太阳能供暖设备技术领域
本发明涉及太阳能集热技术领域。更具体地说,本发明涉及一种太阳能供暖设备。
背景技术
太阳能一般是指太阳光的辐射能量,在现代一般用作发电和换热。自地球形成生
物就主要以太阳提供的热和光生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为保存食物
的方法,如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下,才有意把太阳能进一步发展。太阳能的
利用有被动式利用光热转换和光电转换两种方式。其中,光热转换的基本原理是将太阳辐
射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集
装置,主要有平板型集热器、真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器等4种。通常根
据所能达到的温度和用途的不同,而把太阳能光热利用分为低温利用即低于<200℃、中温
利用即200~800℃和高温利用即高于800℃。目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干
燥、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等,中温利用主要有太阳灶、
太阳能热发电聚光集热装置等,高温利用主要有高温太阳炉等。
目前,利用太阳能来解决人们日常生活中的供暖或者温室供暖也越来越成为环保
节能的趋势。常见的太阳能换热或供暖系统一般包括将太阳能转化为热能的集热单元,但
是由于地球表面上太阳能量密度较低,且存在季节和昼夜交替变化等特点,使得太阳能热
水供暖系统在夜间和无日照期间的能量采集成为问题,往往只能在白天使用,即热即用,且
只能在光照条件较好的时段使用,因此使得太阳能热水供暖系统不可避免地存在很大的不
稳定性,使用局限性较大,使太阳能利用效率也变得很低。因此亟需寻找一种能更好的收集
太阳能且在多种气候均能使用,从而提高太阳能利用效率和供暖效率的太阳能供暖设备。
发明内容
本发明的一个目的是解决上述问题,并提供后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种太阳能供暖设备,通过将太阳能集热板设置为多
个倒V形的板体,提高太阳能利用效率和供暖效率,通过部分电磁铁的极性调整太阳光的吸
收面积使太阳能供暖设备的适用性更广泛。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种太阳能供暖设备,包括:
蓄热装置,其包括太阳能集热板以及连接到所述太阳能集热板的流体容纳箱;
供热装置,其包括通过第一管路连接到所述流体容纳箱的散热器和设于所述流体
容纳箱底部的电加热装置;
所述太阳能集热板包括至少两个依次铰接的倒V形的板体,每个板体包括相互连
接的左侧板和右侧板,所述左侧板和所述右侧板对称设置,至少有两个相邻板体的呈V形的
两相邻边上设有极性相反的电磁铁。
优选的是,每个所述板体中左侧板和右侧板呈45~135°夹角。
优选的是,所述太阳能集热板还包括支撑架,其包括:支撑座,其底部固定在地面,
所述支撑座设置于所述板体的下方;
一对支撑杆,其包括分别固定在所述支撑座的两侧并分别朝向所述板体的左侧板
和右侧板的一对固定杆,每个所述支撑杆还包括固定在所述固定杆的一端的弹簧和固定在
所述弹簧的远离所述固定杆的一端的支撑板,一对所述支撑板分别支撑所述左侧板和所述
右侧板。
优选的是,所述太阳能集热板外罩设有方形的透明玻璃罩,所述玻璃罩的顶部设
有至少一个凸透镜和可开闭的包覆所述凸透镜的镜盖。
优选的是,所述凸透镜外围设有镜框,所述镜盖为分别铰接于所述镜框的两侧的
两片式结构。
优选的是,所述凸透镜可旋转的固定在固定座上,所述固定座设于所述玻璃罩的
顶部。
优选的是,所述凸透镜固定在固定座上,所述玻璃罩的顶部设置有滑槽,所述固定
座可滑动的卡设在所述滑槽中,所述固定座的两侧分别铰接有固定挡块。
优选的是,所述蓄热装置还包括充电电池,所述充电电池连接到所述电加热装置,
所述太阳能集热板通过控制器连接到所述充电电池。
优选的是,所述流体容纳箱包括并排设置的第一箱体和第二箱体,所述第二箱体
连接到所述太阳能集热板且所述第二箱体内容纳介质为油,所述第一箱体通过第一管路连
接到所述散热器且所述第一箱体内容纳介质为水,所述电加热装置设于所述第一箱体的底
部。
优选的是,所述太阳能集热板设于圆形底座上,所述圆形底座可旋转的固定于地
面。
本发明至少包括以下有益效果:
本发明的太阳能供暖设备,通过将太阳能集热板设置为多个倒V形的板体,比普通
的朝向一个方向设置的太阳能集热板,能更多方位的接触阳光,使得收集太阳光的有效面
积更大,提高太阳能利用效率和供暖效率。针对太阳能热水供暖系统在不同季节和无日照
期间的能量采集问题,在光照过强的夏日,由于相邻两个板体的呈V形的两对相邻边上均设
有极性相反的电磁铁,可根据需要调整部分电磁铁的极性相反,使此相邻两个面吸合来减
少收集太阳光的面积,使吸收的太阳能减少从而减少不必要的能耗,也一定程度上延长了
太阳能集热板的使用寿命。在无日照期间通过电加热的方式进行供暖,使太阳能供暖设备
的适用性更广泛。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本
发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的太阳能供暖设备的太阳能集热板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文
字能够据以实施。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、
