本發(fā)明屬于太陽能領(lǐng)域,尤其涉及一種太陽能蓄熱系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人類對(duì)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(chǔ)備量不斷減少、日益緊缺,造成價(jià)格的不斷上漲,同時(shí)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(huì)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(diǎn)。
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1×1018kw·h,為世界年耗總能量的一萬多倍。世界各國(guó)都已經(jīng)把太陽能的利用作為新能源開發(fā)的重要一項(xiàng),我國(guó)政府在《政府工作報(bào)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(dá)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(jì)上必須能同常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)。
目前太陽能蓄熱的自動(dòng)化程度不高,雖然現(xiàn)有技術(shù)也對(duì)太陽能的智能控制進(jìn)行了研究,但是針對(duì)太陽能蓄熱的智能控制研究不是很多,針對(duì)上述問題,本發(fā)明提供了一種新的智能控制的太陽能蓄熱系統(tǒng),從而太陽能利用過程中的智能控制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種新的太陽能蓄熱系統(tǒng),從而解決前面出現(xiàn)的技術(shù)問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種太陽能蓄熱系統(tǒng),所述系統(tǒng)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(shè)置在水箱中;所述蓄熱器設(shè)置在蓄熱器管路上,所述水箱與蓄熱器連通形成循環(huán)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(jìn)入蓄熱器,將熱量?jī)?chǔ)存在蓄熱器的蓄熱材料中;其特征在于:所述蓄熱器中設(shè)置溫度傳感器,用于檢測(cè)蓄熱材料的溫度;所述的蓄熱器中的溫度傳感器與中央控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)連接;所述蓄熱器中通入換熱管,所述換熱管與蓄熱材料進(jìn)行熱交換,所述換熱管與熱利用裝置通過管路相連;所述熱利用裝置與蓄熱器之間的管路上設(shè)置閥門,所述閥門與中央控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)連接;所述中央控制器根據(jù)檢測(cè)的蓄熱材料的溫度來自動(dòng)控制閥門的開度。
作為優(yōu)選,如果檢測(cè)的蓄熱材料的溫度高于上限值,則中央控制器控制閥門增加開度,如果檢測(cè)的蓄熱材料的溫度低于一定數(shù)值,則中央控制器控制閥門降低開度。
作為優(yōu)選,如果檢測(cè)的蓄熱材料的溫度低于下限值,則中央控制器控制閥門關(guān)閉。
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(gè)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。
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<0.565,1.645<b<1.753,1.778<c<1.883;
60°<a<160°;35°<b<90°。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明的太陽能蓄熱系統(tǒng)具有如下的優(yōu)點(diǎn):
1)本發(fā)明通過監(jiān)控?zé)崂醚b置的進(jìn)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。
2)本發(fā)明智能監(jiān)控?zé)釗p失,并及時(shí)提醒用戶關(guān)于熱損失的情況。
3)本發(fā)明通過檢測(cè)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。
