[发明专利]一种自跟踪太阳能热水器

说明书

技术领域

本发明属于太阳能技术领域，涉及一种自跟踪太阳能热水器。

背景技术

太阳能热水器将太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，真空管式太阳能热水器为主，占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。

众所周知，当太阳光垂直照射在集热板上时，集热板能够吸收的太阳能最多，也就是收集太阳能的效率最高，但是由于气候不定性、时间控制较难等因素的影响，现有的太阳能热水器均没有能较好的做到这一点。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种自跟踪太阳能热水器，本发明所要解决的技术问题是如何适时跟踪太阳光、以增大太阳能利用效率。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种自跟踪太阳能热水器，包括底座和集热板，其特征在于，所述底座上设有转轴一，所述转轴一的上端固设有一控制箱，所述控制箱的边缘处通过一转轴二与所述集热板铰接，所述控制箱内设有一能够控制集热板绕转轴二摆动的趋光结构，所述底座与控制箱箱体之间设有能够控制控制箱在集热板摆动至水平位置时绕转轴一转动180°的换向结构。

本发明的工作原理是：本太阳能热水器采用趋光结构使集热板随着太阳光的照射方向而摆动，从而使集热板能够始终保持与太阳光近视垂直的位置，这样的话，太阳能能够尽可能高效率的被集热板吸收，由于集热板绕转轴二摆动，其摆动至水平位置时，太阳光的直照方向不能与集热板垂直，此时，换向结构将转轴一转动180°，从而使集热板继续与太阳光保持近视垂直的状态；需要提到的是：集热板的摆动时缓慢的，每12小时完成一个摆动周期，而换向结构驱使的转轴一的转动时瞬间完成的。

在上述的一种自跟踪太阳能热水器中，所述趋光结构包括固设在控制箱箱体上的连杆，所述连杆的一端转动连接有一定时齿轮，所述连杆与定时齿轮之间通过销钉连接，所述连杆的另一端开设有滑槽，所述滑槽内插设有一推杆，所述推杆上连接有一摆杆，所述摆杆的一端与推杆连接，所述摆杆的另一端与定时齿轮的偏心位置处铰接，所述推杆横向抵靠在所述集热板上。摆杆铰接在定时齿轮的偏心位置，定时齿轮的转动带动摆杆摆动，摆杆的外端通过推杆滑动连接在滑槽内，最终的结果是：定时齿轮的转动，带动推杆做竖直方向上的往复运动，从而推动集热板绕转轴二来回摆动，以水平面为基准，摆动夹角大约为0°～75°之间（由于在集热板处于75°～90°之间时，属于即将日落或太阳刚刚升起的时候，太阳光较弱，而且在此角度范围内，能够遮挡太阳光的建筑物、植物、山峰等较多，本太阳光是否垂直照射在集热板上对所能利用的太阳能的大小影响较小，本方案中将不予考虑）。

在上述的一种自跟踪太阳能热水器中，所述集热板的下端面上开设有导向槽，所述推杆抵靠所述导向槽内；所述集热板上开设有一避让槽，所述连杆插设在所述避让槽内。推杆在竖直方向上的往复运动时，能够沿导向槽滑动，从而推动集热板绕转轴二摆动；避让槽用于给集热板摆动时预留空间，同时也用于插设连杆。

在上述的一种自跟踪太阳能热水器中，所述控制箱箱体上固设有电机一，所述电机一的输出轴上固设有基准齿轮，所述控制箱箱体上设有一中间轴，所述中间轴上设有减速齿轮一和减速齿轮二，所述基准齿轮与所述减速齿轮一啮合，所述减速齿轮二与所述定时齿轮啮合；所述定时齿轮的转动角速度为每12小时转动一圈。减速齿轮一、减速齿轮二、定时齿轮和基准齿轮的作用是，将电机一的匀速转动转变为定时齿轮的缓慢转动，定时齿的转动角速度为每12小时转动一圈，这样的话，定时齿轮转动一圈能够带动集热板摆动一个周期，完成对太阳光的跟踪，夜间正常运转，使集热板恢复到原来的状态。

在上述的一种自跟踪太阳能热水器中，所述换向结构包括设置在销钉上的触头，所述连杆上设有感应开关，所述触头向定时齿轮的一侧伸出且定时齿轮每旋转一圈均能所述触头与感应开关接触。当销钉上的触头与连杆上的感应开关接触时，正好是集热板处于水平位置时，即正当中午12点或午夜0点，感应开关对此时间进行判定并使集热板绕转轴二转动180°，完成换向。