一种利用凸透镜阵列的太阳能供暖系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种利用凸透镜阵列的太阳能供暖系统，属于太阳能光热利用领域。针对现有利用太阳能供暖的系统成本高且能耗大的问题，本实用新型专利技术提供了一种利用凸透镜阵列的太阳能供暖系统，它包括利用凸透镜对太阳光进行热量收集的聚能装置，聚能装置的出口与储水箱的入口连通，储水箱的出口分别通过管道与聚能装置的进口、供暖装置的进口连通，供暖装置的出口通过管道与储水箱连通，聚能装置出口与储水箱入口连通的管道上设置有温度检测装置。本实用新型专利技术利用凸透镜进行太阳光热能的获取，减小空气污染和温室气体的排放量，储水箱与聚能装置、供暖装置双向连接，增加了整个系统的循环使用功能，减少能耗且节约成本；温度检测装置增加了安全性。检测装置增加了安全性。检测装置增加了安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种利用凸透镜阵列的太阳能供暖系统


[0001]本技术属于太阳能光热利用
，更具体地说，涉及一种利用凸透镜阵列的太阳能供暖系统。

技术介绍

[0002]太阳能光热供暖系统是将清洁、无污染的太阳能收集利用，然后将太阳光热能量通过水等介质交换传递给室内的地暖或暖气片等散热气供暖的一种太阳能光热利用方式。此方式不仅最大效率的利用了太阳光热能量可节约成本40
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60％以上，同时避免燃烧煤炭、燃气等化石能源对环境的污染，为用户提供了洁净、温暖舒适的生活空间。当前，太阳能采暖主要可分为两种形式：一、被动式太阳能采暖系统：被动式太阳能采暖是通过建筑朝向和周围环境的合理布置，以及建筑材料和结构的恰当选择，建筑物在冬季能够充分吸收和贮存太阳辐射能，达到采暖的目的。此系统结构简单、廉价、易于管理，但热量变化波动大，换热效率低，保温效果较差，晚间或阴雨天气下难以实现持续供暖；二、主动式太阳能采暖系统：由集热系统将太阳能转换成热能，再将所得的热量通过传热工质传递到蓄热器或采暖房内从而达到供暖目的。相比于被动式太阳能采暖，其供热工况更加稳定，但同时，投资费用也增大，以及因为没有水温监测系统，无法准确判断水温情况，造成能耗增大。
[0003]针对上述问题也进行了相应的改进，如中国专利申请号CN201120474212.5，公开日为2012年7月11日，该专利公开了一种太阳能供暖装置包括：上部水箱、下部水箱、集热玻璃管、玻璃内管、循环水泵、进水管、出水管、循环水管，所述集热玻璃管的管壁上设有凸透镜，玻璃内管均匀的安置在集热玻璃管内所述凸透镜的焦点处，且分别与上部水箱和下部水箱相通，集热玻璃管的两端分别固定在上部水箱、下部水箱上，构成太阳能热水器，进水管、循环水管和下部水箱相连，循环水管上设置有循环水泵，出水管一端与上部水箱相连，另一端与淋浴和供暖装置相连。该专利的不足之处在于：虽能极大提高光能的利用率，但是整体自动化程度较低，使用较为繁琐。
[0004]又如中国专利申请号CN201820115361.4，公开日为2018年8月31日，该专利公开了一种太阳能供暖装置，包括热交换器、供应罐、回水罐、蓄热罐、热水罐，热交换器安装在供应罐、回水罐之间并通过管路连通，供应罐的输入端与供暖管路的出口连接，供暖管路的入口与蓄热罐连通。回水罐的输出端与蓄热罐连通，热水罐与蓄热罐连通。热交换器内设置有以多个按上下方向相互紧贴、并排且呈螺旋形的热交换管。该专利的不足之处在于：缺乏安全监控，容易存在资源浪费的情况。

