專利名稱：一種太陽能集熱器用的溫度控制和隔熱保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能集熱器用的溫度控制和隔熱保護(hù)裝置，通過隔熱保護(hù)層的對集熱管的隔離作用，實(shí)現(xiàn)對太陽能集熱管保護(hù)模式與集熱模式的切換。在集熱模式，保護(hù)層呈收起狀態(tài)，集熱器正常接受太陽能；在保護(hù)模式，保護(hù)層遮蔽集熱器，隔斷集熱器與太陽輻射以及空氣的接觸。
背景技術(shù)：
近年來國內(nèi)太陽能熱水器發(fā)展迅猛，人們生活水平提高，對舒適性要求也更高，熱水器功能也越來越人性化。目前太陽能集熱器都是集熱管裸露在大氣中，沒有隔熱保護(hù)措施，當(dāng)夏季熱水需求量減小時(shí)，集熱器的集熱能量反而增大，水溫達(dá)到90°C以上，不僅不舒適而且還有燙傷危險(xiǎn)，近幾年社會上有多起燙傷案例引起我們的關(guān)注；而且用戶外出或者其它情況，停止或者減少熱水需求量，往往由于太陽能過剩，造成集熱器的高溫運(yùn)行，引發(fā)集熱管的快速老化、產(chǎn)生水垢、集熱器沸騰發(fā)生水份蒸發(fā)浪費(fèi)。而冬季，在具有降雪、冰雹、 或者有冰凍危險(xiǎn)時(shí)，集熱器容易受撞擊或者冰凍造成損壞。因此從舒適、節(jié)水、安全、可靠使用太陽能熱水器的要求出發(fā)，需要給集熱器配置隔熱保護(hù)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種太陽能集熱器用的溫度控制和隔熱保護(hù)裝置，作用有防止多余太陽能造成水源蒸發(fā)浪費(fèi)、減緩集熱器的老化、避免燙傷，和防止災(zāi)害性氣候造成對集熱器的損壞。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的一種太陽能集熱器用的溫度控制和隔熱保護(hù)裝置，所述太陽能集熱器包括由若干個(gè)并排放置的集熱管組成的集熱管組和集熱水箱，該溫度控制和隔熱保護(hù)裝置包括支撐框架、自動卷簾裝置、驅(qū)動控制器和溫度感應(yīng)裝置，其中所述支撐框架罩于所述集熱管組的上方；所述自動卷簾裝置水平縱向地固定于所述支撐框架頂面的一側(cè)邊上；所述溫度感應(yīng)裝置設(shè)于所述集熱水箱內(nèi)；所述驅(qū)動控制器的輸入端與所述溫度感應(yīng)裝置相連，接收溫度感應(yīng)裝置發(fā)出的溫度信號，所述驅(qū)動控制器的輸出端與所述自動卷簾裝置相連，向自動卷簾裝置發(fā)出控制信號。上述的一種太陽能集熱器用的溫度控制和隔熱保護(hù)裝置，其中，所述自動卷簾裝置包括卷簾軸、固定支架、隔熱保護(hù)層和傳動支架，所述卷簾軸通過固定支架安裝于所述支撐框架上，所述隔熱保護(hù)層卷繞在所述卷簾軸上，所述卷簾軸的一端安裝有傳動支架，所述自動卷簾裝置還包括一與所述驅(qū)動控制器的輸出端相連、且能通過所述傳動支架帶動卷簾軸實(shí)現(xiàn)正反向轉(zhuǎn)動的電機(jī)。上述的一種太陽能集熱器用的溫度控制和隔熱保護(hù)裝置，其中，所述隔熱保護(hù)層
3采用全遮光面料。本發(fā)明裝置用于防止多余太陽能造成水源蒸發(fā)浪費(fèi)、減緩集熱器的老化，防止災(zāi)害性天氣造成對集熱器的損壞，和保溫。本發(fā)明裝置有集熱和保護(hù)兩種模式在集熱模式，保護(hù)層呈收起狀態(tài)，集熱器正常接受太陽能；在保護(hù)模式，保護(hù)層遮蔽集熱器，隔斷集熱器與太陽輻射以及空氣的接觸。保護(hù)模式有兩方面需求在太陽能輻射能量超過需求熱能時(shí)，遮蔽太陽，避免水溫過高、避免水源的沸騰浪費(fèi)；在具有降雪、冰雹、或者有冰凍危險(xiǎn)時(shí)，保護(hù)集熱器免受撞擊或者冰凍的損壞。本發(fā)明可以用于新的太陽能集熱設(shè)備的配套，也可用于現(xiàn)有設(shè)備的改造。


