通过太阳能集热器将太阳能转化为热能再输送至用户管路,并通过用户管路以供应用户的采暖需求。传统的太阳能集热器通常是在屋顶或开阔地带安装太阳能集热板,通过太阳能集热板表面吸收太阳的辐射能并与传热介质进行热交换,从而将太阳能转化为热能。
4.针对上述中的相关技术,发明人认为传统的太阳能集热板吸热效果较差,一般通过增大太阳能集热板面积的方式以达到所需热量,但这样又会占用更大的安装空间。


技术实现要素:

5.为了在不增大安装空间的基础上提高太阳能吸热效果,本技术提供一种太阳能吸热装置及包括该吸热装置的采暖系统。
6.第一方面,本技术提供一种太阳能吸热装置,采用如下的技术方案:一种太阳能吸热装置,包括底座和吸热组件,吸热组件包括设置在底座上的框架、固定连接在框架顶部的若干个间隔设置的吸热管、以及固定连接在框架底部的折射板,折射板覆盖吸热管以及相邻吸热管之间部分所在的投影面,折射板顶面均匀形成有若干个侧面倾斜设置的凹槽。
7.通过采用上述技术方案,当太阳光照射在吸热装置上时,一部分太阳光直接向下照射在吸热管的顶部,一部分太阳光从相邻吸热管之间的间隙照射在折射板上,然后在折射板上进行折射,并向上折射在吸热管的底部,从而使吸热管的顶部和底部均能够吸收太阳光的辐射热量,并对吸热管内的传热介质进行加热,增大了吸热管的与太阳光的直接接触面积,既避免增大吸热装置的安装空间,也有效提高了吸热装置的吸热效果。
8.可选的,所述吸热组件设置有若干组,其中一组吸热组件水平设置在底座正上方,其余吸热组件对称设置在底座两侧的上方,且远离底座的一侧均倾斜向下,底座两侧的吸热组件的倾斜角度沿着远离底座正上方的吸热组件的方向逐渐增大。
9.通过采用上述技术方案,在底座上设置若干组吸热组件,且若干个吸热组件沿着太阳从早到晚的运动轨迹正对设置,使白天的各个时刻太阳都能够对至少一个吸热组件进行照射,进一步提高了吸热装置的吸热效果。
10.可选的,相邻所述吸热组件的框架相互铰接,底座两侧的每个吸热组件均与底座之间设置有可伸缩的驱动件,驱动件一端与吸热组件的框架铰接,另一端与底座铰接。
11.通过采用上述技术方案,在底座两侧的吸热组件与底座之间均设置驱动件,且相
邻吸热组件的框架相互铰接,能够在驱动件的作用下使吸热组件进行转动,从而调节底座两侧的吸热组件的倾斜角度,以确保太阳光能够照射在吸热组件上。
12.可选的,所述吸热管沿垂直于折射板的方向设置有两层,每层吸热管均设置有若干个,且两层吸热管交错设置。
13.通过采用上述技术方案,将吸热管设置两层,并使两层吸热管交错设置,在不影响吸热管顶部受到的太阳光照射面积的前提下,增大了相邻吸热管之间的间隙,进而使更多的太阳光能够从相邻吸热管之间照射在折射板上,从而有效增大了太阳光对吸热管底部的折射强度,提高了吸热装置的吸热效果。
14.可选的,所述凹槽呈长条状,相邻凹槽的侧面相互抵接。
15.通过采用上述技术方案,使凹槽的侧面相互抵接,能够增大折射板上折射位置的面积,进而增大了照射在折射板上的太阳光折射在吸热管底部的可能性。
16.可选的,所述折射板表面涂抹有远红外辐射涂料。
17.通过采用上述技术方案,在折射板表面涂抹远红外辐射涂料,能够有效增强折射板的辐射效果,增强了照射在折射板上的太阳光对吸热管的折射强度,进而提高了吸热管的吸热效果。
18.第二方面,本技术提供一种太阳能采暖系统,采用如下的技术方案:一种太阳能采暖系统,包括吸热装置、用户管路以及用于将吸热装置的所有吸热管均与用户管路循环连通的循环管路,循环管路上安装有循环泵。
19.通过采用上述技术方案,采暖系统工作时,吸热装置吸收的热量与循环管路内的流动介质进行换热,使循环管路内的流动介质升温,进而流动至用户管路内,为用户管路提供所需的热量,并在降温后经过循环管路重新回流至吸热装置内,从而实现太阳能吸热装置的采暖过程,提高了采暖过程的采暖效果。
20.可选的,所述循环管路上连通有若干个与吸热组件一一对应设置的连接管,连接管远离循环管路的一端与对应的吸热组件的所有吸热管均连通;还包括控制装置,控制装置包括控制器、温度检测元件和控制阀,温度检测元件和控制阀均设置有若干个且与连接管一一对应,温度检测元件安装在对应的连接管内,并用于检测对应的连接管内的温度,控制阀安装在对应的连接管上,控制器与温度检测元件、控制阀均连接,且用于控制温度最高的连接管上的控制阀开启。
