[發明專利]轉動式平板太陽能熱水器及轉動式太陽能－電能轉化裝置

無效

• 申請號: 200610135329.4
• 申請日: 2006-12-15
• 公開（公告）號: CN101201206A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 陳奮策
• 申請（專利權）人: 陳奮策
• 主分類號: F24J2/20
• 分類號: F24J2/20;F24J2/32;F24J2/38;F24J2/40
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司
• 代理人: 丁秀麗

技術領域

本發明涉及一種太陽能利用裝置，特別是轉動式平板太陽能熱水器及轉動式太陽能-電能轉化裝置。

背景技術

專利號為200410025771.2的中國發明專利提供了一種真空玻璃蓋板平板式太陽能熱水器，它具有保溫材料和外框組成的箱體，在箱體上方設有真空玻璃平板，箱體內設有熱管和肋片組成的吸熱板，熱管的冷凝段設在與貯水箱相連通的加熱水箱內、或者貯水箱內，吸熱板置于真空玻璃平板下面。該結構利用真空玻璃平板的高透光性和防止散熱性，可使太陽光線穿透真空玻璃平板照射到吸熱板上，加熱熱管內的工作介質，從而通過工作介質的流動傳熱使貯水箱或加熱水箱內的水受熱。該裝置存在的不足之處在于：(1)真空玻璃平板價格十分昂貴，制作工藝復雜，不僅成本很高，而且維修更換不易，因此普通老百姓難以購買。(2)眾所周知，太陽在天空中的位置是隨一天中的時刻不同而變化著的，即太陽光線與真空玻璃平板所在平面的夾角會隨時刻而變化；而該裝置由于是固定不動的，其真空玻璃平板與太陽光線的入射角度在一天之中保持恒定不變，即在一天中只有一個時刻是與太陽光線垂直的，因此不能充分獲得太陽光的最大能流密度，效價比不高。

同樣，已有的用于吸收太陽能并將其轉化為電能的平板吸收轉化器也是固定式結構，因此也存在著不能充分獲得太陽光的最大能流密度，效價比不高的問題。

發明內容

為了解決現有技術所存在的上述問題，本發明的技術方案一提供了一種轉動式平板太陽能熱水器，它可使集熱箱體在一天或一天中的某段時間隨太陽在天空中的位置變化而旋轉，從而保證該熱水器最大限度地獲得太陽光的最大能流密度，既充分利用了太陽光能，提高了熱水器的工作效率，又有利于降低制造成本、簡化制造工藝。

本發明技術方案一是這樣構成的，它包括集熱箱體，箱體上方設有玻璃平板和平鋪在玻璃平板下方的吸熱板，吸熱板由熱管和集熱肋片組成，熱管的冷凝段設在加熱水箱內，其特征在于：集熱箱體下部設有用于帶動其轉動的轉動軸和用于帶動轉動軸轉動的轉動裝置，轉動軸與地軸平行，即轉動軸所在轉動平面與所在地地平面的夾角θ等于當地緯度，轉動裝置的控制端受時鐘控制使得轉動軸所在轉動平面在一定時刻保持與太陽光線垂直的角度而繞轉動軸旋轉；玻璃平板與轉動平面之間具有-23.5°～23.5°的夾角θ′，玻璃平板與轉動平面的相交線垂直于轉動軸。

較之已有技術而言，本發明由于采用與地軸平行的轉動軸帶動集熱箱體隨太陽在天空中的變化而旋轉，使得太陽光線在一天中或一天中的某段時間能始終保持垂直轉動軸所在轉動平面的方向照射，因此一方面有利于保證該熱水器最大限度地獲得太陽光的最大能流密度，提高太陽光能的利用率和熱水器的熱效率，另一方面，由于太陽光能的利用率和熱水器的熱效率大大提高，因此可以將原有覆蓋在集熱箱體上方的真空玻璃平板改成價格便宜的普通玻璃平板，從而大大降低制造成本，簡化制造工藝。

上述技術方案中，使玻璃平板與轉動平面之間具有-23.5°～23.5°的夾角θ′，主要是考慮到太陽光線會隨著春夏秋冬的變化而改變入射角度，因此制作時最好根據季節的變化設置不同的夾角，最好的方法是采用一種升降或轉動裝置使玻璃平板與轉動平面之間的夾角θ′隨著季節的變化而調整適當的角度，但這樣做的成本較高，而且工作的穩定性難以保證，因此最簡易的方法就是直接通過支撐架使玻璃平板及吸熱板與轉動平面之間保持固定的角度，并在玻璃平板與轉動平面之間添加保溫材料層，而考慮到冬天天氣寒冷，需要的熱量較多，而夏天天氣熱，需要的熱量較少，因此將該夾角θ′設置在約12°左右為較佳選擇。

上述技術方案中的玻璃平板可以采用雙層普通玻璃平板或真空玻璃平板或蜂窩式結構的平板。采用雙層普通玻璃平板可以保證太陽光入射，而又防止熱量散發，因此可在確保較充分利用太陽能的同時大大降低生產成本。而采用真空玻璃平板和蜂窩式結構的平板，可使集熱箱體的保溫性能進一步提高，但價格較為昂貴。

為了便于轉動軸的轉動并確保轉動軸轉動的平穩性，上述技術方案中的轉動裝置包括連接于轉動平面下方的半圓形齒圈或齒輪、用于帶動齒圈或齒輪轉動的齒輪或齒條減速傳動裝置、以及用于帶動齒輪或齒條減速傳動裝置的動力機構，半圓形齒圈或齒輪的軸線與轉動軸的軸線重合。

上述動力機構包括電機、及與電機的控制端連接且由時鐘控制程序控制的單片機。