技术实现思路

[0005]1、要解决的问题
[0006]针对现有利用太阳能供暖的系统成本高且能耗大的问题，本技术提供了一种利用凸透镜阵列的太阳能供暖系统。本技术利用凸透镜进行太阳光热能的获取，减小空气污染和温室气体的排放量，储水箱与聚能装置、供暖装置双向连接，增加了整个系统的
循环使用功能，减少能耗且节约成本；温度检测装置增加了安全性，整个系统布局简单，充分利用太阳光热能的同时减小成本的投入。
[0007]2、技术方案
[0008]为解决上述问题，本技术采用如下的技术方案。
[0009]一种利用凸透镜阵列的太阳能供暖系统，包括利用凸透镜对太阳光进行热量收集的聚能装置，聚能装置的出口与储水箱的入口连通，储水箱的出口分别通过管道与聚能装置的进口、供暖装置的进口连通，供暖装置的出口通过管道与储水箱连通，聚能装置出口与储水箱入口连通的管道上设置有温度检测装置。
[0010]更进一步的，所述聚能装置包括由若干个串联或并联在一起的凸透镜形成的凸透镜阵列，吸收凸透镜阵列热能的金属板，金属板的上表面设置在凸透镜阵列的焦平面上，金属板的下表面设置有集热管和导热翅片，集热管上设置有介质流动通道，介质流动通道内设置有吸热介质，介质流动通道的出口与储水箱的入口连通，导热翅片设置在集热管的四周。
[0011]更进一步的，所述凸透镜阵列通过调节装置与金属板连接，通过调节装置使得金属板的上表面与凸透镜阵列聚光形成的焦平面位置重叠。
[0012]更进一步的，所述凸透镜阵列中的凸透镜为球面双凸透镜、非球面双凸透镜、球面平凸透镜、非球面平凸透镜中的一种。
[0013]更进一步的，金属板的表面涂覆有光谱选择性吸收涂层。
[0014]更进一步的，所述凸透镜阵列的上方还设置有玻璃盖板，玻璃盖板与金属板连接。
[0015]更进一步的，所述储水箱上还设置有降温管道，所述降温管道与外界冷却水连通，且降温管道上设置有电磁阀。
[0016]更进一步的，储水箱上还设置有辅助加热装置，所述辅助加热装置用于对储水箱内的水进行加热到设定温度。
[0017]3、有益效果
[0018]相比于现有技术，本技术的有益效果为：
[0019](1)本技术中的聚能装置热能的获取不依赖于燃烧煤炭、天然气等化石能源，而是利用凸透镜进行太阳光热能的获取继而减小空气污染和温室气体的排放量；通过聚能装置吸收热能并对介质进行加热，进入到储水箱内储备，供暖装置与储水箱连通实现供暖，并且通过将储水箱与聚能装置、供暖装置双向连接，增加了整个系统的循环使用功能，减少能耗且节约成本；同时温度检测装置的设置有效增加了整个系统的安全性，便于对聚能装置出口的介质进行实时监测，便于后续动作的进行；整个系统布局简单，充分利用太阳光热能的同时减小成本的投入；
[0020](2)本技术中的聚能装置通过若干个凸透镜排列形成阵列，进行太阳光热能的吸收，并且将金属板的上表面与凸透镜阵列的焦平面重叠，使得凸透镜阵列吸收的太阳光热能能够被金属板吸收，随后金属板将热能直接传递、交换给金属板下表面的集热管，对集热管内的吸热介质进行加热随后进入到储水箱中；导热翅片的设置能够进一步扩大金属板与集热管的接触面积，提高光热能量传递的效率；其整体结构简单，易于组装；
[0021](3)本技术采用调节装置进行凸透镜阵列与金属板之间的连接，调节装置的设置能够进一步保证凸透镜阵列的焦平面与金属板的上表面完全重叠，保证吸热的效果；
并且在金属板的表面涂覆有光谱选择性吸收图层，能够进一步保证金属板热能吸收的效果；凸透镜阵列上方玻璃盖板的设置能够对凸透镜阵列中的凸透镜起到保护作用，避免其受到外界环境因素的干扰，保障其工作过程的顺畅，且提高了凸透镜的使用寿命；
[0022](4)本技术在储水箱上还设有降温管道，避免储水箱内的介质温度过高不符合供暖装置对温度的要求，提高整个系统的适用性与兼容性；同时在储水箱上还设有辅助加热装置，在阴雨天气或者晚间等一些环境影响导致储水箱内水温达不到供暖装置对温度的要求时，辅助加热装置对储水箱内的介质进行二次加热，以确保供热的连续性和温度符合要求。
附图说明
[0023]图1为本技术的整体结构示意图；
[0024]图2为本技术中聚能装置的平面示意图；
[0025]图3为聚能装置中金属板的平面示意图；
[0026]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用凸透镜阵列的太阳能供暖系统，其特征在于：包括利用凸透镜对太阳光进行热量收集的聚能装置(1)，聚能装置(1)的出口与储水箱(2)的入口连通，储水箱(2)的出口分别通过管道与聚能装置(1)的进口、供暖装置(7)的进口连通，供暖装置(7)的出口通过管道与储水箱(2)连通，聚能装置(1)出口与储水箱(2)入口连通的管道上设置有温度检测装置(8)。2.根据权利要求1所述的一种利用凸透镜阵列的太阳能供暖系统，其特征在于：所述聚能装置(1)包括由若干个串联或并联在一起的凸透镜形成的凸透镜阵列(110)，吸收凸透镜阵列(110)热能的金属板(11)，金属板(11)的上表面设置在凸透镜阵列(110)的焦平面上，金属板(11)的下表面设置有集热管(12)和导热翅片(15)，集热管(12)上设置有介质流动通道，介质流动通道内设置有吸热介质，介质流动通道的出口与储水箱(2)的入口连通，导热翅片(15)设置在集热管(12)的四周。3.根据权利要求2所述的一种利用凸透镜阵列的太阳能供暖系统，其特征在于：所述凸透镜阵列(110)通过调节装置与金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁流潇，
申请(专利权)人：上海毅亚德科技有限公司，
类型：新型
国别省市：