与建筑一体化外遮阳抛物反射镜追日太阳能集热器，第三种太阳能利用设备，与建筑外遮阳相结合，免去了夏季太阳直射引起空调的主要能耗。反射镜的使用以最低成本获得其它方式无法得到的受照面积，并使受热管受到数倍于太阳直射的光强，因传热速度与温差成正比，受热管的高温可大幅度提高集热器的日平均热效率，特别是冬季。是太阳能产业的新增长点。供水压力兼做反射镜的追日动力，整机不使用外电源。单机可使用在平房，楼房中间楼层的加装，窗罩式除遮阳亦可热水。多机时一套驱动系统可驱动同在一行或一列的多个反射镜同步追日，降低成本，使建筑成为有领先优势的可再生能源建筑。
【技术实现步骤摘要】
与建筑一体化外遮阳抛物反射镜追日太阳能集热器，夏季外遮阳节能、冬季太阳能利用与建筑一体化上的结合，使建筑物成为符合节约能源法和民用建筑节能条例的绿色建筑。低碳、环保、节能技术。
技术介绍
太阳能集热器最早使用平板式，由于效率低、成本高等诸多缺点，发展很慢。真空管式的出现以热井的特点提高了热效率，其实用价值，使太阳能利用迅速发展，成为一个巨大的产业。由于真空管式的结构，很难在建筑物的立墙上使用，而随着城市楼房的增高立墙面所占的比重越来越大，在急需解决建筑节能的今天，人们不得不返回使用平板式与建筑一体化。但是平板式的结构性缺点依然存在，特别是在冬季气温低、太阳光弱、很难产生较大的温差以吸收太阳能，而且成本较高。无论真空管式或平板式日均吸收率最高只能达到 45%至 55%。夏季太阳对建筑物的直射是空调能耗的主要部分，目前尚无为夏季空调节能而设置的建筑物外遮阳设施。
技术实现思路
本专利技术的目的是在平板式、真空管式两种集热器之外，设计出第三种新的太阳能集热器，以最科学、最简单、最经济的方法扩大受照面积、聚集太阳光、提高加热管的加热温度，以较大幅度的提高太阳能集热器的日均热效率，这也是提高太阳能集热器性能的唯一途径。改善太阳能集热器冬季的性能，向北推进使用区域。并以反射镜包围整个建筑物受照面，形成外遮阳，降低建筑物夏季太阳直射引发的空调主要能耗，以本身的双性能逐步取代原有的两种集热器。本专利技术的集热器可与住宅及公共建筑一起设计使用，可对原有的建筑物进行系统改造使其成为节能绿色建筑。也可单机使用在原有的平房、分散的小建筑、原建筑上无法使用真空管集热器的中间楼层也可安装使用，其中‘窗罩型’可单独的安装在窗上即遮阳又热水。这方便了本集热器的市场进入，扩大了市场范围和价值。与建筑一体化外遮阳反射镜追日太阳能集热器以下简称集热器，包含用于加热水的太阳能热水器以下简称热水器和用于采暖的太阳能采暖器以下简称采暖器，是外遮阳使建筑物节能并利用这些太阳能的设备。1.基本技术特征太阳能是能量密度较低的能源，特别在冬季。欲获取它就要有大的受照面积，且必须将它集中起来产生高温以能吸收和传输热能。最经济的方法是使用抛物柱镜作为反射镜以下简称反射镜，由于抛物柱镜有将太阳光集中反射到其焦线上的光学特点，且反射镜宽度与受热管直径之比，很容易做到十倍以上。即受热管受到十倍于太阳直射的光照，由于传热速度与温差成正比，也就是说本专利技术受热管壁向其内液体的传热速度较传统提高十倍以上，这是本专利技术可以大幅提高热水器‘日平均热效率’的科学依据和基础。使用反射镜就必须使其追日，以最简单的方法，实现反射镜追日，是本专利能以实现的关键。空间的追日可由水平、竖直两个方向合成，由于抛物柱镜的特点空间追日可以由单向追日完成，特别是在反射镜排列的情况下放弃双向追日热损失很小，而结构大大简化使专利技术具有实现性。反射镜横装时使用竖直单向追日，反射镜竖装时使用水平单向追日。 竖直追日时可通过调整反射镜的焦准距、镜宽，使反射镜的焦线、重心线重合在回转中心线上，这样竖直追日只克服摩擦力而无需克服重力距，对于水平追日三线重合的要求，要低一些。追日的动力取自供水压力，驱动双出缸内的活塞，双出活塞杆牵动钢丝绳经绳轮带动反射镜追日。反射镜的对日传感使用两片背对背安装在反射镜上，并与反射镜对称平面平行的光电池组。当反射镜不对日时，必有一片光电池板受照产生电压，驱动相连的电磁阀由自锁的中位换向，向双出缸一侧供水，驱动反射镜追日至对日状态。