本發(fā)明涉及汽車能源領(lǐng)域，特別涉及一種車載太陽能追蹤集熱裝置及一種車載太陽能集熱裝置的控制方法。

背景技術(shù)：

目前，汽車內(nèi)供暖主要利用發(fā)動機的冷卻液流經(jīng)過暖風水箱，利用鼓風機把熱量吹出，送到出風口，來實現(xiàn)取暖作用,但供暖過程中,溫度上升過程主要由發(fā)動機內(nèi)燃料燃燒過程決定,且污染排放嚴重，介于目前全球煤、天然氣等能源短缺，空氣污染日益嚴重，因此潔凈的太陽能為首選，但太陽能集熱系統(tǒng)也存在集熱效果不佳，陰雨天影響集熱效果的現(xiàn)象，因此急需一種車載太陽能追蹤集熱裝置解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明設(shè)計開發(fā)了一種車載太陽能追蹤集熱裝置，集熱罩采用弧形玻璃罩和小球罩組成，能夠任意調(diào)整小球罩角度，以增強集熱效果。

本發(fā)明還設(shè)計開發(fā)了一種車載太陽能追蹤集熱裝置控制方法，采用光敏組件檢測光強，進而精確調(diào)整集熱罩旋轉(zhuǎn)角度，獲取更好的熱能效果。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種車載太陽能追蹤集熱裝置，包括：

集熱管，其內(nèi)部設(shè)有供水流流過的容納腔，用于吸收太陽輻射能將其轉(zhuǎn)化成熱能；

圓弧反射集熱罩，所述集熱管固定支撐在所述圓弧反射集熱罩上方，其包括：

透光弧形罩，其為弧形玻璃罩；

多個小球罩，其具有呈圓周分布在所述透光弧形罩下方；

支撐座，其可拆卸設(shè)置在汽車頂部,用于支撐所述圓弧反射集熱罩，并能夠調(diào)整所述圓弧反射集熱罩方向，包括：

底座，其為萬向關(guān)節(jié)；

容納座，其可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述底座上，并固定連接所述圓弧反射集熱罩，所述容納座與所述圓弧反射集熱罩構(gòu)成空腔；

多個隔板，其設(shè)置在所述空腔中部，將所述空腔分割為等大的八個腔體；

注水孔，其設(shè)置在所述腔體側(cè)面。

優(yōu)選的是，還包括：小球罩，其設(shè)置在所述腔體內(nèi)，扣合在所述圓弧反射集熱罩底部。

優(yōu)選的是，所述小球罩底部具有支架，所述支架由電機驅(qū)動，以驅(qū)動所述小球罩調(diào)整方向。

優(yōu)選的是，所述小球罩具有圓弧反射鏡面，具有鏡面的方向朝向集熱管的方向。

優(yōu)選的是，所述集熱管包括內(nèi)玻璃管和外玻璃管，所述外玻璃管套接在內(nèi)玻璃管外；所述的外玻璃管與內(nèi)玻璃管之間設(shè)有間隙；所述的外玻璃管的一端、內(nèi)玻璃管的一端均封閉，所示外玻璃管的另一端與內(nèi)玻璃管連接；所述的外玻璃管與內(nèi)玻璃管之間形成一個密封的第一空腔，所述的第一空腔內(nèi)為真空。

優(yōu)選的是，所述集熱管還包括多塊吸熱板，所述吸熱板均勻設(shè)置在內(nèi)玻璃管內(nèi)，所述吸熱板為金屬板，所述金屬板涂覆有金屬吸熱涂層。

優(yōu)選的是，還包括：太陽能光敏追蹤裝置，其包括多個光敏組件，呈圓周分布在所述透光弧形罩下方。

一種車載太陽能追蹤集熱控制方法，包括：

步驟一：通過太陽能光敏追蹤裝置檢測太陽光強，其中太陽能光敏追蹤裝置具有n個光敏組件，檢測到的光強依次為i1,、i2、i3…in，其中n≥8，且為4的整數(shù)倍；

