一種智能控制水溫的太陽能集熱器系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】一種智能控制水溫的太陽能集熱器系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于太陽能領(lǐng)域，尤其涉及一種智能控制的太陽能集熱器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人類對能源的需求量越來越大。然而煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源儲備量不斷減少、日益緊缺，造成價格的不斷上漲，同時常規(guī)化石燃料造成的環(huán)境污染問題也愈加嚴(yán)重，這些都大大限制著社會的發(fā)展和人類生活質(zhì)量的提高。能源問題已經(jīng)成為當(dāng)代世界的最突出的問題之一。因而尋求新的能源，特別是無污染的清潔能源已成為現(xiàn)在人們研究的熱點。
[0004]太陽能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，而且資源量巨大，地球表面每年收的太陽輻射能總量為I X 10 18 kW-h，為世界年耗總能量的一萬多倍。世界各國都已經(jīng)把太陽能的利用作為新能源開發(fā)的重要一項，我國政府在《政府工作報告》也早已明確提出要積極發(fā)展新能源，其中太陽能的利用尤其占據(jù)著突出地位。然而由于太陽輻射到達地球上的能量密度小(每平方米約一千瓦)，而且又是不連續(xù)的，這給大規(guī)模的開發(fā)利用帶來一定困難。因此，為了廣泛利用太陽能，不僅要解決技術(shù)上的問題，而且在經(jīng)濟上必須能同常規(guī)能源相克爭。
[0005]目前太陽能集熱器的自動化程度不高，雖然現(xiàn)有技術(shù)也對太陽能的智能控制進行了研究，但是針對集熱器的智能控制研究不是很多，針對上述問題，本發(fā)明提供了一種新的智能控制的太陽能集熱器系統(tǒng)，從而太陽能利用過程中的智能控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種新的太陽能集熱器系統(tǒng)，從而解決前面出現(xiàn)的技術(shù)問題。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種太陽能集熱器系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括集熱器，所述集熱器包括集熱管和水箱，所述集熱管包括吸熱端和放熱端，所述放熱端設(shè)置在水箱中；所述的水箱內(nèi)設(shè)置溫度傳感器，用于測量水箱內(nèi)的水的溫度，水箱的入口管和出口管上分別設(shè)置入口管閥門和出口管閥門，所述溫度傳感器、入口管閥門和出口管閥門與中央控制器數(shù)據(jù)連接；中央控制器根據(jù)溫度傳感器測量的溫度來控制入口管閥門和出口管閥門的開閉。
[0008]作為優(yōu)選，如果溫度傳感器測量水箱內(nèi)的水的溫度低于下限的數(shù)值，則中央控制器控制入口管閥門和出口管閥門自動關(guān)閉；如果測量的水箱內(nèi)的水的溫度超過上限的數(shù)值，則中央控制器控制入口管閥門和出口管閥門自動打開。
[0009]作為優(yōu)選，所述的水箱內(nèi)設(shè)置多個溫度傳感器，通過多個溫度傳感器來測量水箱內(nèi)水的溫度。
[0010]作為優(yōu)選，中央控制器通過多個溫度傳感器測量的水的溫度的平均值來控制入口管閥門和出口管閥門的開閉。
[0011]作為優(yōu)選，中央控制器通過多個溫度傳感器測量的水的溫度的最低值來控制入口管閥門和出口管閥門的開閉。
[0012]作為優(yōu)選，所述的至少一個溫度傳感器設(shè)置在水箱內(nèi)靠近水箱入口管的位置。
[0013]作為優(yōu)選，所述的至少一個溫度傳感器設(shè)置在水箱內(nèi)靠近水箱出口管的位置。
[0014]作為優(yōu)選，所述集熱管包括扁平管和肋片，所述扁平管包括互相平行的管壁和側(cè)壁，所述側(cè)壁連接平行的管壁的端部，所述側(cè)壁和所述平行的管壁之間形成流體通道，所述集熱管放熱端包括肋片，所述肋片設(shè)置在管壁之間，所述肋片包括傾斜于管壁的傾斜部分，所述的傾斜部分與平行的管壁連接，所述傾斜部分將流體通道彼此隔開形成多個小通道，相鄰的傾斜部分在管壁上連接，所述相鄰的傾斜部分以及管壁之間構(gòu)成三角形;在傾斜部分上設(shè)置連通孔，從而使相鄰的小通道彼此連通;連通孔為等腰三角形，所述相鄰的傾斜部分以及管壁之間構(gòu)成的三角形是等腰三角形。
