专利名称：集热系统的温度控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能领域的集热系统，且特别涉及一种集热系统的温度控制方法及
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背景技术：
太阳能利用技术的研究和发展已经有几十年的历史，已成为众多发达国家的重点发展领域。太阳能热电的关键在于用聚焦型集热器代替传统锅炉，用太阳能产生的热能带动热力发电机发电。目前已有几种相对成熟的聚焦技术可以将太阳的辐射光能转换成热能，如碟式、槽式和塔式，光热转换效率可达50 80%。太阳能热电只利用太阳的直接辐射能量，天空的漫散射辐射则无法聚焦。对于任何一个给定的地域，由于昼夜的变化和云层的遮挡，太阳能的供给是间歇式的。如果能将收集到的太阳热能存储起来，就可以延长太阳能热电系统的有效营运时间，并提供可调度的电力。太阳能热电相对太阳能光伏发电的最大优势在于热能比较容易存储。这会使除太阳能聚焦集热器以外的发电设备的使用率得到提高，应用较长的热存储时间(如每天16小时)，就可以使太阳能热电特性的运营系数达到 60%以上，与火电厂相当，从而有效地降低每度电的发电成本。与此相比，由于存储电能的方法(如使用电池)都很昂贵，无法大规模应用，从而导致太阳能光伏发电系统的逆变器和控制器的使用率很低，即光伏系统的营运系数只能等同于日照时间。平均来说，即使是在阳光充裕的地区，每年的日照时间只占全年的五分之一左右。也就是说，光伏系统的营运系数只能达到20%。这样，即使每瓦的光伏系统装机成本等同于光热发电系统的装机成本，由于营运系数的差别，也会造成光伏发电成本显著高于太阳能热电的成本。太阳能热电的热能虽然比较容易存储，但是，由于太阳能的辐射强度会随着季节以及每天的时间的变化而变化，因此，管道中吸收太阳能辐射的流体的温度也容易随之而发生变化，如果不加任何措施，最高温度和最低温度之间相差会达到几十甚至上百摄氏度， 这样巨大的温差显然对于发电设备是不利的，会直接降低发电设备的效率，从而导致发电成本的增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现集热系统的管道内流体温度保持不变的温度控制方法及装置，解决现有技术中存在的因集热系统的温度变化大而影响发电设备的效率的问题。为了实现上述目的，本发明提供了一种集热系统的温度控制方法，包括以下步骤 测量太阳辐射强度值；将所述太阳辐射强度值传输至逻辑控制器内；所述逻辑控制器根据所述太阳辐射值计算管道内的流体单位时间的流量值，使得所述管道内的流体温度保持不变；所述逻辑控制器根据计算结果调节所述管道内的流体的流速。可选的，所述管道内的流体为水。可选的，根据所述太阳辐射值计算管道内液体单位时间的流量值的公式为Esim^ Ar-Pl =p*C~P*(dVldtYM，其中为太阳辐射值，Ar为有效反射器的面积，Pl 为热损耗，P为管道内液体的密度，G为管道内流体所在温度区间的平均比热，dV/dt为管道内流体单位时间的流量值，ΔT为流体在管道出口和管道入口的温度差。为了实现上述目的，本发明还提供一种集热系统的温度控制装置，包括逻辑控制器，为所述集热系统的控制中心；太阳辐射计，和所述逻辑控制器相连；流量计，和所述逻辑控制器相连，所述流量计和管道相连，控制所述管道内的流体单位时间内的流量值。可选的，所述管道内的流体为水。可选的，所述温度控制装置还包括多个阀门，所述阀门设置于所述管道的入口和出口，用于控制流体的流量，且每个所述阀门均和所述逻辑控制器相连。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明集热系统的温度控制方法及装置通过监测太阳辐射强度控制管道内流体的流速，从而达到保持管道内流体温度不变的目的，提高了集热系统的发电效率，从而降低了发电成本。
