一种智能计算热损失的太阳能蓄热系统的制作方法
【专利说明】一种智能计算热损失的太阳能蓄热系统
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于太阳能领域，尤其涉及一种太阳能蓄热系统。
【背景技术】
[0003]随着现代社会经济的高速发展，人类对能源的需求量越来越大。然而煤、石油、天然气等传统能源储备量不断减少、日益紧缺，造成价格的不断上涨，同时常规化石燃料造成的环境污染问题也愈加严重，这些都大大限制着社会的发展和人类生活质量的提高。能源问题已经成为当代世界的最突出的问题之一。因而寻求新的能源，特别是无污染的清洁能源已成为现在人们研究的热点。
[0004]太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，而且资源量巨大，地球表面每年收的太阳辐射能总量为I X 10 18 kW-h，为世界年耗总能量的一万多倍。世界各国都已经把太阳能的利用作为新能源开发的重要一项，我国政府在《政府工作报告》也早已明确提出要积极发展新能源，其中太阳能的利用尤其占据着突出地位。然而由于太阳辐射到达地球上的能量密度小(每平方米约一千瓦)，而且又是不连续的，这给大规模的开发利用带来一定困难。因此，为了广泛利用太阳能，不仅要解决技术上的问题，而且在经济上必须能同常规能源相克争。
[0005]目前太阳能蓄热的自动化程度不高，虽然现有技术也对太阳能的智能控制进行了研究，但是针对太阳能蓄热的智能控制研究不是很多，针对上述问题，本发明提供了一种新的智能控制的太阳能蓄热系统，从而太阳能利用过程中的智能控制。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种新的太阳能蓄热系统，从而解决前面出现的技术问题。
[0007]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
一种太阳能蓄热系统，所述系统包括集热器、蓄热器，所述集热器包括集热管和水箱，所述集热管包括吸热端和放热端，所述放热端设置在水箱中；所述蓄热器设置在蓄热器管路上，所述水箱与蓄热器连通形成循环回路，集热管吸收太阳能，加热水箱中的水，加热后的水通过水箱出口管进入蓄热器，将热量储存在蓄热器的蓄热材料中；所述蓄热器管路上设置蓄热器管路温度传感器，所述水箱内设置温度传感器，蓄热器管路温度传感器、水箱内的温度传感器与中央控制器进行数据连接;水箱出口管路上设置流量计，蓄热器管路上设置流量计，两个流量计与中央控制器进行数据连接;所述水箱内的温度传感器可以检测水箱内的水温，蓄热器管路温度传感器可以测量进入蓄热器中的水温，中央控制器通过水温和流量可以计算出太阳能系统运输过程中的热损失，即热损失=(水箱内的水温-进入蓄热器的水温)X质量流量X水的比热；所述的质量流量为两个流量计测量的平均数值或者蓄热器管路上设置的流量计测量的数值。
[0008]作为优选，如果检测的热损失过大，则中央控制器自动发出提醒。
[0009]作为优选，所述集热管包括扁平管和肋片，所述扁平管包括互相平行的管壁和侧壁，所述侧壁连接平行的管壁的端部，所述侧壁和所述平行的管壁之间形成流体通道，所述集热管放热端包括肋片，所述肋片设置在管壁之间，所述肋片包括倾斜于管壁的倾斜部分，所述的倾斜部分与平行的管壁连接，所述倾斜部分将流体通道彼此隔开形成多个小通道，相邻的倾斜部分在管壁上连接，所述相邻的倾斜部分以及管壁之间构成三角形;在倾斜部分上设置连通孔，从而使相邻的小通道彼此连通;连通孔为等腰三角形，所述相邻的倾斜部分以及管壁之间构成的三角形是等腰三角形。
[0010]作为优选，连通孔的等腰三角形的顶角为B，相邻的倾斜部分以及管壁之间构成的等腰三角形的顶角为A，则满足如下公式:
Sin(B)=a+b*sin(A/2) -c* sin(A/2)2；
其中a，b，c是参数，其中0.559〈 a〈0.565，I.645〈b〈l.753，I.778〈c〈l.883;60°〈A〈160°；35°<B<90°。
[0011]与现有技术相比较，本发明的太阳能蓄热系统具有如下的优点:
I)本发明智能监控热损失，并及时提醒用户关于热损失的情况。
[0012]2)本发明通过检测的蓄热温度，通过控制阀门的开闭，从而保证智能化蓄热，保证了热量充分利用。
[0013]3)本发明通过监控热利用装置的进水温度和蓄热材料的温度，从而通过控制流量保证热利用装置的水温恒定。
[0014]4)本发明研究了新的集热器结构，并且通过大量的实验，确定了最佳的扁平集热管的结构尺寸，从而使得保证换热阻力的情况下，使得换热效果达到最佳。