“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所
示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,并不是指示或暗示所指的装
置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限
制。
如图1所示,本发明提供一种太阳能供暖设备,包括:
蓄热装置,其包括太阳能集热板以及连接到所述太阳能集热板1的流体容纳箱;
供热装置,其包括通过第一管路连接到所述流体容纳箱的散热器和设于所述流体
容纳箱底部的电加热装置;
所述太阳能集热板1包括至少两个依次铰接的倒V形的板体110,每个板体110包括
相互连接的左侧板111和右侧板112,所述左侧板和所述右侧板对称设置,至少有两个相邻
板体110的呈V形的两相邻边上设有极性相反的电磁铁113。
本发明的太阳能供暖设备中,通过将太阳能集热板1设置为多个倒V形的板体110,
能更多方位的接触阳光,提高太阳能利用效率和供暖效率。针对太阳能热水供暖系统在不
同季节和无日照期间的能量采集问题,在光照强较弱的春秋季或冬季中,通过将板体展开
至最大即无需对电磁铁通电,从而充分吸收多个方位的阳光,将太阳能转化为热能,通过散
热器分别接到用户,可在较冷的天气中供暖,若加热温度达不到用户使用温度,可配合电加
热装置进行二次加热。在不需要供暖的天气中,若结合设有循环管路的接入自来水的流体
容纳箱,然后分别入户,可为用户提供太阳能加热的热水供洗浴或厨房使用。在光照过强的
夏日,由于相邻两个板体110的呈V形的两对相邻边上均设有极性相反的电磁铁113,可根据
需要调整部分电磁铁的极性相反,可在两个相邻板体110的呈V形的两对相邻边上均设置极
性相反的电磁铁113,使多个板体中的其中一个或多个相邻板体110的相邻面吸合更紧密,
也可根据阳光的不同方位调整不同位置的相邻板体,从而来减少收集太阳光的面积,使吸
收的太阳能减少从而减少不必要的供热能耗。在无光照的冬日,使用电加热装置对流体容
纳箱中的流体进行加热,然后通过散热器接到用户。
在另一种技术方案中,每个所述板体110中左侧板111和右侧板112呈45~135°夹
角。此范围内夹角更加稳定,且最佳夹角为90°
在另一种技术方案中,所述太阳能集热板1还包括支撑架120,其包括:支撑座121,
其底部固定在地面,所述支撑座121设置于所述板体110的下方;
一对支撑杆,其包括分别固定在所述支撑座120的两侧并分别朝向所述板体110的
左侧板111和右侧板112的一对固定杆122,每个所述支撑杆还包括固定在所述固定杆122的
一端的弹簧123和固定在所述弹簧123的远离所述固定杆122的一端的支撑板124,一对所述
支撑板124分别支撑所述左侧板111和所述右侧板112。
支撑架120对倒V形的板体进行更好的支撑固定,防止风吹或其他意外情况使多个
倒V形的板体110相连的太阳能集热板的倾斜或翻倒影响太阳能的吸收。弹簧123的设置使
得当调整多个板体110中的其中一对或多对相邻板体110的相邻面吸合后,一对支撑板124
也能支撑离支撑座121最近的可能包括吸合在一起的左侧板111和右侧板112在一侧的一对
倒V形的板。
在另一种技术方案中,所述太阳能集热板1外罩设有方形的透明玻璃罩2,所述玻
璃罩2的顶部设有至少一个凸透镜210和可开闭的包覆所述凸透镜的镜盖220。凸透镜210的
聚光作用使太阳能集热板1更好的吸收阳光,透明玻璃罩2起到防潮防尘的作用。
在另一种技术方案中,所述凸透镜210外围设有镜框,所述镜盖为分别铰接于所述
镜框的两侧的两片式结构。
在另一种技术方案中,所述凸透镜210可旋转的固定在固定座上,所述固定座设于
所述玻璃罩的顶部。凸透镜可旋转使聚光角度可调,可在冬日里光照最强时调整角度使太
阳能集热板尽可能的吸收阳光。
在另一种技术方案中,所述凸透镜210固定在固定座上,所述玻璃罩的顶部设置有
滑槽,所述固定座可滑动的卡设在所述滑槽中,所述固定座的两侧分别铰接有固定挡块。滑
槽使得凸透镜的位置可调,方便聚光。
在另一种技术方案中,所述蓄热装置还包括充电电池,所述充电电池连接到所述
电加热装置,所述太阳能集热板通过控制器连接到所述充电电池。通过设置充电电池可在
一定时间内,将吸收的过多的太阳能转化为电能,当光强不够时,优先使用充电电池中的电
能进行供暖,如果制热效果不佳可配合使用电加热装置,从而起到节能效果。
在另一种技术方案中,所述流体容纳箱包括并排设置的第一箱体和第二箱体,所
述第二箱体连接到所述太阳能集热板且所述第二箱体内容纳介质为油,所述第一箱体通过
第一管路连接到所述散热器且所述第一箱体内容纳介质为水,所述电加热装置设于所述第
一箱体的底部。设置两个箱体,以油代替水作为供暖介质,由于油作为储能介质时具有体积
小、温度高、能量大、散热慢等特点,从而解决了现有技术中太阳能供暖系统介质为水,占地
面积大、成本高的技术问题,保留水作为介质的第一箱体可为用户提供太阳能加热的热水,
能源利用效率更高,使用更灵活。
在另一种技术方案中,所述太阳能集热板1设于圆形底座上,所述圆形底座可旋转
的固定于地面。可旋转的圆形底座可以方便的调节太阳能集热板的朝向,在光强较大的时
段内提高太阳能利用效率。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列
运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地
实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限
于特定的细节和这里示出与描述的图例。