[0015]作為優(yōu)選，連通孔的等腰三角形的頂角為B，相鄰的傾斜部分以及管壁之間構(gòu)成的等腰三角形的頂角為A，則滿足如下公式:
Sin(B)=a+b*sin(A/2) -c* sin(A/2)2；
其中a，b，c是參數(shù)，其中0.559〈 a <0.565，I.645〈b〈l.753，I.778〈c〈l.883;60°〈A〈160°；35°<B<90°。
[0016]作為優(yōu)選，a=0.5631,b=l.6948, c=l.8432;
80°〈A〈120°;50°〈B〈60°。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的太陽能集熱器系統(tǒng)具有如下的優(yōu)點:
I)本發(fā)明通過對水箱內(nèi)水的溫度的檢測，通過控制閥門的開閉，從而保證水箱內(nèi)的水溫達到熱利用要求。
[0018]2)本發(fā)明通過監(jiān)控水箱的出水溫度，從而通過控制流量保證水溫恒定。
[0019]3)本發(fā)明自動控制水箱內(nèi)的水位，從而提高集熱器的使用的智能化。
[0020]4)本發(fā)明研究了新的集熱器結(jié)構(gòu)，并且通過大量的實驗，確定了最佳的扁平集熱管的結(jié)構(gòu)尺寸，從而使得保證換熱阻力的情況下，使得換熱效果達到最佳。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是太陽能集熱器系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明太陽能集熱器截面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明集熱管橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明一個集熱管內(nèi)肋片設(shè)置通孔位置處的橫切面的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明設(shè)置通孔結(jié)構(gòu)傾斜部分平面的示意圖；
圖6是本發(fā)明設(shè)置通孔結(jié)構(gòu)傾斜部分平面的另一個示意圖；
圖7是本發(fā)明的三角形通孔結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是本發(fā)明集熱管吸熱部分的橫截面示意圖；
圖9是本發(fā)明優(yōu)選的集熱管吸熱部分的橫截面示意圖；
圖10實施例一閥門開閉控制流程；
圖11實施例二閥門開度調(diào)整流程圖。
[0022]圖12是實施例三閥門開度調(diào)整流程圖；
圖13是實施例四水位調(diào)整流程圖。
[0023]附圖標(biāo)記如下:
I集熱管，2流體通道，3管壁，4傾斜部分，5頂點，6連通孔，7肋片，8水箱，9吸熱端，10放熱端，11底板，12吸熱膜，13玻璃板，14隔熱層，15內(nèi)肋片，16蓄熱器，17水箱出口管，18水箱入口管，19出口管溫度傳感器，20出口管閥門，21中央控制器，22入口管閥門，23入口管閥門。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0025]本文中，如果沒有特殊說明，涉及公式的，表示除法，“X”、表示乘法。
[0026]一種太陽能集熱系統(tǒng)，如圖1 一 2所示，所述系統(tǒng)包括集熱器、蓄熱器16，所述集熱器包括集熱管I和水箱8，所述集熱管I包括吸熱端9和放熱端10，所述放熱端10設(shè)置在水箱8中。吸熱端9吸收太陽能，通過放熱端10將熱量傳遞給水箱中的水。所述水箱8與蓄熱器16連通形成循環(huán)回路，集熱管I吸收太陽能，加熱水箱8中的水，加熱后的水通過水箱出口管17進入蓄熱器16，在蓄熱器16中進行換熱，將熱量儲存在蓄熱器16的蓄熱材料中，在蓄熱器16中流出的水在水箱入口管18進入水箱8中進行加熱。
[0027]所述太陽能集熱器還包括透明玻璃板13、隔熱層14、吸熱膜12。吸熱膜12設(shè)置在集熱管I吸熱端9的上面(即面向太陽的一面)，透明玻璃板13覆蓋在集熱管的吸熱端9的正面，吸熱端9與透明玻璃板16之間留有隔熱層17，作為優(yōu)選，隔熱層為真空層。作為優(yōu)選透明玻璃板16采用鋼化玻璃、隔熱