太阳光同步照射阴面房间的装置制造方法及图纸
作者:admin
发布日期:2020-01-02

       

  本实用新型专利技术公开了一种太阳光同步照射阴面房间的装置,该装置包括安装在室外的聚光-调光器、与聚光-调光器相配合的导光器以及安装在室内的漫反射镜组,所述导光器将聚光-调光器定点输出增强平行太阳光定向反射方式穿过光洞通道和空气介质后到达阴面房间上空,漫反射镜组安装于光路中并固定在阴面房间上空。本实用新型专利技术利用光路变换、定点输出以及定向反射等方法把太阳光直接通过空气介质高效率传输到室内阴面房间,实现原始太阳光对于室内阴面房间的同步照射,把阴面房间变换成为阳面房间。

  涉及太阳能高效率应用领域,特别是把采集的太阳光高效率传输后直接实现阴面房间内同步照射原生态太阳光的一种新装置。

  随着社会经济快速发展和人们生活水平不断提高,对于原生态太阳光同步照射房间内特定区域空间的要求也越来越迫切。试想若能够利用简单有效的新方法实现一定强度太阳光同步照射住房内特定区域空间:如阴面房间、盆景区、医院骨科床位以及客厅的会客区等,那么将使得阴面房间变换成阳面房间;盆景不再需要定期搬到室外而直接进行光合作用;行动不便的骨科病人也不再被艰难的抬到病房阳台或者室外晒太阳促进康复,而是躺在在自己病床上直接享受原生态太阳光照射来加快恢复健康;在会客厅与客人交谈的空间若处于一束自然太阳光照射下,那又将是使得客人显得多么的尊贵和惬意,…….。因为对于人类来说,太阳光是最好的自然光源,方便快捷的获取原生态太阳光照射对于有效提高人们在住宅内的生活质量至关重要。而取之不尽的太阳能本身就是以光能呈现的。而目前不管是光纤式或者光导管式阳光输送机直接采集太阳光同步照射的方式都由于传输过程中波长选择性损失导致其无法实现室内原生态太阳光照射,而更重要的是利用可见光部分实现同步照明功能。然而处于室内的生物不管是动物还是植物,不仅需要享受太阳光中的可见光实现直接照明使得室内更加亮堂,而且对于,病人更需要利用其中紫外光消毒杀菌,红外光取暖并促进体内钙的吸收等功能;盆景中的植物同样需要紫外光与红外光进行光合作用。并且此种方式大于40 %的太阳能利用效率比目前普遍采用的通过光伏发电后再利用电光源来实施照射方法4%的效率大一个数量级。另外,住宅房间内太阳光直接照射的需求实际上属于锦上添花型而非必须型,SP是人们在购买房屋选择户型及位置朝向时所强调的阳面房间也仅是白天有太阳时段通过玻璃窗户实现比阴面房间有着更好的采光效果一太阳光照射;因此该系统作为一种理想的照射光源的同时,其本身存在着时有时无工作稳定性差的性能缺陷(如当在晚上或者尽管是白天但被云层遮挡时呈现无光状态)在此应用场合作为锦上添花应用时则有效回避这一本身固有的技术问题。再仔细分析住宅中房间自然采光情况。即使对于板式建筑结构来说,通常也有一半房间处于阴面位置;而且对于大城市中更多高层点式建筑结构的房间来说更突出,白天采集不到太阳光的阴面房间所占的比例更大,有些位置不好的一套房屋中阴面房间甚至高达3/4。但是如果通过一种高性价比的阳光输送机能够使得这些阴面房间一旦能够获得与太阳同步的自然阳光照射,就实现了把阴面房间变换成为阳面房间的目标,而这种基本需求又正是人们高质量生活所必然首先追求的,因此具有很大的市场需求。然而目前其市场上的太阳光直接照明系统主要有光纤式和光导管式二种,分别为光纤式和光导管式。但是不管哪一种在市场竞争中由于都存在着传输效率低、成本高以及距离有限等致命缺陷而成为其推广应用中的技术瓶颈。如以光纤作为介质传输太阳光型的阳光输送机中,其塑料光纤(因其成本低)为50米长度时占到系统成本的2/3,且其传输效率仅20%左右;另外,对于常用的PMMA型塑料光纤仅能够传输波长为400-670nm的可见光,而将紫外光和红外光部分全部过滤掉而非原生态;而利用高反射率的光导管组成的太阳光照射系统除了传输距离受到限制外,传输效率低导致性价比低也直接限制了推广应用。综上所述,研制一种新装置,在有效解决太阳光传输低、系统成本高导致其性价比低的基础上,又能够对于阴面房间等特定区域实现原生态太阳光同步照射功能,则将对于有效提尚人们的生活质量以及实施国家节能减排的战略目标有着重大意义。