圖1是本發(fā)明裝置的集熱模式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明裝置的保護(hù)模式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。請參閱圖1，圖中示出了本發(fā)明裝置的集熱模式的結(jié)構(gòu)示意圖。太陽能集熱器包括由若干個(gè)并排放置的集熱管ι組成的集熱管組和集熱水箱2，本發(fā)明溫度控制和隔熱保護(hù)裝置包括支撐框架3、自動卷簾裝置4、驅(qū)動控制器6和溫度感應(yīng)裝置5，支撐框架3罩于集熱管組的上方，自動卷簾裝置4水平縱向地固定于支撐框架3頂面的一側(cè)邊上，溫度感應(yīng)裝置5設(shè)于集熱水箱2內(nèi)，驅(qū)動控制器6的輸入端與溫度感應(yīng)裝置5相連，接收溫度感應(yīng)裝置 5發(fā)出的溫度信號，驅(qū)動控制器6的輸出端與自動卷簾裝置4相連，向自動卷簾裝置4發(fā)出控制信號。上述溫度控制和隔熱保護(hù)裝置中，自動卷簾裝置4包括卷簾軸42、固定支架41、隔熱保護(hù)層43、傳動支架44和電機(jī)45，卷簾軸42通過固定支架41安裝于支撐框架3頂面的一側(cè)邊上，隔熱保護(hù)層43卷繞在卷簾軸42上，卷簾軸42的一端安裝有傳動支架44，電機(jī)45 與驅(qū)動控制器6的輸出端相連，電機(jī)45通過傳動支架44帶動卷簾軸42實(shí)現(xiàn)正反向轉(zhuǎn)動。支撐框架3起著固定和支撐整個(gè)保護(hù)裝置的作用，安裝時(shí)需保證其具有足夠承重能力，有較好的耐腐蝕性，也要保證其牢固、平穩(wěn)特性，材料可以采用鍍鋅角鐵、鋁合金材料但不限于這兩種材料，支撐框架3的頂面起著支撐隔熱保護(hù)層43的作用，它要足夠光滑能保證保護(hù)層傳動順暢，有較好的耐腐蝕性，不易生銹，有足夠的強(qiáng)度支撐隔熱保護(hù)層43。傳動支架44主要驅(qū)動隔熱保護(hù)層43至所需位置，傳動支架44要有一定的強(qiáng)度， 較好的耐腐蝕性，不易生銹，保證其良好的往復(fù)運(yùn)動、回轉(zhuǎn)運(yùn)動等，可以采用皮帶傳動，齒輪傳動，鏈傳動，軸傳動等，由于傳動裝置種類繁多而且它并不屬于本專利發(fā)明范圍內(nèi)故此不再贅述；注意安裝時(shí)，盡量做到支撐框架不遮擋或最少的遮擋集熱管1的太陽輻射。溫度感應(yīng)裝置5可選擇“一種高精度感溫探頭”(公開號CN102062642A)中公開的感溫探頭，但不限于這一種裝置。隔熱保護(hù)層43具備全遮光特性，有耐熱性和抗凍性，有一定強(qiáng)度不易破損，有較好的耐腐蝕性，材質(zhì)可以選取有一定硬度的卷簾類的全遮光面料也可以采取其他可行性材質(zhì)；注意，卷簾在傳動過程中要保證其與集熱管1有一段的間隙，不能觸碰集熱管1以防造成集熱管損壞；安裝時(shí)要保證隔熱保護(hù)層43在保護(hù)模式時(shí)完全將集熱管1遮蔽，而集熱模式時(shí)保證集熱管1正常接收太陽輻射。隔熱保護(hù)層43可以采用一張、或者兩張；遮蓋方式可以從上到下、或者從下到上、或者從兩頭到中間，或者從左到右、或者從右到左、或者從兩邊到中間，但不限于這些方式。驅(qū)動控制器6可以選用西門子PLC電路板實(shí)現(xiàn)控制但不限于這一種方式。主要實(shí)現(xiàn)以下兩方面功能1、保護(hù)功能，用戶可以設(shè)置自己滿意的舒適溫度值，由溫度感應(yīng)裝置5 感應(yīng)集熱水箱2內(nèi)水溫，當(dāng)超過用戶的設(shè)定的上限時(shí)，驅(qū)動控制器會控制電機(jī)45，通過傳動支架44來帶動隔熱保護(hù)層43向遮蔽集熱管1的方向移動，最終移動到圖2所示位置，隔熱保護(hù)層43遮蔽整個(gè)集熱管1從而隔離集熱管與空氣和太陽輻射熱的接觸；2、集熱功能，當(dāng)溫度感應(yīng)裝置5探測的溫度低于用戶設(shè)定的下限時(shí)，電機(jī)45又會通過傳動支架44驅(qū)動隔熱保護(hù)層43運(yùn)動，最終將隔熱保護(hù)層43收起，如圖1所示，此時(shí)集熱管能充分吸收太陽輻射能；值得注意的是，只有在晴好的白天、太陽光充足的情況下才能實(shí)現(xiàn)集熱功能，在陰雨天或者傍晚集熱功能失效。從集熱管的隔離方式上來說，可以單獨(dú)對每根集熱管隔離，也可以對全部集熱管即集熱管組進(jìn)行整體隔離，還可以根據(jù)實(shí)際情況對集熱管進(jìn)行其他可行形式的隔離。從隔熱保護(hù)層的移動方式來說，可以是回轉(zhuǎn)運(yùn)動、往復(fù)運(yùn)動等等。