步驟二：對光強{i1,、i2、i3…in}依次進行排序，挑選出光強最小值imin對應(yīng)的光敏組件k，并挑選出與光敏組件k相鄰的兩個光敏組件，光敏組件k-1和光敏組件k+1，其中光敏組件k-1對應(yīng)的光強值為ik-1，光敏組件k+1對應(yīng)的光強值為ik+1；

步驟三：比較ik+1和ik-1的大小，若ik+1＞ik-1則記錄光敏組件k-1所在方向，并計算第一角度調(diào)整值：

調(diào)整圓弧反射集熱罩的角度和方向，其調(diào)整方向為光敏組件k-1所在方向，即調(diào)整圓弧反射集熱罩向光敏組件k-1所在方向傾斜，調(diào)整角度為α；

若ik+1＜ik-1，記錄光敏組件k-1所在方向，調(diào)整角度為-α；

若ik+1＝ik-1，則調(diào)整角度為0；

步驟四：記錄光強最小值imin對應(yīng)光敏組件所在方向，并計算縱向角度調(diào)整值：

調(diào)整圓弧反射集熱罩的角度和方向，其調(diào)整方向為光強最小值imin對應(yīng)光敏組件所在方向，即調(diào)整圓弧反射集熱罩向光強最小值imin對應(yīng)光敏組件所在方向傾斜，調(diào)整角度為β；

其中，r為圓弧反射集熱罩的弧面半徑；r為光敏組件組成的圓周的半徑；imax為n個光敏組件檢測到n個光強值中的最大光強值。

優(yōu)選的是，包括：

所述步驟二還包括：挑選出與光敏組件k-1相鄰的另一個光敏組件k-2，其對應(yīng)光強為ik-2和與光敏組件k+1相鄰的另一個光敏組件k+2，其對應(yīng)光強為ik+2；

計算第二角度調(diào)整值：

根據(jù)第一角度調(diào)整值α和第二角度調(diào)整值α′，計算圓弧反射集熱罩的角度調(diào)整方向，其調(diào)整方向為光敏組件k-1所在方向，橫向轉(zhuǎn)向角度為：

調(diào)整圓弧反射集熱罩的角度和方向，其調(diào)整方向為光敏組件k-1所在方向，即調(diào)整圓弧反射集熱罩向光敏組件k-1所在方向傾斜，調(diào)整角度為αx。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明提供的一種車載太陽能追蹤集熱裝置，集熱罩采用弧形玻璃罩和小球罩組成，能夠任意調(diào)整小球罩角度，以增強集熱效果，且玻璃罩具有防雨功能，延長使用壽命，還設(shè)計開發(fā)了一種車載太陽能追蹤集熱裝置控制方法，采用光敏組件檢測光強，進而精確調(diào)整集熱罩旋轉(zhuǎn)角度，獲取更好的熱能效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的車載太陽能追蹤集熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的由容納座與圓弧反射集熱罩構(gòu)成空腔的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明所述的集熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。

如圖1所示，本發(fā)明提供的車載太陽能追蹤集熱裝置，可拆卸設(shè)置在汽車車頂，用于集熱或為汽車動力電池充電，包括：集熱管100、圓弧反射集熱罩200和支撐座300。

集熱管100內(nèi)部設(shè)有供水流流過的容納腔，用于吸收太陽輻射能將其轉(zhuǎn)化成熱能；圓弧反射集熱罩200，集熱管100固定支撐在圓弧反射集熱罩200上方，其包括：透光弧形罩210和多個小球罩220。其中，透光弧形罩210為弧形玻璃罩，多個小球罩220其呈圓周分布在所述透光弧形罩下方。

支撐座300，其可拆卸設(shè)置在汽車頂部，用于支撐所述圓弧反射集熱罩200，并能夠調(diào)整圓弧反射集熱罩200的方向，支撐座300，包括：底座為萬向關(guān)節(jié)；容納座320，其可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在底座上，并固定連接圓弧反射集熱罩200，容納座320與圓弧反射集熱罩200構(gòu)成空腔；多個隔板321，其設(shè)置在空腔中部，將空腔分割為等大的八個腔體。