21.通过采用上述技术方案,采暖时,由于白天中不同时刻太阳的位置不同,因此每个吸热组件的吸热管吸收的太阳热能也互不相同,当需要供暖时,控制组件控制温度最高的连接管上的控制阀开启,使得温度最高的连接管内的流动介质流动至用户管路内,从而确保用户管路的采暖效果。
22.可选的,所述控制器与驱动件连接,当温度最高的连接管的温度超过高温预设值时,控制器用于驱动驱动件伸缩并使底座两侧其余吸热组件的倾斜角度均与温度最高的连接管对应的吸热组件的倾斜角度相同。
23.通过采用上述技术方案,当白天温度最高的连接管的温度超过高温预设值时,控制器驱动底座两侧的其余吸热组件均转动至与吸热最多的吸热组件的倾斜角度相同的状态,此时底座两侧所有的吸热组件均能够充分吸收太阳热能,进一步提高了吸热装置的吸热效果。
24.可选的,所述循环管的两端之间连通有蓄热管,蓄热管上连通有蓄热器,蓄热管上还安装有与控制器连接的切换阀,当温度最高的连接管的温度超过高温预设值时,控制器控制切换阀打开。
25.通过采用上述技术方案,在循环管路之间通过蓄热管连通有蓄热器,当温度最高的连接管的温度超过高温预设值时,控制器使切换阀打开,此时循环管路内的一部分流动介质会进入蓄热器内进行换热,并通过蓄热管和循环管路回流至吸热装置内,而流经蓄热器的流动介质会将热量储存在蓄热器内,以便于在吸热装置供热不足时通过蓄热器对用户管路进行供热。
26.综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:通过设置若干个吸热管,并在吸热管下方设置折射板,使吸热管的顶部和底部均能够吸收太阳光的辐射热量,增大了吸热管的与太阳光的直接接触面积,有效提高了吸热装置的吸热效果;通过设置若干组吸热组件,使白天的各个时刻太阳都能够对至少一个吸热组件进行照射,进一步提高了吸热装置的吸热效果;通过设置控制装置,使温度最高的连接管上的控制阀开启,使温度最高的连接管内的流动介质流动至用户管路内,从而确保用户管路的采暖效果;通过使控制器控制驱动件的伸缩过程,进而使底座两侧的其余吸热组件的倾斜角度均与温度最高的吸热组件的倾斜角度相同,使所有的吸热组件均能够充分吸收太阳热能,进一步提高了吸热装置的吸热效果。
附图说明
27.图1是本技术实施例吸热装置的结构示意图;图2是本技术实施例吸热组件的爆炸示意图;图3是本技术实施例吸热装置的剖视图;图4是本技术实施例采暖系统的结构示意图;图5是本技术实施例旨在显示连接管的局部结构示意图。
28.附图标记说明:1、吸热装置;11、底座;111、驱动气缸;12、吸热组件;121、框架;1211、支撑架;122、吸热管;123、折射板;1231、凹槽;2、用户管路;3、循环管路;31、连接管;32、循环泵;4、控制装置;41、控制器;42、温度表;43、控制阀;5、蓄热管;51、切换阀;6、蓄热器。
具体实施方式
29.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
30.本技术实施例公开一种太阳能吸热装置。
31.参照图1,一种太阳能吸热装置包括底座11和沿着白天太阳的运动轨迹依次设置的若干组吸热组件12,在白天时至少一组吸热组件12能够受到太阳的照射,并吸收太阳的辐射热能。
32.参照图1和图2,吸热组件12包括框架121、吸热管122和折射板123,框架121呈矩形框体,并与底座11连接,框架121底部设置有支撑架1211,支撑架1211呈十字形,且与框架
121固定连接;吸热管122在框架121顶部内沿着垂直于框架121所在平面的方向设置有两层,每层吸热管122均沿着框架121的宽度方向间隔设置有若干个,且两层吸热管122交错设置,吸热管122的长度方向与框架121的长度方向相同,吸热管122的两端分别穿出至框架121的两端,并与框架121固定连接;折射板123所在的平面与框架121所在的平面平行,且固定设置在框架121内两层吸热管122下方,折射板123的尺寸与框架121内部的尺寸相适配,折射板123沿其宽度是由若干个倾斜设置的长条状的斜板相互固定而成的,相邻两个斜板的倾斜方向相反,并在折射板123顶面均匀形成若干个凹槽1231,折射板123表面涂抹有远红外辐射涂料1232。
33.使用时,一部分太阳光向下照射在吸热管122的顶部,还有一部分太阳光穿过相邻吸热管122之间并照射在折射板123顶面上,然后在折射板123顶面的斜板上向上折射后照射在吸热管122的底部,使得吸热管122的顶部和底部均能够吸收太阳光的辐射热能,有效提高了吸热效果。
