[发明专利]一种基于方形碟镜的矩阵式联动太阳能集热系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于方形碟镜的矩阵式联动太阳能集热系统，更具体地说，是集抛物线式集热方式、线传联动自动控制及独立式工质热交换循环为一体的高温太阳能技术。

背景技术

太阳能热水器早已进入寻常百姓家，但此类太阳能集热产品也仅限于中低温集热，为此也决定了它应用的局限性。在传统太阳能集热产品中最常见的有太阳能平板式集热和管式集热，可以将水加热至中低水温，保证一些日常类的生活用途外，实现了清洁能源的利用之效，在一定程度上，也降低了传统能源日渐严重的巨大负荷，改善了环境污染严重的现状。

然而，这样对太阳能的利用也仅是凤毛麟角，要想实现高温热水及其他高温用途，将高温运用到其他应用型技术领域，带来质的突破，必将在整套集热系统上大胆创新。本发明旨在将太阳光由面集中到点，较传统热水器，大大提高太阳光的聚光比，同时也减少了集热器的热辐损失；配合自动定日系统，保证集热效率；线传联动方式，降低系统制作和维护成本；合理利用建筑屋顶、阳台等闲置空间，综合考虑便于市场化需求，致力于更高地提升太阳能对社会经济、对环境的突出贡献。

与传统太阳能热水设备相比，较传统平板式太阳能热水器而言，较抛物线镜面拥有更大的受光面和更高聚光比，完全可以弥补镜面间隙覆盖的缺点，并且本发明的焦点式集热、真空隔热具有热辐散射小的优点；而较热管式真空太阳能热水器而言，除在自清洁能力方面稍显不足，丝毫不影响其集热温度高的优势。综合考虑，本发明在太阳跟踪集热方面采用两轴跟踪云台，完全消除传统集热器的余弦太阳光损失，其集热效率大幅提高。本发明涉及的一种基于方形碟镜的矩阵式联动太阳能集热系统，其兼顾上述两类传统热水器的优点，并创新式增加自身独特的设计，将更加高效地实现太阳能的利用，得到更高温度的集热，更加适应现代的社会市场化需求。

发明内容

针对上述集热器现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于方形碟镜的矩阵式联动太阳能集热系统。本发明采用抛物线式镜面本身其集热效率和集热温度都远高于传统集热器，而线联传动控制来降低系统结构的复杂程度，也大大降低了生产制作和维护成本，辅助反馈控制可系统提高定日位置的可靠度，工质独立循环系统将大大提高了光热转换效率；同时考虑到整套集热系统的安装维护，系统完全蔽护于玻璃罩顶之下，可以起到一定的保护作用，并将难繁清洁的反光镜面问题转而由清洁玻璃罩顶来解决，本发明的核心目的在于一种非常具有实用性的高温集热技术，具有创新型科技的集热产品。

本发明的技术方案是：一种基于方形碟镜的矩阵式联动太阳能集热系统，包括反光集热装置、联动定日系统、工质循环系统及集热系统承载结构，其特征在于：反光集热装置包括两轴定日运动结构和抛物线的方碟式反光镜面，确保入射到抛物线反光镜面的太阳光平行于镜面轴线的方向，汇聚成的反射光束直射到空腔状的聚光集热焦点上将太阳光热向工质传递。

作为优选，两轴定日运动结构和抛物线反光镜面结构固定连接，则悬挂支架与两轴定日运动结构相对运动，由绕线轮和拉线提供转动力力矩，两向旋转轴均过聚光集热焦点中心；镜面结构上的拉线和绕线，配合集热系统承载结构上的固定线轮做绕线传动。

作为优选，反光镜的骨架为抛物线型，开口沿碟镜的轴心线切割呈方形，骨架抛物面为反光膜。

作为优选，联动定日系统包括反馈式控制系统和传动系统。传统系统为集热单元采用行列式矩阵分布，分级式线传联动控制镜面的定日跟踪。集热系统纵向组列由一个电机绕线带动两轴定日运动内圈结构上的线轮旋转，从而控制反光镜面的纵向摆动；集热系统横向组列有两个电机绕线带动两轴定日运动外圈结构上的拉线的来回旋转，从而控制反光镜面的横向摆动，其中，两侧一级线轮循环为主动力循环，中间二级线轮循环为副动力循环，三级拉线驱动两轴定日运动外圈结构，三级拉线利用合线端口汇聚关联。

作为优选，自身通过网络时钟来控制定位机构的细分动作，以辅助定位装置的自身旋转角度来反馈控制。

作为优选，工质循环管均采用真空隔热保温管，外表面一次涂抹隔热材料和保护材料，其中外管汇集分支处采用单向逆止阀，内管采用U型循环结构；聚光集热焦点使用高导热材料，外表面涂抹吸热材料。

作为优选，工质推送泵设置在热交换模块出口，热交换模块采用高效热换器，热换器连接应用设备使用。

作为优选，集热系统承载结构采用全钢制材料，之上安装固定透光防护罩顶，顶部开设活动天窗，下边缘配装半管排水结构，透光防护罩顶使用双层搭接的方式处理接缝。