一种多参数智能控制太阳能系统水温的方法
【专利说明】一种多参数智能控制太阳能系统水温的方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于太阳能领域，尤其涉及一种智能控制的太阳能集热器系统。
【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]目前太阳能集热器的自动化程度不高，虽然现有技术也对太阳能的智能控制进行了研究，但是针对集热器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集热器系统，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集热器系统，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:
一种太阳能系统的智能控制方法，所述太阳能集热器系统包括集热器，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；水箱内设置水位计，水箱的出口管路上设置出口管温度传感器，水箱的入口管和出口管上分别设置入口管阀门和出口管阀门，所述水位计、温度传感器、入口管阀门和出口管阀门与中央控制器数据连接;其特征在于:中央控制器根据温度传感器测量的温度、水位计测量的水位来控制入口管阀门和出口管阀门的开度的大小。
[0008]作为优选，如果温度传感器测量的出口管的水的温度低于下限的数值，中央控制器根据监控的水位计测量的水位来自动控制入口管阀门和出口管阀门的开度，具体方法如下:
中央控制器监控的水位计测量的水位高于下限值，则中央控制器控制出口管阀门的开度增加，降低入口管阀门的开度，从而使得进入水箱内的水减少，使得离开水箱内的水增加，从而使得水箱内的水量减少，如果水箱内的水位降低至下限值或者接近下限值，则中央控制器控制入口管阀门和出口管阀门关闭；
中央控制器监控的水位计测量的水位低于下限值，则中央控制器控制出口管阀门关闭，同时发出警报。
[0009]作为优选，如果温度传感器测量的出口管的水的温度高于上限的数值，中央控制器根据监控的水位计测量的水位来自动控制入口管阀门和出口管阀门的开度，具体方法如下:
中央控制器监控的水位计测量的水位低于上限值，则中央控制器控制出口管阀门的开度减小，增加入口管阀门的开度，从而使得进入水箱8内的水增加，使得离开水箱内的水减少，从而使得水箱内的水量增加;如果水箱内的水位增加至上限值或者接近上限值，则中央控制器控制入口管阀门和出口管阀门关闭；
中央控制器监控的水位计测量的水位高于上限值，则中央控制器控制入口管阀门关闭，同时发出警报。
[0010]作为优选，所述的出口管设置多个温度传感器，通过多个温度传感器来测量水箱出水管的水的温度。
[0011]作为优选，中央控制器通过多个温度传感器测量的水的温度的平均值来控制入口管阀门和出口管阀门的开度的大小。
[0012]作为优选，中央控制器通过多个温度传感器测量的水的温度的最低值和最高值来控制阀门的开度。
[0013]作为优选，至少一个温度传感器设置在出口管靠近水箱的位置。
[0014]作为优选，上限数值减去下限数值为5—10摄氏度，优选为6 — 8摄氏度。
[0015]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。
[0016]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°。
[0017]—种太阳能系统，包括前面所述的太阳能系统的智能控制方法。
[0018]与现有技术相比较，本发明的太阳能集热器系统具有如下的优点:
I)本发明通过对水箱出水管的水的温度的检测，通过控制阀门的开度的大小，从而保证水箱内的输出的水达到恒定温度。
[0019]2)本发明通过监控水箱的出水温度，从而通过控制流量保证水温恒定。
[0020]3)本发明自动控制水箱内的水位，从而提高集热器的使用的智能化。
[0021]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】
[0022]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实施例一阀门开闭控制流程；
图11实施例二阀门开度调整流程图。
[0023]图12是实施例三阀门开度调整流程图；
图13是实施例四水位调整流程图。
[0024]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中央控制器，22入口管阀门，23入口管阀门。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0026]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。
[0027]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