專利名稱：地下污水處理廠自然采光系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自然采光系統(tǒng)，屬于太陽能應用技術領域。尤指一種地下污水處理廠 自然采光系統(tǒng)。
背景技術：
地上污水處理廠的建設，一方面造成土地資源浪費，另一方面還因為惡臭、噪聲污 染、與自然景觀不協(xié)調(diào)等因素影響了居民的正常生活，造成周邊土地資源貶值，制約周邊地 區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，對商業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)、服務業(yè)的影響尤其明顯。而能夠與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)、封閉 性強、無二次污染的地下污水處理廠便成為城市污水治理工程建設新的發(fā)展趨勢和發(fā)展方 向。然而由于這些地下污水廠在地平面以下，因此廠區(qū)內(nèi)不分晝夜完全依靠人工照明，能耗 較大。太陽光是最典型、能量最強的自然光源，取之不盡，用之不竭。目前利用太陽光照 明的典型設備是太陽光導光系統(tǒng)。導光系統(tǒng)主要由集光器或發(fā)光裝置、導光管、以及漫射器 三部分組成。系統(tǒng)將室外的自然光線透過采光罩導入系統(tǒng)內(nèi)進行重新分配，再經(jīng)特殊制作 的導光管傳輸和強化后由系統(tǒng)底部的漫射裝置把自然光均勻高效地照射到室內(nèi)。根據(jù)管壁 所用材料的不同，導光系統(tǒng)主要分為金屬反射型、非金屬反射型、透鏡組型、棱鏡型和光纖 四類。國外開發(fā)的Anidolie天然光采光系統(tǒng)裝置、日本的Himawari日光收集裝置、被稱為 SO. LIGHT活動日光照明系統(tǒng)均屬此類。這些系統(tǒng)在當日光照射角度很低時(早晨與黃昏) 仍可采集光線，但導光管的系統(tǒng)效率仍是制約導光管系統(tǒng)發(fā)展的重要因素，提高導光管系 統(tǒng)的效率是關鍵所在。且當前的研究主要集中在導光筒的光學傳輸性能上，對各地光氣候 差異很少予以考慮。包括太陽光導光系統(tǒng)在內(nèi)，目前利用太陽光的高效照明設備核心研究方向多集中 在導光管、太陽能電池等成本較高的技術上，這些技術造價昂貴，設備結(jié)構(gòu)較復雜，維修困 難。普通的透射、反射技術投資較少、技術簡單，但因利用效率較低、照明效果差而缺乏推廣 意義。因此進一步開發(fā)利用結(jié)構(gòu)簡單、高效的太陽光利用系統(tǒng)不僅具有極大的潛力，可以有 效節(jié)能，同時也符合人類追求高品質(zhì)生活質(zhì)量和生活環(huán)境的現(xiàn)代生活理念。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、成本低廉的高效 地下自然采光照明系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的地下污水處理廠自然采光系統(tǒng)，包括采光帶、反光板系 統(tǒng)和反光板方向控制系統(tǒng)，所述采光帶設置在地下污水處理廠頂部，所述反光板系統(tǒng)和反 光板方向控制系統(tǒng)設置在地下污水處理廠內(nèi)，反光板系統(tǒng)在所述反光板方向控制系統(tǒng)的控 制下接收通過采光帶透射來的太陽光，并將該太陽光反射到地下污水處理廠內(nèi)，使得包括 地下二層(放置相關處理設備的凹坑)在內(nèi)的地下污水廠內(nèi)各個位置均能達到自然采光。進一步，所述采光帶為有機玻璃或者智能調(diào)光玻璃。
