[實用新型]一種壁掛式太陽能跟蹤蓄熱系統

有效

• 申請號: 201720742316.7
• 申請日: 2017-06-24
• 公開（公告）號: CN207262747U
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 趙軍;馬凌;安青松;孟鋒;李揚;王珺瑤;孫太尉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F24S60/30
• 分類號: F24S60/30;F24S10/70;F24S50/20;F24S10/40;G05D3/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 程小艷

技術領域

本實用新型屬于太陽能蓄熱技術利用領域，尤其涉及一種壁掛式太陽能跟蹤蓄熱系統,具體來說涉及一種應用套管式真空管集熱器并輔以自動跟蹤及蓄熱裝置，減少集熱器末端損失和余弦損失的新型壁掛式太陽能跟蹤蓄熱系統。

背景技術

目前，太陽能熱水系統主要有緊湊式和分離式兩種，具體來說主要分為平板單機太陽能熱水器、熱管式真空管太陽能熱水器和陽臺壁掛式太陽能熱水器。但是平板太陽能熱水器散熱較快保溫性能差，熱管式真空管集熱器集熱效率較低，陽臺壁掛式太陽能熱水器安裝面積有限、成本較高、實用效果較差。除此之外，傳統集熱器沒有自動跟蹤功能，使得集熱系統集熱時長和集熱器角度受限，余弦損失和末端損失增大。另外，在中高溫或大規模用能場合，傳統集熱器只能產生40_～100℃的熱水或70_～200℃的熱空氣，運行效率低，傳熱溫差小、安裝容積有限使得傳統的太陽能熱水器的應用受到限制。

一般情況下，自來水在太陽能集熱器加熱后直接使用或者儲存于水箱中，通常作為生活用水。目前市場上的主流產品是分體式太陽能熱水器或者緊湊式太陽能熱水器，但無論哪種情況，都存在儲水箱容積大、蓄熱密度低、承壓有限的問題；此外，在循環過程中會產生一些不凝氣體或因局部高溫生成汽水混合物，從而導致換熱系數的降低，集熱不穩定，集熱效果差；蓄熱溫差小，散熱損失大，在惡劣天氣下儲能范圍較小。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服傳統太陽能集熱器集熱效果差的缺陷，以及陽臺壁掛式太陽能集熱器制作成本較高、節能效率低的技術不足，提供一種提高集熱效率的壁掛式太陽能跟蹤蓄熱系統。

本實用新型的技術方案：一種壁掛式太陽能跟蹤蓄熱系統，包括由集熱裝置與蓄熱裝置構成的油路，所述蓄熱裝置管程為水，殼程為導熱油，所述集熱裝置由設置于集熱面板上的集熱管、所述集熱管上端以法蘭連接的軟管以及與所述軟管相連的連集器構成，所述連集器上設置有固定于墻體上的保溫盒，所述保溫盒的兩側設置有入油口和出油口，所述集熱管上設置有集熱面板的俯仰角調節機構和轉動機構，所述俯仰角調節機構和轉動機構均由步進電機驅動，所述集熱管表面設置有光感應器，所述光感應器接收太陽光高度角、方位角光信號，經光信號集成運算放大器傳輸至集控中心，所述集控中心控制所述步進電機動作，驅動所述俯仰角調節機構和轉動機構工作。

所述集控中心核心為AVR單片機，所述光感應器為光敏二極管，所述光敏二極管分為縱向布置和橫向布置，其中縱向布置是與集熱管平行布置，橫向布置為與集熱管垂直布置，縱向布置探測太陽高度角偏差，橫向布置探測太陽方位角偏差。

所述集熱管上端的法蘭上設置有齒輪，所述轉動機構由齒輪、與所述齒輪嚙合的齒條以及設置于所述集熱管下端的從動軸承構成，實現所述集熱管沿其中心軸在[-90°，90°]之間轉動。

所述俯仰角調節機構為液壓傳動裝置，由設置于所述集熱面板上端的連桿和下端的液壓驅動裝置構成。

所述俯仰角調節機構為絲杠-滑塊-連桿傳動裝置，絲杠轉動，迫使滑塊移動，進而控制連桿轉動。

所述集熱管為太陽能真空管集熱器，由內外管腔構成，所述太陽能真空管集熱器表面與所述集熱面板連接且共同封裝在真空玻璃管內。

所述太陽能真空管集熱器由內聚光式真空吸熱管和同心套管式真空管集熱器其中之一構成。

所述軟管為波紋軟管，所述軟管外設置有保溫材料，由巖棉、礦棉其中之一構成。

所述連集器由分油器和集油器構成，所述連集器間設置有導熱塊，所述連集器外設有隔熱材料。

所述集熱管頂端頭設置有膨脹節。

本實用新型的有益效果：

1、本實用新型在提高集熱效率的同時增大太陽能集熱器集熱運行溫度區間，有效克服太陽能穩定性差、集熱效率低的不足，適合大規模民用用能場合及中高溫工業應用。

2、本實用新型可以安裝在建筑物高層或者空曠區域建筑物墻體上，增大適用范圍，解決高層建筑集熱面積不足的問題；雙向跟蹤系統可以同時跟進太陽高度角和方位角，減小余弦損失和末端損失，提高集熱效率。

3、本實用新型分體蓄熱式系統將集熱-蓄熱-放熱-用熱各個環節單獨分立，避免了水中不凝性氣體及局部汽化對傳熱過程的影響，提高蓄熱密度，保證集熱效果穩定；分體模式還可實現需求側管理的多情景供能模式，具有極大的普適性，特別適用于賓館、學校等大規模用水場所及工業中高溫用能場所，減少對化石能源的依賴，實現經濟運行、節能管理；分體結構避免水持續性的加熱、冷卻以及與金屬長時間接觸，保證水質，減少水中的危害成分，保證用戶健康。