图1为本发明集热系统的温度控制方法及装置的方法流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。首先，请参考图1，图1为本发明集热系统的温度控制方法及装置的方法流程示意图，从图1中可以看到，本发明集热系统的温度控制方法包括以下步骤步骤10 测量太阳辐射强度值；步骤11 将所述太阳辐射强度值传输至逻辑控制器内；步骤12 所述逻辑控制器根据所述太阳辐射值计算管道内的流体单位时间的流量值，使得所述管道内的流体温度保持不变，所述管道内的流体为水，使用水作为流体，一是因为水的比热大， 二是因为水成本低，根据所述太阳辐射值计算管道内液体单位时间的流量值的公式为 Esun* Ar-Pl =p"C~^{dV/dt)*AT，其中为太阳辐射值，Ar为有效反射器的面积，Pl 为热损耗，热损耗至少包括对流、辐射以及导热三种方式，热损耗的大小和导管的材料、导管内外的温差以及导管和外界相接触的面积相关，P为管道内液体的密度，ζ为管道内流体所在温度区间的平均比热，dv/dt为管道内流体单位时间的流量值，△ T为流体在管道出口和管道入口的温度差；步骤13 所述逻辑控制器根据计算结果调节所述管道内的流体的流速。等式￡_ =Mr-Pi论)*ΔΓ的主导思想即在一定的面积内，太阳辐射的能量是一定的，去除掉热损耗，剩下的极为流体所吸收的热量。本发明还提供一种集热系统的温度控制装置，包括逻辑控制器，为所述集热系统的控制中心；太阳辐射计，和所述逻辑控制器相连；流量计，和所述逻辑控制器相连，所述流量计和管道相连，控制所述管道内的流体单位时间内的流量值。所述管道内的流体为水。 所述温度控制装置还包括多个阀门，所述阀门设置于所述管道的入口和出口，用于控制流体的流量，且每个所述阀门均和所述逻辑控制器相连。虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1.一种集热系统的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤 测量太阳辐射强度值；将所述太阳辐射强度值传输至逻辑控制器内；所述逻辑控制器根据所述太阳辐射值计算管道内的流体单位时间的流量值，使得所述管道内的流体温度保持不变；所述逻辑控制器根据计算结果调节所述管道内的流体的流速。
2.根据权利要求1所述的集热系统的温度控制方法，其特征在于所述管道内的流体为水。
3.根据权利要求1所述的集热系统的温度控制方法，其特征在于根据所述太阳辐射值计算管道内液体单位时间的流量值的公式为^Esun务Ar —Pl = ρ* C^ ^ (dV/dtY AT , 中太阳辐射值，Ar为有效反射器的面积，&为热损耗，P为管道内液体的密度，G为管道内流体所在温度区间的平均比热，dV/dt为管道内流体单位时间的流量值，ΔΤ为流体在管道出口和管道入口的温度差。
4.一种集热系统的温度控制装置，其特征在于，包括 逻辑控制器，为所述集热系统的控制中心；太阳辐射计，和所述逻辑控制器相连；流量计，和所述逻辑控制器相连，所述流量计和管道相连，控制所述管道内的流体单位时间内的流量值。
5.根据权利要求4所述的集热系统温度控制装置，其特征在于所述管道内的流体为水。
6.根据权利要求4所述的集热系统温度控制装置，其特征在于所述温度控制装置还包括多个阀门，所述阀门设置于所述管道的入口和出口，用于控制流体的流量，且每个所述阀门均和所述逻辑控制器相连。
全文摘要
本发明提供一种集热系统的温度控制方法及装置，所述方法包括以下步骤测量太阳辐射强度值；将所述太阳辐射强度值传输至逻辑控制器内；所述逻辑控制器根据所述太阳辐射值计算管道内的流体单位时间的流量值，使得所述管道内的流体温度保持不变；所述逻辑控制器根据计算结果调节所述管道内的流体的流速。本发明集热系统的温度控制方法及装置通过监测太阳辐射强度控制管道内流体的流速，从而达到保持管道内流体温度不变的目的，提高了集热系统的发电效率。
文档编号F24J2/40GK102445010SQ201010500558
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者任松林, 项晓东 申请人:益科博能源科技(上海)有限公司