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(shí)驗(yàn),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(dá)到最佳。
附圖說明
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(gè)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(gè)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是圖1改進(jìn)示意圖;
圖11蓄熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記如下:
1集熱管,2流體通道,3管壁,4傾斜部分,5頂點(diǎn),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(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。
本文中,如果沒有特殊說明,涉及公式的,“/”表示除法,“×”、“*”表示乘法。
一種太陽能集熱系統(tǒng),如圖1-2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1和水箱8,所述集熱管1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1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(jìn)入蓄熱器16,在蓄熱器16中進(jìn)行換熱,將熱量?jī)?chǔ)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(jìn)入水箱8中進(jìn)行加熱。
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1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、隔熱層為真空層;作為優(yōu)選,吸熱膜12通過濺射的方式設(shè)置在熱管1吸熱端9的正面。
底板11設(shè)置在集熱管1下部,所述底板為保溫材料。
作為優(yōu)選,隔熱層17的厚度為18mm~25mm;作為優(yōu)選為20mm。
如圖3所示,在放熱端10,所述集熱管包括扁平管1和肋片7,所述扁平管1包括互相平行的管壁3和側(cè)壁12,所述側(cè)壁12連接平行的管壁2的端部,所述側(cè)壁12和所述平行的管壁3之間形成流體通道2,所述肋片7設(shè)置在管壁3之間,所述肋片7包括傾斜于管壁的傾斜部分4,所述的傾斜部分4與平行的管壁3連接,所述傾斜部分4將流體通道2彼此隔開形成多個(gè)小通道10,相鄰的傾斜部分4在管壁上連接,所述相鄰的傾斜部分4以及管壁3之間構(gòu)成三角形;在傾斜部分4上設(shè)置連通孔6,從而使相鄰的小通道10彼此連通。
通過設(shè)置連通孔6,保證相鄰的小通道10之間的連通,從而使得壓力大的小通道內(nèi)的流體可以向鄰近的壓力小的小通道內(nèi)流動(dòng),解決扁平管換熱的情況下的內(nèi)部壓力不均勻以及局部壓力過大的問題,從而促進(jìn)了流體在換熱通道內(nèi)的充分流動(dòng),提高了換熱效率,同時(shí)也提高了集熱管的使用壽命。
作為優(yōu)選,沿著扁平管橫截面的管壁3的中間(即圖3橫截面示意圖中管壁3的中間位置)向兩側(cè)側(cè)壁12方向,不同傾斜部分4上的所述的通孔6面積不斷的變小。其中,位于扁平管1的中間位置,即圖2橫截面示意圖中管壁3的中間位置,通孔6的面積最大。主要原因是通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),因?yàn)榱黧w分配不均勻,中間壓力最大,從中間向兩側(cè)壓力逐漸減小。因此通孔面積的分配,使得中部的流體盡可能向兩邊流動(dòng),減少中部的流動(dòng)阻力,同時(shí)為了避免開孔面積過大造成換熱面積的減少,使得開孔面積根據(jù)壓力來進(jìn)行變化,在降低阻力的同時(shí),進(jìn)一步提高換熱效率。
作為優(yōu)選,沿著扁平管橫截面的中間向側(cè)壁12方向,不同傾斜部分4上的所述的通孔6面積不斷的變小的幅度越來越大。通過如此設(shè)置,也是符合流動(dòng)壓力的變化規(guī)律,進(jìn)一步降低流動(dòng)阻力的同時(shí),提高換熱效率。