進一步，所述反光板系統(tǒng)包括反光板支架、反光板和反光板轉(zhuǎn)動軸，多塊反光板一 字排開通過反光板轉(zhuǎn)動軸安裝在反光板支架上，反光板能夠隨反光板轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)。進一步，所述反光板支架包括反光板安裝框和支撐腿，所述反光板安裝在反光板 安裝框中，反光板安裝框通過所述反光板轉(zhuǎn)動軸架設在支撐腿上，該支撐腿高度可調(diào)。進一步，所述地下污水處理廠內(nèi)安裝有兩排所述反光板，所述兩排反光板安裝在 所述采光帶長度方向的下方。進一步，所述反光板方向控制系統(tǒng)包括太陽光追蹤器、PLC控制器、電機和反光板 傳動機構(gòu)，其中，太陽光追蹤器用于感知太陽光照射到所述反光板的角度；PLC控制器用于接收太陽光追蹤器的探測信號，并向電機輸出控制信號；電機驅(qū)動反光板傳動機構(gòu)驅(qū)動反光板做旋轉(zhuǎn)運動，使反光板始終處于最佳的太陽 光反射角度。進一步，所述反光板方向控制系統(tǒng)還包括照明切換裝置，到了夜間，所述太陽光追 蹤器感知不到太陽光照射時，所述PLC控制器向照明切換裝置發(fā)出控制命令，啟動人工照 明設備。本發(fā)明的地下污水處理廠自然采光系統(tǒng)具有理想的透射、全反射效果，光能利用 率高、照明效果好，加工工藝簡單，成本低廉，使地下污水處理廠在白天可以利用太陽光照 明，夜間自動切換人工照明設備照明，保證全天照明的同時，降低了能耗。


圖1為本發(fā)明的自然采光系統(tǒng)安裝在地下污水處理廠的立體圖；圖2為本發(fā)明的自然采光系統(tǒng)安裝在地下污水處理廠的縱剖面圖；圖3為本發(fā)明的自然采光系統(tǒng)的光路圖。
具體實施例方式如圖1-3所示，本發(fā)明的地下污水處理廠自然采光系統(tǒng)，包括采光帶11、反光板系 統(tǒng)2和反光板方向控制系統(tǒng)3，采光帶11設置在地下污水處理廠1頂部，其與地表在同一 水平面上或者稍微低于地表，反光板系統(tǒng)2包括多塊反光板21、反光板轉(zhuǎn)動軸22、反光板安 裝框23，多塊反光板21 —字排開安裝在反光板安裝框23上，通過反光板轉(zhuǎn)動軸22反光板 21安裝在支撐柱4上，反光板21可隨反光板轉(zhuǎn)動軸22旋轉(zhuǎn)，調(diào)整太陽光照射在反光板21 上的角度。反光板21在反光板方向控制系統(tǒng)3的控制下接收通過采光帶11透射來的太陽 光，并將該太陽光反射到地下污水處理廠1內(nèi)放置相關處理設備的凹坑(地下二層)12中。 反光板轉(zhuǎn)動軸22旋轉(zhuǎn)角度由反光板方向控制系統(tǒng)3控制，反光板方向控制系統(tǒng)3包括太陽 光追蹤器31、PLC控制器32、電機33和反光板傳動機構(gòu)，太陽光追蹤器31用于感知太陽光 照射到反光板21的角度；PLC控制器32接收太陽光追蹤器31的探測信號，并向電機33輸 出控制信號，電機33輸出軸與反光板傳動機構(gòu)相連，反光板傳動機構(gòu)在電機33的帶動下驅(qū) 動反光板轉(zhuǎn)動軸22旋轉(zhuǎn)，進而帶動反光板21轉(zhuǎn)動，調(diào)整太陽光入射最佳角度。此外，反光 板方向控制系統(tǒng)3還包括照明切換裝置(圖中未示出)，到了夜間，太陽光追蹤器31感知不 到太陽光照射時，PLC控制器32向照明切換裝置發(fā)出控制命令，啟動人工照明設備。整套系統(tǒng)實現(xiàn)了高度自動化。根據(jù)實際需要，可以選擇安裝任意數(shù)量的反光板21，本實施例中兩排反光板安裝 在采光帶11長度方向的下方。此外，PLC控制器32和反光板傳動機構(gòu)也可以由其它類型 和結(jié)構(gòu)的控制器和傳動機構(gòu)代替。其中反光板2設置在支撐柱4上的高度可調(diào)，以優(yōu)化反 射效果。反光板21固定可采用天花板懸吊式，并根據(jù)區(qū)域緯度、太陽光照射條件等調(diào)節(jié)反 光板下放高度。本發(fā)明中的有機玻璃采光帶可設置為下沉式，使采光帶低于一層頂板適當高度， 并綜合考慮反光板軸線安裝高度等因素，達到最佳太陽光利用率。還可在采光帶內(nèi)測壓出 一系列小棱鏡或用激光在玻璃內(nèi)測切出平行條紋制成棱鏡板或者導光玻璃板，可增大晝光 和陽光導入效率。如地區(qū)太陽光輻射照度較強，采光帶材質(zhì)還可更換為智能調(diào)光玻璃。通 過改變玻璃的顏色和深淺度，控制及調(diào)節(jié)陽光照入室內(nèi)的強度。采光帶的數(shù)量及分布可根據(jù)地下建筑物的高度、寬度及形狀科學、靈活地設計。本 發(fā)明可結(jié)合地下污水廠的實際情況，在地面上以大樓裝飾或者地面休閑裝飾形式作為地上 反光板，向采光帶反射更多的太陽光，增加采光帶的光能透過總量。需要指出的是根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式
