[發(fā)明專利]一種智能計算熱損失的太陽能蓄熱系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610018624.5
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN105627597B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設計）人: 孫福振;張旭;趙煒
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學
• 主分類號: F24J2/34
• 分類號: F24J2/34;F24J2/26;F24J2/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

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)代社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人類對能源的需求量越來越大。然而煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源儲備量不斷減少、日益緊缺，造成價格的不斷上漲，同時常規(guī)化石燃料造成的環(huán)境污染問題也愈加嚴重，這些都大大限制著社會的發(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。

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1×10 ¹⁸ kW·h，為世界年耗總能量的一萬多倍。世界各國都已經(jīng)把太陽能的利用作為新能源開發(fā)的重要一項，我國政府在《政府工作報告》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)濟上必須能同常規(guī)能源相競爭。

目前太陽能蓄熱的自動化程度不高，雖然現(xiàn)有技術(shù)也對太陽能的智能控制進行了研究，但是針對太陽能蓄熱的智能控制研究不是很多，針對上述問題，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。

發(fā)明內(nèi)容

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，所述放熱端設置在水箱中；所述蓄熱器設置在蓄熱器管路上，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入蓄熱器，將熱量儲存在蓄熱器的蓄熱材料中；所述蓄熱器管路上設置蓄熱器管路溫度傳感器，所述水箱內(nèi)設置溫度傳感器，蓄熱器管路溫度傳感器、水箱內(nèi)的溫度傳感器與中央控制器進行數(shù)據(jù)連接；水箱出口管路上設置流量計，蓄熱器管路上設置流量計，兩個流量計與中央控制器進行數(shù)據(jù)連接；所述水箱內(nèi)的溫度傳感器可以檢測水箱內(nèi)的水溫，蓄熱器管路溫度傳感器可以測量進入蓄熱器中的水溫，中央控制器通過水溫和流量可以計算出太陽能系統(tǒng)運輸過程中的熱損失，即熱損失=（水箱內(nèi)的水溫-進入蓄熱器的水溫）×質(zhì)量流量×水的比熱；所述的質(zhì)量流量為兩個流量計測量的平均數(shù)值或者蓄熱器管路上設置的流量計測量的數(shù)值。

作為優(yōu)選，如果檢測的熱損失過大，則中央控制器自動發(fā)出提醒。

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：

1）本發(fā)明智能監(jiān)控熱損失，并及時提醒用戶關(guān)于熱損失的情況。

2）本發(fā)明通過檢測的蓄熱溫度，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。

3）本發(fā)明通過監(jiān)控熱利用裝置的進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。

4）本發(fā)明研究了新的集熱器結(jié)構(gòu)，并且通過大量的實驗，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；