作為優(yōu)選,所述連通孔6的形狀為等腰三角形,所述等腰三角形的底邊的中點(diǎn)到頂角的方向與流體的流動(dòng)方向相同。也就是說,等腰三角形的頂角方向?yàn)榱黧w流動(dòng)方向。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),將頂角方向設(shè)置為與流動(dòng)方向保持一致,可以提高換熱效率,同時(shí)降低流動(dòng)阻力。通過如此設(shè)置,可以提高10%左右的換熱效率,同時(shí)降低9%左右的阻力。
作為優(yōu)選,所述的相鄰的傾斜部分以及管壁之間構(gòu)成三角形是等腰三角形,以后簡(jiǎn)稱第二等腰三角形。通過設(shè)置成為等腰三角形,可以保證流體流動(dòng)均勻,提高換熱效果。
作為優(yōu)選,所述傾斜部分頂點(diǎn)5為平面,所述相鄰的兩個(gè)傾斜部分4的頂點(diǎn)5相連,所述頂點(diǎn)5與管壁3相連。因?yàn)樵O(shè)置定點(diǎn)5為平面,因此使得傾斜部分4與管壁接觸面積大,從而使得管壁和傾斜部分更充分更好的接觸。使得安裝更加容易,避免滑動(dòng)。
作為優(yōu)選,相鄰的傾斜部分4以及管壁之間構(gòu)成三角形中,傾斜部分4相對(duì)的內(nèi)表面的連接點(diǎn)形成三角形的頂點(diǎn),所述三角形的頂點(diǎn)位于管壁上。
如圖7所示,所述等腰三角形的頂角為b,如圖5,6所示,沿著流體的流動(dòng)方向,同一個(gè)傾斜部分4設(shè)置多排三角形通孔6。如圖6所示,多排通孔6為錯(cuò)列結(jié)構(gòu)。
在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),通孔的面積不能過大,過大的話會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱面積的損失,降低換熱效率,過小的話,造成局部壓力分配依然不均勻,同理,相鄰管壁3的距離不能過大,過大會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱效率的降低,過小會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)阻力過大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),第一等腰三角形的頂角和第二等腰三角形的頂角為一定規(guī)律的變化,例如第二等腰三角形頂角變大,從而導(dǎo)致?lián)Q熱通道的小通道面積增加,相應(yīng)的流動(dòng)阻力變小,因此此時(shí)第二等腰三角形的流通面積就要變小,這樣可以減少通孔6的面積,同時(shí)保證流動(dòng)阻力的情況下,提高換熱效率。因此第一等腰三角形和第二等腰三角形頂角之間存在如下關(guān)系:
第一等腰三角形的頂角為b,第二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<0.565,1.645<b<1.753,1.778<c<1.883;
60°<a<160°;35°<b<90°。
作為優(yōu)選,a=0.5631,b=1.6948,c=1.8432;
80°<a<120°;50°<b<60°;
通過上述的公式,可以確定第一等腰三角形和第二等腰三角形頂角之間的最佳關(guān)系,在此關(guān)系下能夠保證在滿足流動(dòng)阻力的情況下,達(dá)到最佳的換熱效率。
作為優(yōu)選,h=7-18mm。進(jìn)一步作為優(yōu)選,10<h<11mm。
作為優(yōu)選,第一等腰三角形底邊的長(zhǎng)度為h,滿足如下公式:
0.28<d*(h/h)<0.36;其中d是參數(shù),0.7<d<2.0;
h是以相鄰管壁相對(duì)的面之間的距離。
作為優(yōu)選,1.0<d<1.4。
作為優(yōu)選,隨著頂角為a的增加,所述的d變小。
作為優(yōu)選,隨著h的增加,所述的d變小。
管壁的寬度為w,優(yōu)選為7.4>w/h>4.6,進(jìn)一步優(yōu)選,6.8>w/h>5.6。
通過上述的優(yōu)化設(shè)計(jì),可以進(jìn)一步提高集熱管的換熱性能,同時(shí)降低流動(dòng)阻力。
對(duì)于傾斜部分形成的頂角a不同的情況,例如沿著管壁的中部向兩側(cè)的側(cè)壁方向,所述的相鄰的傾斜部分形成的夾角a越來越小的情況,前面的公式中的a采取傾斜部分相鄰的兩個(gè)頂角的平均值來計(jì)算。
本發(fā)明是通過多個(gè)不同尺寸的集熱管的上千次數(shù)值模擬以及試驗(yàn)數(shù)據(jù),在滿足工業(yè)要求承壓情況下(10mpa以下),在實(shí)現(xiàn)最大換熱量的情況下,總結(jié)出的最佳的扁平管管壁的尺寸優(yōu)化關(guān)系。