所作出的任何變形，均不脫離本發(fā)明的 精神以及權(quán)利要求記載的范圍。
權(quán)利要求
1.地下污水處理廠自然采光系統(tǒng)，其特征在于，包括采光帶、反光板系統(tǒng)和反光板方向 控制系統(tǒng)，所述采光帶設置在地下污水處理廠頂部，所述反光板系統(tǒng)和反光板方向控制系 統(tǒng)設置在地下污水處理廠內(nèi)，反光板系統(tǒng)在所述反光板方向控制系統(tǒng)的控制下接收通過采 光帶透射來的太陽光，并將該太陽光反射到地下污水處理廠內(nèi)各個位置。
2.如權(quán)利要求1所述的地下污水處理廠自然采光系統(tǒng)，其特征在于，所述采光帶為有 機玻璃或者智能調(diào)光玻璃。
3.如權(quán)利要求2所述的地下污水處理廠自然采光系統(tǒng)，其特征在于，所述反光板系統(tǒng) 包括反光板支架、反光板和反光板轉(zhuǎn)動軸，多塊反光板一字排開通過反光板轉(zhuǎn)動軸安裝在 反光板支架上，反光板能夠隨反光板轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的地下污水處理廠自然采光系統(tǒng)，其特征在于，所述反光板支架 包括反光板安裝框和支撐腿，所述反光板安裝在反光板安裝框中，反光板安裝框通過所述 反光板轉(zhuǎn)動軸架設在支撐腿上，該支撐腿高度可調(diào)。
5.如權(quán)利要求4所述的地下污水處理廠自然采光系統(tǒng)，其特征在于，所述地下污水處 理廠內(nèi)安裝有兩排所述反光板，所述兩排反光板安裝在所述采光帶長度方向的下方。
6.如權(quán)利要求5所述的地下污水處理廠自然采光系統(tǒng)，其特征在于，所述反光板方向 控制系統(tǒng)包括太陽光追蹤器、PLC控制器、電機和反光板傳動機構(gòu)，其中，太陽光追蹤器用于感知太陽光照射到所述反光板的角度；PLC控制器用于接收太陽光追蹤器的探測信號，并向電機輸出控制信號；電機驅(qū)動反光板傳動機構(gòu)驅(qū)動反光板做旋轉(zhuǎn)運動，使反光板始終處于最佳的太陽光反 射角度。
7.如權(quán)利要求6所述的地下污水處理廠自然采光系統(tǒng)，其特征在于，所述反光板方向 控制系統(tǒng)還包括照明切換裝置，到了夜間，所述太陽光追蹤器感知不到太陽光照射時，所述 PLC控制器向照明切換裝置發(fā)出控制命令，啟動人工照明設備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地下污水處理廠自然采光系統(tǒng)，包括采光帶、反光板系統(tǒng)和反光板方向控制系統(tǒng)，所述采光帶設置在地下污水處理廠頂部，所述反光板系統(tǒng)和反光板方向控制系統(tǒng)設置在地下污水處理廠內(nèi)，反光板系統(tǒng)在所述反光板方向控制系統(tǒng)的控制下接收通過采光帶透射來的太陽光，并將該太陽光反射到包括地下二層(放置相關處理設備的凹坑)在內(nèi)的地下污水廠內(nèi)各個位置。本發(fā)明的地下污水處理廠自然采光系統(tǒng)具有理想的透射、全反射效果，光能利用率高、照明效果好，加工工藝簡單，成本低廉，使地下污水處理廠在白天可以利用太陽光照明，夜間自動切換人工照明設備照明，保證全天照明的同時，降低了能耗。
文檔編號F21W131/402GK102147096SQ201010587839
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者侯鋒, 張振鵬, 李其宸, 李婧, 薛曉飛, 邵彥青 申請人:北控水務(中國)投資有限公司