[实用新型]固定焦点聚光热水装置

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能开发利用技术领域，涉及一种太阳能热水装置，尤其涉及一种采用极轴式跟踪，能实现固定焦点聚光的菲涅尔透镜聚光热水装置。

背景技术

目前，太阳能热利用在能源替代、减少排放、安全用能等方面优势明显。迄今为止，我国太阳能热利用最成熟的产品之一是太阳能热水器，太阳能热水器行业是我国具有自主知识产权、产业链完整、具备一定产业规模和市场空间、符合低碳环保要求和可持续发展的重要新兴行业。目前，市场上销售的太阳能热水器的集热器普遍为平板式和真空管式，价格不菲，而且使用时都是固定安装，没有聚光功能，入射阳光的能量密度低，也不能迎合阳光入射角度的变化，且受地球自转的影响，对太阳的集热时间短，因而，能量收集效率低，集热效果差。

针对上述问题，很多聚光型太阳能热水器专利提出了解决办法，采用低成本的菲涅尔透镜聚光器以及由其构成的热水器就是其中一种，中国专利号200410020974.2，名称为“塑料透射式太阳能聚光器”公开了一种由镜面区块分割法制成的塑料曲面聚光板拼接而成的球面菲涅尔透镜太阳能聚光器，该装置可实现大面积菲涅尔透镜的聚光，但采用经纬双轴跟踪控制，跟踪控制比较复杂，且其聚光焦点不固定，聚焦点必须跟随聚光器一起运动，这对于要求在聚焦点安装比较大而复杂、与外界连通的设备的太阳能聚光系统来说就受到限制，而且这些设备也是跟踪系统沉重的负担，增大了跟踪动力的功率和能耗。为此，能实现固定焦点聚光的聚光装置就显得非常重要和有实际应用价值，因为焦点固定后，可将用热设备与聚光装置独立分开。中国专利号201010240479.8，名称为“一种固定焦点的碟式太阳能聚集装置”公开了一种固定焦点的碟式太阳能聚焦装置，该装置通过手动调节和极轴步进转动控制可实现固定焦点聚光，但其采用的聚焦镜面是基于反射聚光的碟式弧形内凹面，向上聚光，较大的用热设备正好挡在入射光束的中央部分，从而影响其聚光效果。

上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本实用新型的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本实用新型的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种固定焦点聚光热水装置，通过菲涅尔透镜的固定焦点聚光，提高入射阳光能量密度，提高阳光利用效率。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

提供一种固定焦点聚光热水装置，包括菲涅尔透镜聚光器和热水箱，所述热水箱由水箱主体和镶嵌在水箱主体上的吸热窗所组成，所述菲涅尔透镜聚光器的固定焦点对准热吸热窗。

其中，所述的水箱主体外包保温层，其上安装有进水管、出水管、减压阀以及排污阀，热水箱放置在底座上。

其中，所述吸热窗由锥形二次聚光器、吸热底板和强化传热器组成；所述的锥形二次聚光器外包高反射率反射膜，通过保温层与水箱主体隔开；所述的吸热底板上涂有高吸收率吸热涂层；所述的强化传热器设置于水箱主体内且与吸热底板紧密结合，强化传热器上带有若干根肋片。

其中，所述菲涅尔透镜聚光器包括菲涅尔透镜、第一季节性手动调节导杆、第二季节性手动调节导杆、第三季节性手动调节导杆、撑杆、横轴、极轴、极轴跟踪转动控制系统以及底座支架；所述极轴跟踪转动控制系统安装在底座支架上，所述极轴可转动地安装在底座支架上，极轴一端与极轴跟踪转动控制系统的转动轴连接，另一端垂直固定在横轴的中点处；所述三根撑杆的一端分别固定在横轴的两端及中点处，另一端分别与第一季节性手动调节导杆、第二季节性手动调节导杆、第三季节性手动调节导杆固定连接；所述菲涅尔透镜边框上设置有可分别滑动并定位卡在第一季节性手动调节导杆、第二季节性手动调节导杆、第三季节性手动调节导杆上的三个卡子。

其中，所述第一季节性手动调节导杆、第二季节性手动调节导杆、第三季节性手动调节导杆上分别设有根据季节变化而设置的卡位槽，所述卡位槽供卡子卡位和固定。

其中，所述第一季节性手动调节导杆、第二季节性手动调节导杆为弧形杆，所述卡位槽设置在弧形杆的侧面上。

其中，所述第三季节性手动调节导杆为弧形杆，所述卡位槽设置在弧形杆的内圈上。

其中，所述菲涅尔透镜为圆形，向下聚光，菲涅尔透镜边缘由金属框架包裹，三个卡子设置在金属框架上。

其中，所述极轴由轴承、支撑安装在底座支架上，极轴通过联轴器与极轴跟踪转动控制系统的转动轴连接。