作為優(yōu)選,所述的同一排的相鄰的等腰三角形通孔的底邊都在一條線上,同一排相鄰的通孔距離為s1,所述2.9×h<s1<3.3×h,其中s1是以相鄰兩個(gè)等腰三角形通孔的底邊的中點(diǎn)的距離。優(yōu)選為3.2×h=s1。
作為優(yōu)選,相鄰排的通孔的等腰三角形的底邊互相平行,等腰三角形的頂點(diǎn)到底邊中點(diǎn)的距離為l,相鄰排的距離s2為3.8*l<s2<4.8*l。優(yōu)選為s2=4.4*l
相鄰排的等腰三角形的底邊不同時(shí),采取兩條底邊的加權(quán)平均數(shù)來計(jì)算。
作為優(yōu)選,同一排的等腰三角形的夾角和底邊完全相同。即形狀完全相同,為相等形。
對(duì)于前面的公式,對(duì)于前后排尺寸不同的通孔,也依然適用。
作為優(yōu)選,肋片的壁厚為0.5-0.9mm;作為優(yōu)選,0.6-0.7mm。
對(duì)于沒有提到的具體尺寸參數(shù),按照正常的換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)。
所述肋片7只設(shè)置在放熱端10。
作為優(yōu)選,如圖8,9所示,在集熱管1的吸熱端9內(nèi)壁上設(shè)置內(nèi)肋片15。
作為優(yōu)選,所述內(nèi)肋片15為直板狀,內(nèi)肋片15的延伸方向沿著流體蒸發(fā)的的流動(dòng)方向,即沿著吸熱端9向放熱端方向,或者說沿著集熱管吸熱端9的軸向移動(dòng)。通過如此設(shè)置,使得內(nèi)肋片之間形成的流體空間與流體的流動(dòng)方向保持一致,從而減少流動(dòng)阻力,同時(shí)還增加強(qiáng)化吸熱。
作為優(yōu)選,沿著吸熱端9向放熱端方向,內(nèi)肋片15高度不斷的增加,高度增加的幅度越來越大。通過增加內(nèi)肋片15高度,從而增加內(nèi)肋片15的換熱面積。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),通過如此設(shè)置,與翅片高度完全相同相比,可以提高大約7%的換熱效率。
作為優(yōu)選,如圖7所示,沿著集熱管1吸熱端10橫截面的中間向兩側(cè),所述內(nèi)肋片15的高度不斷減少。其中,位于集熱管1吸熱端10的中間位置,內(nèi)肋片15的高度最高。
因?yàn)橥ㄟ^試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),集熱管吸熱端在中部吸熱最多,從中部向兩側(cè),吸熱逐漸變小,因此通過設(shè)置集熱管的內(nèi)肋片15高度變化,這樣使得集熱管吸熱端的吸熱面積在中部最大,在兩側(cè)最小,使得中部吸熱能力最大,這樣符合集熱管吸熱端熱量的吸熱規(guī)律,使得整體上集熱管吸熱端吸熱均勻,避免集熱管吸熱端局部溫度過熱,造成散熱效果過差,造成集熱管吸熱端壽命的縮短。
通過上述設(shè)置,能夠使得中部流動(dòng)阻力變大,更多的流體向吸熱端兩側(cè)分配,使得了流體分配更加均勻。
作為優(yōu)選,從中間向兩側(cè),所述內(nèi)肋片15的高度減少的幅度不斷的增加。
通過上述設(shè)置,也是符合集熱管吸熱端的吸熱規(guī)律,進(jìn)一步提高集熱管吸熱端的吸熱效率,保證集熱管吸熱端的整體吸熱均勻,溫度均勻,增加集熱管的壽命。
作為優(yōu)選,所述集熱管是重力熱管。
作為優(yōu)選,所述蓄熱器管路上設(shè)置閥門24和溫度傳感器25,分別用于控制進(jìn)入蓄熱器16中的水的流量和檢測(cè)進(jìn)入蓄熱器16中的水的溫度,同理,所述太陽能蓄熱系統(tǒng)還設(shè)置蓄熱器管路并聯(lián)的旁通管路,所述旁通管路上設(shè)置閥門22和溫度傳感器21,分別用于控制旁通管路上水的流量和檢測(cè)水的溫度。所述蓄熱器16中設(shè)置蓄熱材料,所述蓄熱材料優(yōu)選為相變材料。優(yōu)選的,所述蓄熱器中設(shè)置溫度傳感器,用于檢測(cè)蓄熱材料的溫度。所述的閥門22、24和溫度傳感器21、25以及蓄熱器中的溫度傳感器與中央控制器26進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。
水箱8內(nèi)設(shè)置溫度傳感器,用于檢測(cè)水箱8內(nèi)的溫度,水箱8出口管17上設(shè)置溫度傳感器19,用于檢測(cè)水箱出口管17上的水溫,水箱出口管17上設(shè)置出口管閥門20,所述的水箱8內(nèi)的溫度傳感器和溫度傳感器17、出口管閥門20與中央控制器26數(shù)據(jù)連接。
本發(fā)明的主要目的是實(shí)現(xiàn)太陽能蓄熱系統(tǒng)的智能化檢測(cè)和控制,本發(fā)明通過下面多個(gè)實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)效果。
