[发明专利]自动跟踪太阳的小型槽式集热器

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能集热器技术领域，尤其涉及一种自动跟踪太阳的小型槽式集热器。

背景技术

随着社会的发展进步，人们对于太阳能热利用的意识渐渐增强，在食品加工，塑料加工，玻璃加工，化学工业，造纸工业，木材加工，合成橡胶，纺织工业等需求蒸汽的行业中利用太阳能取热的设备逐渐增加。现阶段利用太阳能主要是采用可安装于屋顶的太阳能小型槽式系统作为热源给水加热以得到所需蒸汽，这种技术和设备存在的缺点是：集热器的布置方式单一、不能适应不同走向的房屋；采用日踪传感器，无法达到聚光器所需的跟踪精度；采用液压传动系统成本过高，不利于推广普及。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术的太阳能集热器存在的的布置方式单一、不能适应不同走向的房屋要求，以及跟踪精度低、使用成本高、不能推广普及的问题；提出了一种自动跟踪太阳的小型槽式集热器；具有聚光器跟踪精度高、集热效率高，投入成本低的优点，适于大规模推广普及。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自动跟踪太阳的小型槽式集热器，包括基架，槽式集热管，反射镜，主梁，基架与主梁连接，基架一端设有电机和控制柜，电机和控制柜电连接，电机输出端与主梁联接，主梁上设有槽架和支架，反射镜设在槽架上，槽式集热管设在支架上，反射镜把太阳光聚焦到槽式集热管上，所述控制柜的内部设有实现槽式集热器实时跟踪太阳的控制系统模块。反射镜通过电机绕主梁旋转、实时跟踪太阳，以使照射在反光镜上的太阳光始终聚焦到槽式集热管上。

所述控制柜的控制系统模块包括PLC电源，PLC控制器，断路器，过热保护器，交流接触器，电机驱动器，交流电源，交流电源与断路器连接，断路器与过热保护器连接，PLC控制器通过电机驱动器控制电机的正转、反转、停转及转速。其中过热保护器用来在电机功率过大或电机接线相序错误时使接触器开路、保护电机。

所述电机输出端与主梁通过减速机联接。

所述基架上设有轴承座，轴承座内设有轴承，主梁通过轴承与轴承座连接。

小型槽式集热器根据安装地点，选择聚光器南北地轴、南北水平、东西水平三种布置方式，进行单轴多方式跟踪。通过PLC控制器和电机减速机组合，保证入射光线位于主光轴和焦线平面，使小型槽式集热器最大限度的获取太阳辐射能。

所述PLC控制器的跟踪程序按照集热器的不同布置方式，根据天文学公式进行更改，实现达到太阳的实时跟踪。

所述天文学公式为：

南北地轴跟踪：

cosθ＝cosδ；

南北水平跟踪：

东西水平跟踪：

cosθ=cosδ[cos2ω+tan2δ]12;]]>

式中，θ：入射角 ω：时角 δ：赤纬角纬度。

本发明工作原理：本发明包括控制部分和传动部分，控制部分分为手动和自动，手动控制通过正转，反转，急停按钮，来实现集热器的正转，反转，急停，可在安装调试、意外故障、恶劣天气及紧急状态时使用；自动控制根据太阳的高度角和方位角，采用PLC控制器调整输出脉冲，通过电机驱动器来控制电机的转速，对太阳轨迹进行定位。日落后，小型槽式集热器根据PLC控制器设定程序用于自动回位至下一个工作日太阳升起时的接收位置。传动部分采用机械传动系统，由电机和减速机来带动太阳能小型槽式集热器主梁的旋转以调整集热器聚光镜的跟踪角度，使集热器聚光镜接收的入射光线位于主轴和焦线平面，保证集热器最大限度的获得太阳辐射能。