如圖2所示，作為一種優(yōu)選，底座為底端具有開口的梯形，具有開口的一面連接圓弧集熱罩200，隔板數(shù)量為四個，分別位于腔體的中軸線和對角線上，即與梯形頂部垂直，位于梯形頂部方形的兩條中軸線，和兩條對角線上，即隔板、頂面，圓弧集熱罩200構(gòu)成八個腔體；注水孔，其設(shè)置在腔體側(cè)面，水泵通過水管連接注水孔，水泵設(shè)置在水箱內(nèi)，能夠分別為八個腔體內(nèi)注水，小球罩220設(shè)置在腔體內(nèi)，扣合在圓弧反射集熱罩200底部，小球罩220，底部具有支架，支架由電機驅(qū)動，作為一種優(yōu)選，支架采用光學調(diào)整架，驅(qū)動所述小球罩調(diào)整方向，作為一種優(yōu)選，小球罩220具有圓弧反射鏡面，具有鏡面的方向朝向集熱管100的方向。

如圖3所示，集熱管100包括內(nèi)玻璃管110和外玻璃管120，外玻璃管120套接在內(nèi)玻璃管110外；外玻璃管120與內(nèi)玻璃管110之間設(shè)有間隙；外玻璃管120的一端、內(nèi)玻璃管110的一端均封閉，外玻璃管120的另一端與內(nèi)玻璃管110連接；外玻璃管120與內(nèi)玻璃管110之間形成一個密封的第一空腔，所第一空腔內(nèi)為真空，在另一實施例中，集熱管還包括多塊吸熱板111，吸熱板均勻設(shè)置在內(nèi)玻璃管內(nèi)，吸熱板111為金屬板，金屬板涂覆有金屬吸熱涂層，太陽能光敏追蹤裝置400，其包括多個光敏組件，呈圓周分布在圓弧反射集熱罩200下方，多個小球罩220上方。

在另一實施例中，車載太陽能追蹤集熱系統(tǒng)可拆卸設(shè)置在車頂，車內(nèi)供熱管路連接集熱管100，集熱管100內(nèi)部的水流經(jīng)，圓弧反射集熱罩200反射太陽光集熱后與車內(nèi)供熱管路形成閉合回路，再通過設(shè)置在管路內(nèi)的風扇吹入汽車內(nèi)，以進行供暖，能耗低，供熱效果好，升溫快。

一種太陽能追蹤集熱裝置控制方法，包括：

步驟一：通過太陽能光敏追蹤裝置檢測太陽光強，其中太陽能光敏追蹤裝置，具有n個光敏組件，檢測到的光強依次為i1,、i2、i3…in，其中n≥8，且為4的整數(shù)倍。

步驟二：對光強{i1,、i2、i3…in}依次進行排序，挑選出光強最小值imin對應(yīng)的光敏組件k，并挑選出與光敏組件k相鄰的兩個光敏組件，光敏組件k-1和光敏組件k+1，其中光敏組件k-1對應(yīng)的光強值為ik-1，光敏組件k+1對應(yīng)的光強值為ik+1；

其中，與光敏組件k相鄰的兩個光敏組件，是指與光敏組件k位置向鄰近的兩個光敏組件。

步驟三：比較ik+1和ik-1的大小，若ik+1＞ik-1則記錄光敏組件k-1所在方向，并計算第一角度調(diào)整值：

調(diào)整圓弧反射集熱罩的角度和方向，其調(diào)整方向為光敏組件k-1所在方向，即調(diào)整圓弧反射集熱罩向光敏組件k-1所在方向傾斜，調(diào)整角度為α；

