工業用太陽能地面集熱裝置製造方法
2023-06-12 05:40:11 2
工業用太陽能地面集熱裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種工業用太陽能地面集熱裝置，其特徵在於：包括可調式工業太陽能追日裝置、固定式頂部多倍數集熱板及地面熱能採集裝置，其中：自太陽發出的光線經二維旋轉反射平面反射始終到達固定式頂部多倍數集熱板，再經由固定式頂部多倍數集熱板反射回地面熱能採集裝置。本發明利用全鋁結構的可調式工業太陽能追日裝置和多倍數聚光集熱技術相結合，實現太陽能熱量迅速高效採集，結構簡單、成本低廉、跟蹤精度高、集熱效率好，可廣泛應用於工業制熱領域。
【專利說明】工業用太陽能地面集熱裝置【技術領域】
[0001]本發明是一種輕型的工業用太陽能地面集熱裝置，特別涉及一種全鋁結構可調式工業太陽能追日裝置和多倍數多次聚光集熱技術，尤其適用於工業領域的輻射熱需求，屬於中溫太陽能熱利用領域。
【背景技術】
[0002]隨著常規能源的日益枯竭和人類環保意識的提高，對清潔環保型新能源的需求日益增大，其中太陽能資源的開發與利用逐漸受到大家關注，因為它取之不盡用之不竭，易於採集並且清潔無汙染。現如今，中溫太陽能已廣泛應用於工業制熱，特別是塑料加工、玻璃加工、食品加工、化學工業等領域。
[0003]太陽能追日裝置是整套太陽能地面集熱裝置的一個重要組成部分。它的質量、性能、成本、跟蹤精度直接影響到太陽能熱量採集系統的穩定和效率，設計工藝尤為重要。
[0004]在中高溫太陽能熱利用的工藝中，傳統的機電設計工藝採用大型成套傳動部件與鋼結構組裝，成本高昂、尺寸單一、加工複雜。如何簡化結構、降低成本、提高效率和跟蹤精度成為亟需改善的方向。[0005]另一方面，傳統集熱裝置太陽熱能一旦經過多次反射回到地面，後級反射能量必然等比擴散，無法達到充分聚集的效果。如何提高通過太陽能多次反射聚光集熱的效率是一個迫切需要解決的問題。
【發明內容】
[0006]本發明目的是解決上述現有技術，太陽能地面集熱系統中後級反射的能量較為擴散，導致其效率較低，同時太陽能地面集熱系統整體結構較為複雜，生產成本較高的問題，提供一種新型工業用太陽能地面集熱裝置。
[0007]為實現上述目的，本發明的技術方案提供了一種工業用太陽能地面集熱裝置，其特徵在於:包括可調式工業太陽能追日裝置、固定式頂部多倍數集熱板及地面熱能採集裝置，所述可調式工業太陽能追日裝置至少包括支撐架、電機，旋轉導軌及二維旋轉反射平面，所述二維旋轉反射平面設置在支撐架上，所述電機連接控制單元，所述控制單元與光電傳感器相連，所述控制單元根據光電傳感器獲得的信號控制電機驅動二維旋轉反射平面沿旋轉導軌轉動至適當角度，使得自太陽發出的光線經二維旋轉反射平面反射始終到達固定式頂部多倍數集熱板，再經由固定式頂部多倍數集熱板反射回地面熱能採集裝置。
[0008]優選地，所述固定式頂部多倍數集熱板與水平面保持一定偏轉角度，使得光線自所述可調式工業太陽能追日裝置至所述固定式頂部多倍數集熱板所經過的路徑長度為光線自所述固定式頂部多倍數集熱板至所述地面熱能採集裝置所經過的路徑長度的η倍，則多次反射可以實現的總能量聚集倍數為η。
[0009]所述可調式工業太陽能追日裝置的材質為鋁合金。
[0010]優選地，所述可調式工業太陽能追日裝置與所述地面熱能採集裝置處於同一水平高度。
[0011]本發明利用全鋁結構的可調式工業太陽能追日裝置和多倍數聚光集熱技術相結合，實現太陽能熱量迅速高效採集，結構簡單、成本低廉、跟蹤精度高、集熱效率好，可廣泛應用於工業制熱領域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為工業用太陽能地面集熱裝置整體示意圖；
圖2為多倍數聚光集熱技術原理示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