1.實(shí)施例一
作為一個(gè)改進(jìn),中央控制器26根據(jù)檢測(cè)的蓄熱材料的溫度和進(jìn)入蓄熱器的水溫來自動(dòng)控制閥門22、24的開閉。
優(yōu)選,正常運(yùn)行過程中閥門24打開,閥門22關(guān)閉。
如果蓄熱材料的溫度高于進(jìn)入蓄熱器的水溫,則中央控制器26自動(dòng)控制閥門24關(guān)閉,同時(shí)閥門21打開。保證水不進(jìn)入蓄熱器,因?yàn)槿绻藭r(shí)水進(jìn)入蓄熱器16,不僅沒有起到蓄熱的效果,反而將蓄熱材料中的熱量傳遞給水,從而降低了蓄熱效果。因此通過此種措施可以節(jié)省能源。
如果旁通管路溫度傳感器21檢測(cè)的水溫高于蓄熱材料的溫度,中央控制器自動(dòng)控制閥門24打開,閥門22關(guān)閉,保證水能夠進(jìn)入蓄熱器16,起到蓄熱的效果。
作為優(yōu)選,所述的蓄熱器管路進(jìn)水管上設(shè)置多個(gè)溫度傳感器24,通過多個(gè)溫度傳感器24來測(cè)量蓄熱器管路進(jìn)水管上水的溫度。
作為優(yōu)選,中央控制器26通過多個(gè)溫度傳感器24測(cè)量的水的溫度的平均值來控制閥門22、24的開閉。
作為優(yōu)選,中央控制器26通過多個(gè)溫度傳感器25測(cè)量的水的溫度的最低值來控制閥門22、24的開閉。通過采取最低值,能夠數(shù)據(jù)的進(jìn)一步的準(zhǔn)確性。
作為優(yōu)選,所述的至少一個(gè)溫度傳感器設(shè)置在蓄熱器入口管靠近蓄熱器16的位置。
作為優(yōu)選,所述的旁通管路管路和蓄熱器管路的連接點(diǎn)靠近蓄熱器入口。這樣避免在蓄熱器管路上存儲(chǔ)太多的上一次關(guān)閉閥門24時(shí)存下的冷水。
2.實(shí)施例二
作為一個(gè)改進(jìn),所述的中央控制器26根據(jù)檢測(cè)的蓄熱器16入口管的溫度、水箱8內(nèi)的溫度以及旁通管路的溫度來自動(dòng)控制閥門20、22、25的關(guān)閉。
如果中央控制器26檢測(cè)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26自動(dòng)關(guān)閉閥門24和閥門20,打開閥門22。打開閥門22能夠保證位于閥門20和24之間的水能夠通過旁通管路循環(huán)到水箱中再進(jìn)行加熱,同時(shí)排空閥門22、24之間的不符合溫度要求的水。水箱8中的水繼續(xù)通過太陽能加熱,當(dāng)水箱8中的水溫超過蓄熱材料溫度一定數(shù)值時(shí),優(yōu)選超過10攝氏度以上,閥門20、24打開,閥門22關(guān)閉,從而使得水進(jìn)入蓄熱器中進(jìn)行蓄熱。
通過上述措施,可以使得蓄熱器蓄熱實(shí)現(xiàn)智能化控制。
作為優(yōu)選,所述的閥門20設(shè)置在水箱出口管上靠近水箱的位置。這樣使得出口管路17上基本上不會(huì)存儲(chǔ)冷水,保證蓄熱效果。
作為優(yōu)選,所述的水箱8內(nèi)設(shè)置多個(gè)溫度傳感器,通過多個(gè)溫度傳感器來測(cè)量水的溫度。
作為優(yōu)選,中央控制器26通過多個(gè)溫度傳感器測(cè)量的水的溫度的平均值來控制閥門20、22、24的開閉。
作為優(yōu)選,中央控制器26通過多個(gè)溫度傳感器測(cè)量的水的溫度的最低值來控制閥門20、22、24的開閉。通過采取最低值,能夠保證水箱8內(nèi)的所有位置的水的溫度都能夠達(dá)到可以利用的溫度。
作為優(yōu)選,所述的至少一個(gè)溫度傳感器設(shè)置在水箱8內(nèi)靠近水箱入口管18的位置。
作為優(yōu)選,所述的至少一個(gè)溫度傳感器設(shè)置在水箱8內(nèi)靠近水箱出口管17的位置。
作為優(yōu)選,所述的旁通管路管路和蓄熱器管路的連接點(diǎn)靠近蓄熱器入口。這樣避免在蓄熱器管路上存儲(chǔ)太多的上一次關(guān)閉閥門24時(shí)存下的冷水。
3.實(shí)施例三
實(shí)施例三作為實(shí)施例二的進(jìn)一步改進(jìn)。
如果中央控制器26檢測(cè)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26自動(dòng)關(guān)閉閥門24和閥門20,打開閥門22。打開閥門22能夠保證位于閥門20和24之間的水能夠通過旁通管路循環(huán)到水箱中再進(jìn)行加熱。水箱8中的水繼續(xù)通過太陽能加熱,當(dāng)水箱8中的水溫超過蓄熱材料溫度一定數(shù)值時(shí),優(yōu)選超過10攝氏度以上,閥門20打開,水通過旁通管路流過,如果旁通管路傳感器21檢測(cè)的水溫超過蓄熱材料一定度數(shù),例如超過5攝氏度,則旁通管路閥門22關(guān)閉,蓄熱器管路24打開,從而使得水進(jìn)入蓄熱器中進(jìn)行蓄熱。