若ik+1＜ik-1，記錄光敏組件k-1所在方向，調(diào)整角度為-α；

若ik+1＝ik-1，則調(diào)整角度為0；

步驟四：記錄光強最小值imin對應(yīng)光敏組件所在方向，并計算縱向角度調(diào)整值：

調(diào)整圓弧反射集熱罩的角度和方向，其調(diào)整方向為光強最小值imin對應(yīng)光敏組件所在方向，即調(diào)整圓弧反射集熱罩向光強最小值imin對應(yīng)光敏組件所在方向傾斜，調(diào)整角度為β；

其中，r為圓弧反射集熱罩的弧面半徑；r為光敏組件組成的圓周的半徑；imax為n個光敏組件檢測到n個光強值中的最大光強值。

在另一實施例中，一種車載太陽能追蹤集熱裝置控制方法，包括：

步驟一：通過太陽能光敏追蹤裝置檢測太陽光強，其中太陽能光敏追蹤裝置具有n個光敏組件，檢測到的光強依次為i1,、i2、i3…in，其中n≥8，且為4的整數(shù)倍。

步驟二：對光強{i1,、i2、i3…in}依次進行排序，挑選出光強最小值imin對應(yīng)的光敏組件k，并挑選出與光敏組件k相鄰的兩個光敏組件，光敏組件k-1和光敏組件k+1，其中光敏組件k-1對應(yīng)的光強值為ik-1，光敏組件k+1對應(yīng)的光強值為ik+1；

步驟三：比較ik+1和ik-1的大小，若ik+1＞ik-1則記錄光敏組件k-1所在方向，并計算第一角度調(diào)整值：

挑選出與光敏組件k-1相鄰的另一個光敏組件k-2，其對應(yīng)光強為ik-2和與光敏組件k+1相鄰的另一個光敏組件k+2，其對應(yīng)光強為ik+2；

計算第二角度調(diào)整值：

根據(jù)第一角度調(diào)整值α和第二角度調(diào)整值α′，計算圓弧反射集熱罩的角度調(diào)整方向，其調(diào)整方向為光敏組件k-1所在方向，橫向轉(zhuǎn)向角度為：

調(diào)整圓弧反射集熱罩的角度和方向，其調(diào)整方向為光敏組件k-1所在方向，即調(diào)整圓弧反射集熱罩向光敏組件k-1所在方向傾斜，調(diào)整角度為αx

若ik+1＜ik-1，記錄光敏組件k-1所在方向，調(diào)整角度為-αx；

若ik+1＝ik-1，則調(diào)整角度為0；

步驟四：記錄光強最小值imin對應(yīng)光敏組件所在方向，并計算縱向角度調(diào)整值：

調(diào)整圓弧反射集熱罩的角度和方向，其調(diào)整方向為光強最小值imin對應(yīng)光敏組件所在方向，即調(diào)整圓弧反射集熱罩向光強最小值imin對應(yīng)光敏組件所在方向傾斜，調(diào)整角度為β；

其中，r為圓弧反射集熱罩的弧面半徑；r為光敏組件組成的圓周的半徑；imax為n個光敏組件檢測到n個光強值中的最大光強值。

在另一實施例中，圓弧反射集熱罩的角度通過向腔體內(nèi)注水來實現(xiàn)：將等大的八個腔體，依次標記為x1，x2，x3，x4，x5，x6，x7，x8，通過控制對應(yīng)八個腔體內(nèi)注水量q1，q2，q3，q4，q5，q6，q7，q8實現(xiàn)圓弧反射集熱罩的角度調(diào)整。

本發(fā)明設(shè)計開發(fā)了一種車載太陽能追蹤集熱裝置，可拆卸設(shè)置在汽車頂部，用于汽車供暖或供電系統(tǒng)充電，集熱罩采用弧形玻璃罩和小球罩組成，能夠任意調(diào)整小球罩角度，以增強集熱效果，還設(shè)計開發(fā)了一種車載太陽能追蹤集熱裝置控制方法，采用光敏組件檢測光強，進而精確調(diào)整集熱罩旋轉(zhuǎn)角度，獲取更好的熱能效果。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。