[發明專利]一種液位差學習的環路熱管太陽能系統

在審

• 申請號: 202010573213.9
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN113899088A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 郭春生;楊沛東;劉元帥;許艷鋒;李蒸;李言偉;江程;馬軍;薛于凡;谷瀟瀟;寧文婧;薛麗紅;韓卓晟;逯曉康;劉百川
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F24S10/70
• 分類號: F24S10/70;F24S10/30;F24S10/95;F24S20/20;F24S23/70;F24S30/425;F24S40/20;F24S50/00
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 陳宇瑄

本發明提供了一種累計溫度差控制的環路熱管太陽能系統，所述液位檢測元件與控制器進行數據連接，控制器根據時間順序提取液位數據，通過相鄰的時間段的液位數據的比較，獲取其液位差或者液位差變化的累計，所述液位差或者液位差變化的累計數據實時存儲在數據庫中，采用一維深度卷積神經網絡提取數據特征，并進行模式識別，從而控制是否對集熱管箱進行集熱以進行除垢。本發明通過用大量的液位差或者壓力差變化的累計數據訓練深度卷積神經網絡，從而進行集熱裝置集熱控制，使得結果更加準確。

技術領域

本發明屬于太陽能領域，尤其涉及一種太陽能集熱器系統。

背景技術

隨著現代社會經濟的高速發展，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，同時常規化石燃料造成的環境污染問題也愈加嚴重，這些都大大限制著社會的發展和人類生活質量的提高。能源問題已經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1×10¹⁸kW·h，為世界年耗總能量的一萬多倍。世界各國都已經把太陽能的利用作為新能源開發的重要一項。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)，而且又是不連續的，這給大規模的開發利用帶來一定困難。因此，為了廣泛利用太陽能，不僅要解決技術上的問題，而且在經濟上必須能同常規能源相競爭。

針對集熱器的結構，現有技術已經進行了很多的研發和改進，但是整體來說集熱能力不足，而且還存在運行時間長容易結垢問題，影響集熱效果。

無論哪種形式和結構的太陽能集熱器，都要有一個用來吸收太陽輻射的吸收部件，集熱器的結構對太陽能的吸收起到重要的作用。

針對上述問題，本發明在前面發明的基礎上進行了改進，提供了一種新的環路熱管太陽能集熱系統，從而解決熱管換熱量低及其換熱不均勻的問題。

在應用中發現，太陽能持續集熱加熱或者晚上不加熱會導致內部流體形成穩定性，即流體不再流動或者流動性很少，或者流量穩定，導致集熱管振動性能大大減弱，從而影響集熱管的除垢以及加熱的效率。因此需要對上述太陽能集熱器進行改進。本申請人已經對此申請了相關的專利。

但是，在實踐中發現，通過固定性周期性變化來調整管束的振動，會出現滯后性以及周期會出現過長或者過短的情況。因此本發明對前面的申請進行了改進，對振動進行智能型控制，從而使得內部的流體能夠實現的頻繁性的振動，從而實現很好的除垢以及加熱效果。

發明內容

本發明針對現有技術中的不足，提供一種新式結構的集熱裝置。該集熱裝置能夠根據參數進行智能控制，提高熱利用效果和除垢效果。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種液位差學習的環路熱管太陽能系統，包括集熱裝置，所述集熱裝置包括反射鏡；集熱管箱內部設置液位檢測元件，用于檢測下管箱內的流體的液位，所述液位檢測元件與控制器進行數據連接，控制器根據時間順序提取液位數據，通過相鄰的時間段的液位數據的比較，獲取其液位差或者液位差變化的累計，所述液位差或者液位差變化的累計數據實時存儲在數據庫中，采用一維深度卷積神經網絡提取數據特征，并進行模式識別，從而控制是否對集熱管箱進行集熱以進行除垢；

所述基于液位模式識別包括如下步驟：

1)數據準備：對數據庫中的集熱裝置的液位差或者液位差變化的累計數據進行重新審查和校驗，對缺失數據、無效數據、不一致數據進行糾正，保證數據的正確性以及邏輯上的一致性。

2)生成數據集：將準備好的數據分成訓練集/訓練集標簽、檢測集/檢測集標簽。