通過上述措施,通過旁通管路來檢測(cè)水的溫度,進(jìn)一步提高了蓄熱的效果,提高了蓄熱的智能控制。
其余的沒有描述的技術(shù)特征與實(shí)施例二相同,就不在進(jìn)一步描述。
4.實(shí)施例四
作為一個(gè)改進(jìn),太陽能蓄熱系統(tǒng)可以智能計(jì)算熱損失。如圖1所示,所述水箱8內(nèi)的溫度傳感器可以檢測(cè)水箱8內(nèi)的水溫,所述溫度傳感器25可以測(cè)量進(jìn)入蓄熱器中的水溫,通過水溫和流量可以計(jì)算出太陽能系統(tǒng)運(yùn)輸過程中的熱損失,即(水箱8內(nèi)的水溫-進(jìn)入蓄熱器的水溫)×質(zhì)量流量×水的比熱。
所述出口管路17上設(shè)置流量計(jì),蓄熱器管路上設(shè)置流量計(jì),所述兩個(gè)流量計(jì)與中央控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)連接,通過兩個(gè)流量計(jì)測(cè)量的平均數(shù)值來計(jì)算熱損失。
優(yōu)選,通過蓄熱器管路上設(shè)置流量計(jì)測(cè)量的流量來計(jì)算熱損失。
如果檢測(cè)的熱損失過大,則中央控制器自動(dòng)發(fā)出提醒。此時(shí)需要檢測(cè)流體管路是否存在問題。
5.實(shí)施例五
所述蓄熱器16中通入換熱管,所述換熱管與蓄熱材料28進(jìn)行熱交換,所述換熱管與熱利用裝置30通過管路相連。所述熱利用裝置30與蓄熱器16之間的管路上設(shè)置閥門29,所述閥門29與中央控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。所述中央控制器26根據(jù)檢測(cè)的蓄熱材料的溫度來自動(dòng)控制閥門29的開度。
如果檢測(cè)的蓄熱材料的溫度高于上限值,則中央控制器控制閥門29增加開度,以保證更多的流體流入蓄熱器中參與換熱,保證熱量的充分利用,如果檢測(cè)的蓄熱材料的溫度低于一定數(shù)值,則中央控制器控制閥門29降低開度,以保證更少的流體流入蓄熱器中參與換熱,保證加熱流體溫度。
當(dāng)檢測(cè)的如果檢測(cè)的蓄熱材料的溫度低于下限值,則中央控制器控制閥門29關(guān)閉,此時(shí)說明蓄熱材料的蓄熱已經(jīng)完全被用完。
通過上述智能化控制能夠?qū)嵭行顭崂玫闹悄芑?/p>
對(duì)于蓄熱器中其他特征,與前面記載的相同,就不再進(jìn)行詳細(xì)描述。
6.實(shí)施例六
所述熱利用裝置30的入口管上設(shè)置溫度傳感器,通過溫度傳感器自動(dòng)檢測(cè)進(jìn)入熱利用裝置內(nèi)水的溫度。所述溫度傳感器與中央控制器26數(shù)據(jù)連接。如果中央控制器26檢測(cè)的進(jìn)入熱利用裝置中的水溫高于上限數(shù)據(jù),則中央控制器26控制閥門29的開度增加,從而增加進(jìn)入蓄熱器16內(nèi)的流體流量。通過增加換熱的流體量的降低進(jìn)入熱利用裝置的水的溫度。相反,如果中央控制器26檢測(cè)的進(jìn)入熱利用裝置中的水溫低于下限數(shù)據(jù),則中央控制器26控制閥門29的開度降低,從而減少進(jìn)入蓄熱器16內(nèi)的流體流量。通過減少換熱的流體量的提高進(jìn)入熱利用裝置的水的溫度。
作為優(yōu)選,所述的熱利用裝置的入口管上設(shè)置多個(gè)溫度傳感器,通過多個(gè)溫度傳感器來測(cè)量水的溫度。
作為優(yōu)選,中央控制器26通過多個(gè)溫度傳感器測(cè)量的水的溫度的平均值來控制閥門29的開度。
作為優(yōu)選,中央控制器26通過多個(gè)溫度傳感器測(cè)量的水的溫度的最低值來控制閥門29的開度。
作為優(yōu)選,所述的至少一個(gè)溫度傳感器設(shè)置在熱利用裝置的入口管上內(nèi)靠近熱利用裝置的位置。
通過上述措施,能夠而保證進(jìn)入熱利用裝置的水的溫度保持在一定范圍內(nèi),從而能夠達(dá)到可以利用的溫度。
作為優(yōu)選,所述熱利用裝置是散熱器。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上,但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),均可作各種更動(dòng)與修改,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。