從傳動支架的傳動方式來說，可以采用皮帶傳動，齒輪傳動，鏈傳動，軸傳動等。從操作手段上看，本發(fā)明采用的是自動卷簾裝置，同時(shí)也可以采用手動操作，即點(diǎn)擊卷簾按鈕，卷簾機(jī)構(gòu)執(zhí)行動作，但也不限于這兩種方式。本發(fā)明裝置可以用于新太陽能集熱設(shè)備的配套，也可用于現(xiàn)有設(shè)備的改造。作用有防止多余太陽能造成水源蒸發(fā)浪費(fèi)、減緩集熱器的老化、避免燙傷，和防止災(zāi)害性氣候造成對集熱器的損壞。本發(fā)明通過控制隔熱保護(hù)層對集熱管遮蔽與否來實(shí)現(xiàn)溫控與保護(hù)的。用戶在驅(qū)動控制器上預(yù)設(shè)好溫度的上下限，當(dāng)集熱管溫度低于用戶設(shè)定的下限溫度時(shí)，此時(shí)裝置處于集熱模式，隔熱保護(hù)層呈收起狀態(tài)，位置如圖1所示，在晴好的白天整個(gè)集熱管能充分吸收太陽輻射能，集熱管吸熱后集熱水箱溫度上升，當(dāng)上升到用戶設(shè)定的上限溫度時(shí)，裝置處于保護(hù)模式，驅(qū)動控制器會控制電機(jī)驅(qū)動隔熱保護(hù)層向遮蔽集熱管的方向移動，最終移動到圖2所示位置，此時(shí)隔熱保護(hù)層將集熱管與太陽輻射和空氣隔離。本發(fā)明裝置保護(hù)模式與集熱模式的切換實(shí)現(xiàn)了對集熱管的溫控和保護(hù)功能。以上實(shí)施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種太陽能集熱器用的溫度控制和隔熱保護(hù)裝置，所述太陽能集熱器包括由若干個(gè)并排放置的集熱管組成的集熱管組和集熱水箱，其特征在于，該溫度控制和隔熱保護(hù)裝置包括支撐框架、自動卷簾裝置、驅(qū)動控制器和溫度感應(yīng)裝置，其中所述支撐框架罩于所述集熱管組的上方；所述自動卷簾裝置水平縱向地固定于所述支撐框架頂面的一側(cè)邊上； 所述溫度感應(yīng)裝置設(shè)于所述集熱水箱內(nèi)；所述驅(qū)動控制器的輸入端與所述溫度感應(yīng)裝置相連，其輸出端與所述自動卷簾裝置相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種太陽能集熱器用的溫度控制和隔熱保護(hù)裝置，其特征在于，所述自動卷簾裝置包括卷簾軸、固定支架、隔熱保護(hù)層和傳動支架，所述卷簾軸通過固定支架安裝于所述支撐框架上，所述隔熱保護(hù)層卷繞在所述卷簾軸上，所述卷簾軸的一端安裝有傳動支架，所述自動卷簾裝置還包括一與所述驅(qū)動控制器的輸出端相連、且能通過所述傳動支架帶動卷簾軸實(shí)現(xiàn)正反向轉(zhuǎn)動的電機(jī)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種太陽能集熱器用的溫度控制和隔熱保護(hù)裝置，其特征在于，所述隔熱保護(hù)層采用全遮光面料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能集熱器用的溫度控制和隔熱保護(hù)裝置，包括支撐框架、自動卷簾裝置、驅(qū)動控制器和溫度感應(yīng)裝置。本發(fā)明裝置用于防止多余太陽能造成水源蒸發(fā)浪費(fèi)、減緩集熱器的老化，防止災(zāi)害性天氣造成對集熱器的損壞，和保溫。本裝置有集熱和保護(hù)兩種模式在集熱模式，保護(hù)層呈收起狀態(tài)，集熱器正常接受太陽能；在保護(hù)模式，保護(hù)層遮蔽集熱器，隔斷集熱器與太陽輻射以及空氣的接觸。保護(hù)模式有兩方面需求在太陽能輻射能量超過需求熱能時(shí)，遮蔽太陽，避免水溫過高、避免水源的沸騰浪費(fèi)；在具有降雪、冰雹、或者有冰凍危險(xiǎn)時(shí)，保護(hù)集熱器免受撞擊或者冰凍的損壞。本發(fā)明裝置可以用于新太陽能集熱設(shè)備的配套，也可用于現(xiàn)有設(shè)備的改造。
文檔編號F24J2/51GK102419015SQ20111022655
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者龐麗穎, 徐相梅, 朱晟, 陳九法, 陳軍偉, 高龍 申請人:東南大學(xué), 寶蓮華新能源技術(shù)(上海)有限公司