  针对上述现有技术所存在的不足,本技术的目的是提供一种太阳光同步照射阴面房间的装置,利用光路变换、定点输出以及定向反射等装置把太阳光直接通过空气介质传输到室内特定空间或者阴面房间,实现原生态太阳光低成本高效率直接照射功能,节能减排同时有效提尚人们生活的质量。为实现上述目的,本技术的技术方案为:—种太阳光同步照射阴面房间的装置,包括安装在室外的聚光-调光器、与聚光-调光器相配合的导光器以及安装在室内的漫反射镜组,所述导光器将不同方向入射的增强平行太阳光穿过光路上对应墙壁的位置上专门开有的光洞和空气介质定向反射到阴面房间上空,漫反射镜组安装于光路中并固定在阴面房间上空。所述的聚光-调光器利用具有同一光轴与焦点、空间平行且距离为其焦距之和的两块菲涅尔透镜及配套的极轴式闭环自动跟踪系统组成的透射式点聚光型,也可以根据需要由反射式点聚光或者线聚光的透射式、反射式聚光-调光器与配套的极轴式自动跟踪系统组成,从而实现平行太阳光的光路变换并且定点输出增强平行太阳光给导光器,为定向反射创造条件。所述的导光器由平面反射镜配套具有球关节驱动结构的闭环自动跟踪系统以及安装于设计光路中的传感器组成,实现不同方向入射的太阳光或者增强平行太阳光按照设定方向以反射方式高效率传输的目标。所述导光器安装于玻璃窗户上部墙壁上的C型挂杆的下端,所述光洞作为其光路通道。为防止室外灰尘进入室内以及保温,在所述光洞中安装有平面密封玻璃。为方便安装不影响室内空间,所述漫反射镜组安装在阴面房间上空的天花板固定杆上。根据室内特定区域需要原生态太阳光照射的需求和特点,针对光纤式阳光输送机传输效率低、成本高以及部分波长光谱损失等技术问题,提出了直接在空气介质中高效率定向传输的新方法及相应新装置,通过聚光-调光器及极轴式自动跟踪装置完成光路变换并定点输出增强平行太阳光的基础上,再利用球关节结构驱动装置的导光器将其定向反射,最后通过光路上的漫反射镜实现原始太阳光对于室内特定区域的照射,把阴面房间变换成阳面房间。通过安装于室外墙壁上的聚光-调光器对于太阳光的汇聚变换后定点输出,再由处于定点位置的导光器实现增强平行太阳光定向穿过墙壁上的光洞4与空气介质后输送到阴面房间上空,最后被安装于天花板且处于光路上的漫反射镜照射到室内空间,从而实现把阴面房间变换成阳面房间的目标。技术路线所示。其中聚光-调光器定点输出依赖于配套的极轴式驱动的自动跟踪系统;而导光器的定向反射则依靠球关节驱动结构的自动控制系统(参考专利技术专利:太阳光当前第1页12

  一种太阳光同步照射阴面房间的装置,其特征在于:包括安装在室外的聚光‑调光器(1)、与聚光‑调光器(1)相配合的导光器(2)以及安装在室内的漫反射镜组(3);所述的聚光‑调光器(1)定点输出增强平行太阳光给导光器(2),所述的导光器把不同方向入射的增强平行太阳光定向反射方式穿过内外墙壁上专门开有的光洞(4)和空气介质后到达阴面房间上空,漫反射镜组(3)安装于光路中并固定在阴面房间上空。

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