一種多參數(shù)智能控制太陽(yáng)能系統(tǒng)水溫的方法
【專利說(shuō)明】一種多參數(shù)智能控制太陽(yáng)能系統(tǒng)水溫的方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于太陽(yáng)能領(lǐng)域，尤其涉及一種智能控制的太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]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(lái)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(wú)污染的清潔能源已成為現(xiàn)在人們研究的熱點(diǎn)。
[0004]太陽(yáng)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(yáng)輻射能總量為I X 10 18 kW-h，為世界年耗總能量的一萬(wàn)多倍。世界各國(guó)都已經(jīng)把太陽(yáng)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(yáng)能的利用尤其占據(jù)著突出地位。然而由于太陽(yáng)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(lái)一定困難。因此，為了廣泛利用太陽(yáng)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)能源相克爭(zhēng)。
[0005]目前太陽(yáng)能集熱器的自動(dòng)化程度不高，雖然現(xiàn)有技術(shù)也對(duì)太陽(yáng)能的智能控制進(jìn)行了研究，但是針對(duì)集熱器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(yáng)能集熱器系統(tǒng)，從而太陽(yáng)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(yáng)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(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種太陽(yáng)能系統(tǒng)的智能控制方法，所述太陽(yáng)能集熱器系統(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；水箱內(nèi)設(shè)置水位計(jì)，水箱的出口管路上設(shè)置出口管溫度傳感器，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，所述水位計(jì)、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;其特征在于:中央控制器根據(jù)溫度傳感器測(cè)量的溫度、水位計(jì)測(cè)量的水位來(lái)控制入口管閥門和出口管閥門的開度的大小。
[0008]作為優(yōu)選，如果溫度傳感器測(cè)量的出口管的水的溫度低于下限的數(shù)值，中央控制器根據(jù)監(jiān)控的水位計(jì)測(cè)量的水位來(lái)自動(dòng)控制入口管閥門和出口管閥門的開度，具體方法如下:
中央控制器監(jiān)控的水位計(jì)測(cè)量的水位高于下限值，則中央控制器控制出口管閥門的開度增加，降低入口管閥門的開度，從而使得進(jìn)入水箱內(nèi)的水減少，使得離開水箱內(nèi)的水增加，從而使得水箱內(nèi)的水量減少，如果水箱內(nèi)的水位降低至下限值或者接近下限值，則中央控制器控制入口管閥門和出口管閥門關(guān)閉；
中央控制器監(jiān)控的水位計(jì)測(cè)量的水位低于下限值，則中央控制器控制出口管閥門關(guān)閉，同時(shí)發(fā)出警報(bào)。
[0009]作為優(yōu)選，如果溫度傳感器測(cè)量的出口管的水的溫度高于上限的數(shù)值，中央控制器根據(jù)監(jiān)控的水位計(jì)測(cè)量的水位來(lái)自動(dòng)控制入口管閥門和出口管閥門的開度，具體方法如下:
中央控制器監(jiān)控的水位計(jì)測(cè)量的水位低于上限值，則中央控制器控制出口管閥門的開度減小，增加入口管閥門的開度，從而使得進(jìn)入水箱8內(nèi)的水增加，使得離開水箱內(nèi)的水減少，從而使得水箱內(nèi)的水量增加;如果水箱內(nèi)的水位增加至上限值或者接近上限值，則中央控制器控制入口管閥門和出口管閥門關(guān)閉；
中央控制器監(jiān)控的水位計(jì)測(cè)量的水位高于上限值，則中央控制器控制入口管閥門關(guān)閉，同時(shí)發(fā)出警報(bào)。
[0010]作為優(yōu)選，所述的出口管設(shè)置多個(gè)溫度傳感器，通過多個(gè)溫度傳感器來(lái)測(cè)量水箱出水管的水的溫度。
[0011]作為優(yōu)選，中央控制器通過多個(gè)溫度傳感器測(cè)量的水的溫度的平均值來(lái)控制入口管閥門和出口管閥門的開度的大小。
[0012]作為優(yōu)選，中央控制器通過多個(gè)溫度傳感器測(cè)量的水的溫度的最低值和最高值來(lái)控制閥門的開度。
[0013]作為優(yōu)選，至少一個(gè)溫度傳感器設(shè)置在出口管靠近水箱的位置。
[0014]作為優(yōu)選，上限數(shù)值減去下限數(shù)值為5—10攝氏度，優(yōu)選為6 — 8攝氏度。
[0015]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。
[0016]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°。
[0017]—種太陽(yáng)能系統(tǒng)，包括前面所述的太陽(yáng)能系統(tǒng)的智能控制方法。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)具有如下的優(yōu)點(diǎn):
I)本發(fā)明通過對(duì)水箱出水管的水的溫度的檢測(cè)，通過控制閥門的開度的大小，從而保證水箱內(nèi)的輸出的水達(dá)到恒定溫度。
[0019]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。
[0020]3)本發(fā)明自動(dòng)控制水箱內(nèi)的水位，從而提高集熱器的使用的智能化。
[0021]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(shuō)明】
[0022]圖1是太陽(yáng)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(yáng)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實(shí)施例一閥門開閉控制流程；
圖11實(shí)施例二閥門開度調(diào)整流程圖。
[0023]圖12是實(shí)施例三閥門開度調(diào)整流程圖；
圖13是實(shí)施例四水位調(diào)整流程圖。
[0024]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(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中央控制器，22入口管閥門，23入口管閥門。
【具體實(shí)施方式】
[0025]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(shuō)明。
[0026]本文中，如果沒有特殊說(shuō)明，涉及公式的，表示除法，“X”、表示乘法。
[0027]一種太陽(yáng)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