故整机不使用外电源。2.外遮阳为建筑物夏季降低主要空调能耗设计的外遮阳设备，反射镜排列在建筑物屋顶及立墙受照面上，使建筑物不直接受照。且反射镜与建筑物有30厘米以上的距离，反射镜的热不会传入建筑物。反射镜在建筑物外檐可有竖装和横装两种，竖装较为美观。南墙竖装因遮阳需要，建议无间隔排列，南墙横装时冬季上下排不干扰距离C，在反射镜宽a为定值时，是纬度的函数，经计算当北纬40度(北京地区)C= 1.12a。北纬30度(上海地区) C=L 25a。北纬23. 5度(广州地区)C = 1. 37a。东西向墙建议横装，间距可参照南墙设计。窗罩型反射镜横装在上下楼层窗户之间的墙壁上，兼具遮阳及集热功能，由于冬、夏季太阳入射角有47度的变化，不同纬度地区，通过调整反射镜位置、宽度、焦准距可使夏季全部挡住直射窗户的太阳光，冬季丝毫不影响太阳光对窗户的直射。本机可单窗使用，也可在楼房同一列上、下的多个集热器同时安装使用，此时可于中间楼层设置一套驱动控制系统光电池组、换向阀、双出缸等，由两棵钢丝绳上下串联，进行集中驱动控制，降低成本。3.与建筑一体化不冻地区的热水器不冻地区受热管内装水，水被反射镜加热后经保温管道热对流，进入置于室内顶部水箱的上部，水箱下部经保温管道与受热管下部连接，水箱与受热管形成热对流循环。由于受热管与水箱高度差小不利于热对流，对于层高较小的楼房可使下一层楼房的受热管与上一层的水箱连接形成热循环回路。常见楼房的间距较小，其低层冬季常照不到太阳，可使用楼顶层的集热器，通过温控开关控制泵，强制对流向低层供热。此循环方式同样适用于以下各种热水器及采暖器。为了避免热水反流至供水管路，可于供水管口安装一单向阀。4.与建筑一体化冻损地区的热水器受热管内不再装水，随地区最低温度的不同，可选择不同的防冻液作为传热工质装入受热管内，受热管上端经保温管道和放置在水箱内的换热器上端相连接，换热器下端经保温管道和受热管下端相连。受热管内的防冻液被反射镜加热后，和换热器内的防冻液形成热对流。换热器内的防冻液和水箱内的水热交换，加热用水。由于储水箱的位置高于受热管，冬夜热重力自锁不会向外倒传热。由于防冻液有较大的温度变化，故在管路中接人波纹管膨胀节(或波纹管稳压器、隔膜稳压器)以保证防冻液回路的压力稳定。5.与建筑一体化地热管型采暖器不冻地区，安装在楼房较低部位的采暖器受热管内装水与上一层地热管连接，实现热对流，地热采暖热惰性大，室温会较稳定。冻损地区地热管型采暖器，使用防冻液代替水作为传热工质，防止出现冻损。管路应接有波纹管膨胀节(或波纹管稳压器、隔膜稳压器)稳定系统压力。夏季自动停止供热并联的温控开关和限位开关，串接在光电池组控制换向阀的电路中，夏季温控开关关断，当反射镜转到最低位置时限位开关关断，反射镜停止在最低位置不再追日，即不再向室内输送太阳能。6.与建筑一体化热风机采暖器适用于机关、学校、商店等不用水，夜间也不需采暖的场合。是否结冰地区均适用， 和空调室内机相似由小风机吸入室内空气，经保温管道通入受热管由反射镜加热后，再经保温管道通入室内，热空气在室内强制循环采暖。在阴天时可设电加热补充采暖。本机结构简单，造价低。本机亦可用于蔬菜温室的通风升温、水产养殖冬季池水的升温增氧。由于空气的传热能力较差，可在受热管中间设一截面Z形的金属薄板隔层，两端与受热管壁弹性密封，冷空气在受热管内往返一个回程以增加换热。7.夏季防止水箱过热的措施为了使热水器冬季有更好的效果，扩大了集热器的受照面积(功率)，这会使夏季水箱温度过高，为此在水箱内安装温控开关，将其串联在追日控制电路中，比如夏季水箱温度达到80度，温控开关断开动作温度切断追日控制电路，使反射镜停止追日，停止吸收太阳能，当水箱温度降本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张福隆，
申请(专利权)人：张福隆，
类型：发明
国别省市：
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