一種基于多溫度數據智能控制的太陽能蓄熱系統的制作方法
【專利說明】一種基于多溫度數據智能控制的太陽能蓄熱系統
[0001]
技術領域
[0002]本發明屬于太陽能領域，尤其涉及一種太陽能蓄熱系統。
【背景技術】
[0003]隨著現代社會經濟的高速發展，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，同時常規化石燃料造成的環境污染問題也愈加嚴重，這些都大大限制著社會的發展和人類生活質量的提高。能源問題已經成為當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。世界各國都已經把太陽能的利用作為新能源開發的重要一項，我國政府在《政府工作報告》也早已明確提出要積極發展新能源，其中太陽能的利用尤其占據著突出地位。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)，而且又是不連續的，這給大規模的開發利用帶來一定困難。因此，為了廣泛利用太陽能，不僅要解決技術上的問題，而且在經濟上必須能同常規能源相克爭。
[0005]目前太陽能蓄熱的自動化程度不高，雖然現有技術也對太陽能的智能控制進行了研究，但是針對太陽能蓄熱的智能控制研究不是很多，針對上述問題，本發明提供了一種新的智能控制的太陽能蓄熱系統，從而太陽能利用過程中的智能控制。
【發明內容】
[0006]本發明提供了一種新的太陽能蓄熱系統，從而解決前面出現的技術問題。
[0007]為了實現上述目的，本發明的技術方案如下:
一種太陽能蓄熱系統，所述系統包括集熱器、蓄熱器，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，所述放熱端設置在水箱中；所述蓄熱器設置在蓄熱器管路上，所述水箱與蓄熱器連通形成循環回路，集熱管吸收太陽能，加熱水箱中的水，加熱后的水通過水箱出口管進入蓄熱器，將熱量儲存在蓄熱器的蓄熱材料中；所述蓄熱器管路上設置蓄熱器管路閥門和蓄熱器管路溫度傳感器，分別用于控制進入蓄熱器中的水的流量和檢測進入蓄熱器中的水的溫度，所述系統還設置蓄熱器管路并聯的旁通管路，所述旁通管路上設置旁通管路閥門和旁通管路溫度傳感器，分別用于控制旁通管路上水的流量和檢測旁通管路水的溫度，所述蓄熱器中設置溫度傳感器，用于檢測蓄熱材料的溫度;所述水箱內設置溫度傳感器，用于檢測水箱內的水溫，水箱出口管上設置出口管閥門；所述的蓄熱器管路閥門、旁通管路閥門、出口管閥門和蓄熱器管路溫度傳感器、旁通管路溫度傳感器以及蓄熱器中的溫度傳感器、水箱內的溫度傳感器與中央控制器進行數據連接;所述的中央控制器根據檢測的蓄熱器入口管的溫度、水箱內的溫度以及旁通管路的溫度來自動控制蓄熱器管路閥門、旁通管路閥門、出口管閥門的關閉。
[0008]作為優選，如果中央控制器檢測的蓄熱器入口管的溫度低于蓄熱器的蓄熱材料的溫度，則中央控制器自動關閉蓄熱器管路閥門和出口管閥門，打開旁通管路閥門；水箱中的水繼續通過太陽能加熱，當水箱中的水溫超過蓄熱材料溫度一定數值時，出口管閥門打開，水通過旁通管路流過，如果旁通管路溫度傳感器檢測的水溫超過蓄熱材料溫度一定度數，則旁通管路閥門關閉，蓄熱器管路閥門打開，從而使得水進入蓄熱器中進行蓄熱。
[0009]作為優選，如果旁通管路溫度傳感器檢測的水溫超過蓄熱材料溫度5攝氏度，則旁通管路閥門關閉，蓄熱器管路閥門打開，從而使得水進入蓄熱器中進行蓄熱。
[0010]作為優選，所述的出口管閥門設置在水箱出口管上靠近水箱的位置。
[0011]作為優選，所述的水箱內設置多個溫度傳感器，通過多個溫度傳感器來測量水的溫度。
[0012]作為優選，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蓄熱器管路閥門、旁通管路閥門、出口管閥門的開閉。
[0013]作為優選，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蓄熱器管路閥門、旁通管路閥門、出口管閥門的開閉。
[0014]作為優選，至少一個溫度傳感器設置在水箱內靠近水箱入口管的位置。
[0015]作為優選，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壁，所述側壁連接平行的管壁的端部，所述側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成三角形;在傾斜部分上設置連通孔，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成的三角形是等腰三角形。
[0016]作為優選，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，其中0.559〈 a〈0.565，I.645〈b〈l.753，I.778〈c〈l.883;60°〈A〈160°；35°<B<90°。
[0017]與現有技術相比較，本發明的太陽能蓄熱系統具有如下的優點:
I)本發明通過檢測的蓄熱溫度，通過控制閥門的開閉，從而保證智能化蓄熱，保證了熱量充分利用。
[0018]2)本發明通過監控熱利用裝置的進水溫度和蓄熱材料的溫度，從而通過控制流量保證熱利用裝置的水溫恒定。
[0019]3)本發明研究了新的集熱器結構，并且通過大量的實驗，確定了最佳的扁平集熱管的結構尺寸，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】
[0020]圖1是太陽能集熱器系統控制結構示意圖； 圖2是本發明太陽能集熱器截面結構示意圖；
圖3是本發明集熱管橫截面結構示意圖；
圖4是本發明一個集熱管內肋片設置通孔位置處的橫切面的結構示意圖；
圖5是本發明設置通孔結構傾斜部分平面的示意圖；
圖6是本發明設置通孔結構傾斜部分平面的另一個示意圖；
圖7是本發明的三角形通孔結構示意圖；
圖8是本發明集熱管吸熱部分的橫截面示意圖；
圖9是本發明優選的集熱管吸熱部分的橫截面示意圖；
圖10是圖1改進不意圖；
圖11是蓄熱器結構示意圖。
[0021]附圖標記如下:
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旁通管路溫度傳感器，22旁通管路閥門，23入口管閥門，24蓄熱器管路閥門，25蓄熱器管路溫度傳感器，26中央控制器，27蓄熱器入口管，28蓄熱材料，29熱利用管路閥門，30熱利用裝置。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0023]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。
[0024]—種太陽能集熱系統，如圖1 一 2所示，所述系統包括集熱器、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設置在水箱8中。吸熱端9吸收太陽能，通過放熱