[發(fā)明專利]一種自跟蹤太陽能熱水器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310275743.5
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN103322699A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張志毅
• 申請（專利權(quán)）人: 海寧太陽村熱水器有限公司
• 主分類號: F24J2/20
• 分類號: F24J2/20;F24J2/46
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33228
• 代理人: 王樹鏞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自跟蹤太陽能熱水器。

背景技術(shù)

太陽能熱水器將太陽光能轉(zhuǎn)化為熱能，將水從低溫度加熱到高溫度，以滿足人們在生活、生產(chǎn)中的熱水使用。太陽能熱水器按結(jié)構(gòu)形式分為真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器，真空管式太陽能熱水器為主，占據(jù)國內(nèi)95%的市場份額。真空管式家用太陽能熱水器是由集熱管、儲水箱及支架等相關(guān)附件組成，把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能主要依靠集熱管。集熱管利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產(chǎn)生微循環(huán)而達(dá)到所需熱水。

眾所周知，當(dāng)太陽光垂直照射在集熱板上時，集熱板能夠吸收的太陽能最多，也就是收集太陽能的效率最高，但是由于氣候不定性、時間控制較難等因素的影響，現(xiàn)有的太陽能熱水器均沒有能較好的做到這一點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問題，提供一種自跟蹤太陽能熱水器，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何適時跟蹤太陽光、以增大太陽能利用效率。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種自跟蹤太陽能熱水器，包括底座和集熱板，其特征在于，所述底座上設(shè)有轉(zhuǎn)軸一，所述轉(zhuǎn)軸一的上端固設(shè)有一控制箱，所述控制箱的邊緣處通過一轉(zhuǎn)軸二與所述集熱板鉸接，所述控制箱內(nèi)設(shè)有一能夠控制集熱板繞轉(zhuǎn)軸二擺動的趨光結(jié)構(gòu)，所述底座與控制箱箱體之間設(shè)有能夠控制控制箱在集熱板擺動至水平位置時繞轉(zhuǎn)軸一轉(zhuǎn)動180°的換向結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的工作原理是：本太陽能熱水器采用趨光結(jié)構(gòu)使集熱板隨著太陽光的照射方向而擺動，從而使集熱板能夠始終保持與太陽光近視垂直的位置，這樣的話，太陽能能夠盡可能高效率的被集熱板吸收，由于集熱板繞轉(zhuǎn)軸二擺動，其擺動至水平位置時，太陽光的直照方向不能與集熱板垂直，此時，換向結(jié)構(gòu)將轉(zhuǎn)軸一轉(zhuǎn)動180°，從而使集熱板繼續(xù)與太陽光保持近視垂直的狀態(tài)；需要提到的是：集熱板的擺動時緩慢的，每12小時完成一個擺動周期，而換向結(jié)構(gòu)驅(qū)使的轉(zhuǎn)軸一的轉(zhuǎn)動時瞬間完成的。

在上述的一種自跟蹤太陽能熱水器中，所述趨光結(jié)構(gòu)包括固設(shè)在控制箱箱體上的連桿，所述連桿的一端轉(zhuǎn)動連接有一定時齒輪，所述連桿與定時齒輪之間通過銷釘連接，所述連桿的另一端開設(shè)有滑槽，所述滑槽內(nèi)插設(shè)有一推桿，所述推桿上連接有一擺桿，所述擺桿的一端與推桿連接，所述擺桿的另一端與定時齒輪的偏心位置處鉸接，所述推桿橫向抵靠在所述集熱板上。擺桿鉸接在定時齒輪的偏心位置，定時齒輪的轉(zhuǎn)動帶動擺桿擺動，擺桿的外端通過推桿滑動連接在滑槽內(nèi)，最終的結(jié)果是：定時齒輪的轉(zhuǎn)動，帶動推桿做豎直方向上的往復(fù)運動，從而推動集熱板繞轉(zhuǎn)軸二來回擺動，以水平面為基準(zhǔn)，擺動夾角大約為0°～75°之間（由于在集熱板處于75°～90°之間時，屬于即將日落或太陽剛剛升起的時候，太陽光較弱，而且在此角度范圍內(nèi)，能夠遮擋太陽光的建筑物、植物、山峰等較多，本太陽光是否垂直照射在集熱板上對所能利用的太陽能的大小影響較小，本方案中將不予考慮）。

在上述的一種自跟蹤太陽能熱水器中，所述集熱板的下端面上開設(shè)有導(dǎo)向槽，所述推桿抵靠所述導(dǎo)向槽內(nèi)；所述集熱板上開設(shè)有一避讓槽，所述連桿插設(shè)在所述避讓槽內(nèi)。推桿在豎直方向上的往復(fù)運動時，能夠沿導(dǎo)向槽滑動，從而推動集熱板繞轉(zhuǎn)軸二擺動；避讓槽用于給集熱板擺動時預(yù)留空間，同時也用于插設(shè)連桿。

在上述的一種自跟蹤太陽能熱水器中，所述控制箱箱體上固設(shè)有電機(jī)一，所述電機(jī)一的輸出軸上固設(shè)有基準(zhǔn)齒輪，所述控制箱箱體上設(shè)有一中間軸，所述中間軸上設(shè)有減速齒輪一和減速齒輪二，所述基準(zhǔn)齒輪與所述減速齒輪一嚙合，所述減速齒輪二與所述定時齒輪嚙合；所述定時齒輪的轉(zhuǎn)動角速度為每12小時轉(zhuǎn)動一圈。減速齒輪一、減速齒輪二、定時齒輪和基準(zhǔn)齒輪的作用是，將電機(jī)一的勻速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)槎〞r齒輪的緩慢轉(zhuǎn)動，定時齒的轉(zhuǎn)動角速度為每12小時轉(zhuǎn)動一圈，這樣的話，定時齒輪轉(zhuǎn)動一圈能夠帶動集熱板擺動一個周期，完成對太陽光的跟蹤，夜間正常運轉(zhuǎn)，使集熱板恢復(fù)到原來的狀態(tài)。

在上述的一種自跟蹤太陽能熱水器中，所述換向結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在銷釘上的觸頭，所述連桿上設(shè)有感應(yīng)開關(guān)，所述觸頭向定時齒輪的一側(cè)伸出且定時齒輪每旋轉(zhuǎn)一圈均能所述觸頭與感應(yīng)開關(guān)接觸。當(dāng)銷釘上的觸頭與連桿上的感應(yīng)開關(guān)接觸時，正好是集熱板處于水平位置時，即正當(dāng)中午12點或午夜0點，感應(yīng)開關(guān)對此時間進(jìn)行判定并使集熱板繞轉(zhuǎn)軸二轉(zhuǎn)動180°，完成換向。