34.参照图3,其中一组吸热组件12的框架121水平设置在底座11正上方,且框架121底部的支撑架1211与底座11顶端固定连接。其余吸热组件12对称设置在底座11两侧的上方,其余吸热组件12的框架121远离底座11的一侧均倾斜向下,且底座11两侧框架121的倾斜角度沿着远离底座11正上方框架121的方向逐渐增大。
35.使用时,使底座11两侧的折射板123分别位于东西方向,随着白天太阳的运动轨迹,不同时刻太阳光会照射在不同吸热组件12的吸热管122上,使吸热装置1在白天的任何时刻都能够吸收太阳辐射热能,进一步提高了吸热效果。
36.参照图3,相邻吸热组件12的框架121相互铰接,底座11两侧的每组吸热组件12下方的支撑架1211与底座11之间均设置有驱动件,驱动件为沿着垂直于支撑架1211所在平面设置的驱动气缸111,驱动气缸111的一端与支撑架1211铰接,另一端与底座11铰接。
37.使用时,能够通过驱动气缸111活塞杆的伸缩调节不同吸热组件12的倾斜角度,使太阳光能够尽可能多的照射在吸热管122上,确保吸热装置1的吸热效果。
38.本技术实施例一种太阳能吸热装置的实施原理为:使用时,使底座11两侧的折射板123分别位于东西方向,随着白天太阳的运动轨迹,不同时刻太阳光会照射在不同的吸热组件12上,其中一部分太阳光向下照射在吸热管122的顶部,还有一部分太阳光穿过相邻吸热管122之间并照射在折射板123顶面上,并经过折射后照射在吸热管122的底部,使得白天的任何时刻都有对应的吸热组件12的吸热管122顶部和底部均吸收太阳光的辐射热能,有效提高了吸热效果。
39.本技术实施例还公开一种太阳能采暖系统。
40.参照图4,一种太阳能采暖系统,包括上述的吸热装置1、用户管路2和循环管路3,吸热装置1安装在屋顶,用户管路2安装于室内,循环管路3用于将吸热装置1与用户管路2循环连通,从而使吸热装置1吸收的热能能够对用户管路2进行供热。
41.参照图5,每组吸热组件12的吸热管122出口端均共同连通有连接管31,连接管31的另一端与循环管路3连通,每组吸热组件12的吸热管122入口端均与循环管路3连通,循环管路3上安装有循环泵32。
42.参照图4和图5,采暖系统还包括控制装置4,控制装置4包括控制器41、温度检测元件和控制阀43,温度检测元件和控制阀43均设置有若干个且与连接管31一一对应,温度检
测元件为温度表42,温度表42和控制阀43均安装在对应的连接管31上,温度表42用于检测对应的连接管31内流动介质的温度,并输出检测信号;控制器41与温度检测元件、控制阀43均连接,控制器41响应于检测信号,并用于控制温度最高的连接管31上的控制阀43开启。
43.采暖时,每组吸热组件12均吸收太阳辐射热能,控制器41使温度最高的连接管31上的控制阀43开启,从而温度最高吸热组件12的吸热管122经过连接管31和循环管路3与用户管路2循环连通,循环泵32将温度最高的吸热组件12的吸热管122内的流动介质输送至用户管路2内,为用户管路2进行供热。
44.参照图3和图4,控制器41与所有的驱动气缸111均连接,当温度最高的连接管31的温度超过预设值时,控制器41用于驱动驱动气缸111的活塞杆伸缩并使底座11两侧其余吸热组件12的倾斜角度均与温度最高的连接管31对应的吸热组件12的倾斜角度相同。
45.当太阳光光照充足时,温度最高的连接管31的温度超过预设值,此时控制器41使底座11两侧吸热组件12下方的驱动气缸111活塞杆伸缩,进而使底座11两侧的所有吸热组件12均转动至与温度最高的吸热组件12相同的倾斜角度,使太阳光能够垂直照射在底座11两侧所有的吸热组件12的吸热管122上,有效提高了吸热装置1在光照充足时的吸热效果。
46.参照图4,循环管的两端之间连通有蓄热管5,蓄热管5上安装有蓄热器6和切换阀51,切换阀51与控制器41连接,当温度最高的连接管31的温度超过预设值时,控制器41控制切换阀51打开。
47.当太阳光光照充足时,温度最高的连接管31的温度超过预设值,此时控制器41控制切换阀51打开,一部分经过吸热装置1加热后的流动介质会沿着蓄热管5流动至蓄热器6内进行换热,将多余热量储存在蓄热器6内,以便于在光照条件较差时通过蓄热器6对用户管路2进行供热。
48.以上均为本技术的较佳实施例,并非依此限制本技术的保护范围,故:凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本技术的保护范围之内。