[0014]如圖1所示，為本發明提供的工業用太陽能地面集熱裝置整體示意圖，包括可調式工業太陽能追日裝置、固定式頂部多倍數集熱板5及地面熱能採集裝置6。
[0015]可調式太陽能追日裝置，由鋁合金材料製成，結構輕便、價格低廉、傳熱效果好、耐高溫、抗腐蝕，其安置於地面固定位置，只實現小範圍旋轉運動，所佔空間小，運動靈活。該裝置包括支撐架2、旋轉導軌3及二維旋轉反射平面4。光線和熱能由太陽I不斷輻射出來後形成平行光束，到達可調式太陽能追日裝置，該裝置通過內部的光電傳感器自動感應，並由控制單元獲取光電傳感器的信號後控制電機動作，電機則帶動二維旋轉平面4沿旋轉導軌3轉動至適當角度，使得光線經二維旋轉反射平面4反射後始終到達固定式頂部多倍數集熱板5。其中，通過光電傳感器感應控制二維旋轉平面4自動調節轉向，使反射光準確到達頂部固定位置，其跟蹤精度高。在本實施例中，旋轉導軌3有兩條，分別由一臺電機驅動，實現兩個方向的旋轉調節，從而使二維旋轉平面4達到最理想位置，以保證反射光線準確到達固定式頂部多倍數集熱板5。二維旋轉平面4可將多束平行太陽光線經反射匯聚為一點，增加光能密度，從而使能量更集中。
[0016]可調式太陽能追日裝置發射出的光線經固定式頂部多倍數集熱板5反射回到地面，再由地面熱能採集裝置6將能量採集存儲。
[0017]結合圖2，固定式頂部多倍數集熱板5與水平面保持一定偏轉角度，使得光線自可調式工業太陽能追日裝置至固定式頂部多倍數集熱板5所經過的路徑長度為2L，光線自固定式頂部多倍數集熱板5至地面熱能採集裝置6所經過的路徑長度為L，這樣入射光線的長度是反射光線長度的兩倍，所以從平面上來說，輻射面積將變為原來的1/4。面積變小，能量就更為集中，熱能密度增大，在小範圍內實現迅速高效升溫，局部位置可升溫至上千攝氏度。
[0018]地面熱能採集裝置6將反射回地面的太陽能收集並儲存起來，以便應用於後續的工業加工，其與可調式太陽能追日裝置處於同一水平高度。利用空間多次發射，不僅將太陽能聚集，增加能量密度，還節省了地面空間
本發明提供的整套裝置有效地解決了之前所面臨的成本、工藝、效率等實際問題，結構簡單、成本低廉、跟蹤精度高、集熱效率好，並且節約空間，實現了太陽能熱量迅速高效採集存儲，必將成為工業制熱的良好選擇。
【權利要求】
1.一種工業用太陽能地面集熱裝置，其特徵在於:包括可調式工業太陽能追日裝置、固定式頂部多倍數集熱板(5)及地面熱能採集裝置(6)，所述可調式工業太陽能追日裝置至少包括支撐架(2)、電機，旋轉導軌(3)及二維旋轉反射平面(4)，所述二維旋轉反射平面(4)設置在支撐架(2)上，所述電機連接控制單元，所述控制單元與光電傳感器相連，所述控制單元根據光電傳感器獲得的信號控制電機驅動二維旋轉反射平面(4)沿旋轉導軌(3)轉動至適當角度，使得自太陽(I)發出的光線經二維旋轉反射平面(4)反射始終到達固定式頂部多倍數集熱板(5)，再經由固定式頂部多倍數集熱板(5)反射回地面熱能採集裝置(6)。
2.根據權利要求1所述的一種工業用太陽能地面集熱裝置，其特徵在於:所述固定式頂部多倍數集熱板(5)與水平面保持一定偏轉角度，使得光線自所述可調式工業太陽能追日裝置至所述固定式頂部多倍數集熱板(5)所經過的路徑長度為光線自所述固定式頂部多倍數集熱板(5)至所述地面熱能採集裝置(6)所經過的路徑長度的η倍，則多次反射可以實現的總能量聚集倍數為η。
3.根據權利要求1所述的一種工業用太陽能地面集熱裝置，其特徵在於:所述可調式工業太陽能追日裝置的材質為鋁合金。
4.根據權利要求1所述的一種工業用太陽能地面集熱裝置，其特徵在於:所述可調式工業太陽能追日裝置與所述地面熱能採集裝置(6 )處於同一水平高度。
【文檔編號】F24J2/38GK103851799SQ201410118582
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】朱文廷 申請人:相輿科技（上海）有限公司