【附图说明】
[0015]图1是太阳能集热器系统控制结构示意图；
图2是本发明太阳能集热器截面结构示意图；
图3是本发明集热管横截面结构示意图；
图4是本发明一个集热管内肋片设置通孔位置处的横切面的结构示意图；
图5是本发明设置通孔结构倾斜部分平面的示意图；
图6是本发明设置通孔结构倾斜部分平面的另一个示意图；
图7是本发明的三角形通孔结构示意图；
图8是本发明集热管吸热部分的横截面示意图；
图9是本发明优选的集热管吸热部分的横截面示意图；
图10是图1改进不意图；
图11是蓄热器结构示意图。
[0016]附图标记如下:
I集热管，2流体通道，3管壁，4倾斜部分，5顶点，6连通孔，7肋片，8水箱，9吸热端，10放热端，11底板，12吸热膜，13玻璃板，14隔热层，15内肋片，16蓄热器，17水箱出口管，18水箱入口管，19出口管温度传感器，20出口管阀门，21旁通管路温度传感器，22旁通管路阀门，23入口管阀门，24蓄热器管路阀门，25蓄热器管路温度传感器，26中央控制器，27蓄热器入口管，28蓄热材料，29热利用管路阀门，30热利用装置。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0018]本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，表示除法，“X”、表示乘法。
[0019]一种太阳能集热系统，如图1 一 2所示，所述系统包括集热器、蓄热器16，所述集热器包括集热管I和水箱8，所述集热管I包括吸热端9和放热端10，所述放热端10设置在水箱8中。吸热端9吸收太阳能，通过放热端10将热量传递给水箱中的水。所述水箱8与蓄热器16连通形成循环回路，集热管I吸收太阳能，加热水箱8中的水，加热后的水通过水箱出口管17进入蓄热器16，在蓄热器16中进行换热，将热量储存在蓄热器16的蓄热材料中，在蓄热器16中流出的水在水箱入口管18进入水箱8中进行加热。
[0020]所述太阳能集热器还包括透明玻璃板13、隔热层14、吸热膜12。吸热膜12设置在集热管I吸热端9的上面(即面向太阳的一面)，透明玻璃板13覆盖在集热管的吸热端9的正面，吸热端9与透明玻璃板16之间留有隔热层17，作为优选，隔热层为真空层。作为优选透明玻璃板16采用钢化玻璃、隔热层为真空层;作为优选，吸热膜12通过溅射的方式设置在热管I吸热端9的正面。
[0021]底板11设置在集热管I下部，所述底板为保温材料。
[0022]作为优选，隔热层17的厚度为18mm?25mm;作为优选为20 mm。
[0023]如图3所示，在放热端10，所述集热管包括扁平管I和肋片7，所述扁平管I包括互相平行的管壁3和侧壁12，所述侧壁12连接平行的管壁2的端部，所述侧壁12和所述平行的管壁3之间形成流体通道2，所述肋片7设置在管壁3之间，所述肋片7包括倾斜于管壁的倾斜部分4，所述的倾斜部分4与平行的管壁3连接，所述倾斜部分4将流体通道2彼此隔开形成多个小通道10，相邻的倾斜部分4在管壁上连接，所述相邻的倾斜部分4以及管壁3之间构成三角形;在倾斜部分4上设置连通孔6，从而使相邻的小通道10彼此连通。
[0024]通过设置连通孔6，保证相邻的小通道10之间的连通，从而使得压力大的小通道内的流体可以向邻近的压力小的小通道内流动，解决扁平管换热的情况下的内部压力不均匀以及局部压力过大的问题，从而促进了流体在换热通道内的充分流动，提高了换热效率，同时也提高了集热管的使用寿命。
[0025]作为优选，沿着扁平管横截面的管壁3的中间(即图3横截面示意图中管壁3的中间位置)向两侧侧壁12方向，不同倾斜部分4上的所述的通孔6面积不断的变小。其中，位于扁平管I的中间位置，即图2横截面示意图中管壁3的中间位置，通孔6的面积最大。主要原因是通过实验发现，因为流体分配不均匀，中间压力最大，从中间向两侧压力逐渐减小。因此通孔面积的分配，使得中部的流体尽可能向两边流动，减少中部的流动阻力，同时为了避免开孔面积过大造成换热面积的减少，使得开孔面积根据压力来进行变化，在降低阻力的同时，进一步提尚换热效率。
[0026]作为优选，沿着扁平管横截面的中间向侧壁12方向，不同倾斜部分4上的所述的通孔6面积不断的变小的幅度越来越大。通过如此设置，也是符合流动压力的变化规律，进一步降低流动阻力的同时，提高换热效率。
[0027]作为优选，所述连通孔6的形状为等腰三角形，所述等腰三角形的底边的中点到顶角的方向与流体的流动方向相同。也就是说，等腰三角形的顶角方向为流体流动方向。通过实验发