太陽能集熱管組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種太陽能集熱管組，包括儲水箱、調(diào)節(jié)裝置和多個集熱管體。儲水箱設有進水端口和出水端口，進水端口處設置有電磁閥。多個集熱管體具有封閉端和開口端，開口端與儲水箱相連通。調(diào)節(jié)裝置包括溫度傳感器、壓力傳感器以及控制器，溫度傳感器設置于集熱管體內(nèi)并靠近開口端的一側(cè)，壓力傳感器設置于儲水箱內(nèi)，控制器電性連接于溫度傳感器、壓力傳感器以及電磁閥。這種太陽能集熱管組的加工成本低、靈敏度高，通過調(diào)節(jié)裝置，能夠有效調(diào)節(jié)集熱管體內(nèi)的溫度和壓力，并使其保持在適宜范圍內(nèi)，增強了集熱管體的防爆性能，有效的延長了集熱管體的使用壽命。
【專利說明】
太陽能集熱管組
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及太陽能技術領域，具體而言，涉及一種太陽能集熱管組。
【背景技術】
[0002]太陽能是指太陽的熱輻射能，是人類取之不盡用之不竭的可再生能源。隨著科技能力的不斷提高，太陽能已經(jīng)被廣泛應用于發(fā)電或者產(chǎn)熱等各個領域了。由于太陽輻射出的光線比較分散，如果不將太陽光線集中起來，則用太陽能發(fā)電或者產(chǎn)能的效率極低。因此。在太陽能的利用領域中，集熱器的功能決定了整個太陽能的利用效率。目前，現(xiàn)有的集熱管均為玻璃制品，在使用過程中，集熱管內(nèi)的溫度和壓力均會在較大范圍內(nèi)波動，因此，集熱管在壓力過大或者冷熱水的沖擊下，會很容易損壞，進而使整個太陽能利用系統(tǒng)癱瘓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種太陽能集熱管組，旨在改善上述集熱管因管內(nèi)壓力過大或者溫度過高而損壞的問題。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0005]—種太陽能集熱管組，包括儲水箱、調(diào)節(jié)裝置和多個集熱管體，儲水箱設有進水端口和出水端口，進水端口處設置有電磁閥，多個集熱管體具有封閉端和開口端，開口端與儲水箱相連通，調(diào)節(jié)裝置包括溫度傳感器、壓力傳感器以及控制器，溫度傳感器設置于集熱管體內(nèi)并靠近開口端的一側(cè)，壓力傳感器設置于儲水箱內(nèi)，控制器電性連接于溫度傳感器、壓力傳感器以及電磁閥。
[0006]進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，上述儲水箱內(nèi)具有與集熱管體相連通的容納腔體，儲水箱的側(cè)壁設置有用于連通容納腔體與外界大氣的控制閥，控制閥與控制器電性連接。
[0007]進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，上述控制器內(nèi)預設有高溫閾值和低溫閾值，高溫閾值在80 °C — 120 °C之間，低溫閾值在零下1 °C —零下40 °C之間。
[0008]進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，上述調(diào)節(jié)裝置還包括第一功率放大電路和第二功率放大電路，第一功率放大電路的信號輸入端與溫度傳感器連接，第一功率放大電路的信號輸出端與控制器連接，第二功率放大電路的信號輸入端與壓力傳感器連接，第二功率放大電路的信號輸出端與控制器連接。
[0009]進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，上述溫度傳感器為熱敏電阻傳感器。
[0010]進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，上述控制器為單片機。
[0011 ]進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，上述儲水箱包括外殼體和內(nèi)膽，外殼體和內(nèi)膽之間設置有保溫層，外殼體由彩鋼板制成，內(nèi)膽由不銹鋼制成，保溫層由料聚苯乙烯泡沫塑料或聚氨酯泡沫塑料制成。
[0012]進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，上述集熱管體包括外管體和內(nèi)管體，內(nèi)管體和外管體均由玻璃制成，外管體與內(nèi)管體密封固定連接成一體，且外管體與內(nèi)管體之間為真空層。
[0013]進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，上述內(nèi)管體的外壁設有選擇性吸收涂層。
[0014]進一步地，在本發(fā)明較佳的實施例中，上述選擇性吸收涂層包括由內(nèi)管體表面依次設置的粘結(jié)層、紅外線阻擋層、陶瓷吸收層和減反層。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過上述設計得到的太陽能集熱管組，該太陽能集熱管組中設置有調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置能夠?qū)λ浜图療峁荏w內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)在適宜的范圍內(nèi)，有效避免集熱管體因管體內(nèi)溫度過高或者過低而被損壞，同時，該調(diào)節(jié)裝置也能夠?qū)λ浜图療峁荏w內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)在適宜的范圍內(nèi)，避免集熱管體因管體內(nèi)的壓力過高而使得集熱管體炸裂。
[0016]安裝時，多個集熱管體的開口端安裝于儲水箱內(nèi)，多個集熱管體的封閉管放置在支架上。為了增大集熱管體接受太陽光線的面積，多個集熱管體并排放置并相對于水平面傾斜設置。使用時，儲水箱的進水端口與進水管連接，儲水箱的出水端口與出水管連接。儲水箱的進水端口處設置有用于控制進水端口的開閉的電磁閥。集熱管體內(nèi)的水由于密度不同會產(chǎn)生微循環(huán)，通常位于集熱管體開口端的溫度遠大于封閉端的溫度。因此，將溫度傳感器設置于集熱管體內(nèi)并靠近開口端的一側(cè)，有利于更加精確的檢測集熱管體內(nèi)的最高溫度，從而更加有效的保護集熱管體。
[0017]當集熱管體內(nèi)的溫度過高時，溫度傳感器檢測到集熱管體內(nèi)的溫度并將該信號傳遞到控制器，控制器接收信號后發(fā)出調(diào)節(jié)指令，控制位于進水端口的電磁閥打開，使冷水進入集熱管體內(nèi)，降低集熱管體內(nèi)的溫度。同樣的，當集熱管體內(nèi)的壓力過大時，位于儲水箱內(nèi)的壓力傳感器檢測儲水箱內(nèi)的壓力并將該信號傳遞到控制器，控制器接收信號后發(fā)出調(diào)節(jié)指令，控制位于進水端口的電磁閥打開，使冷水進入集熱管體內(nèi)，降低集熱管體內(nèi)的壓力。
[0018]這種太陽能集熱管組的加工成本低、靈敏度高，通過調(diào)節(jié)裝置，能夠有效調(diào)節(jié)集熱管體內(nèi)的溫度和壓力，并使其保持在適宜范圍內(nèi)，增強了集熱管體的防爆性能，有效的延長了集熱管體的使用壽命。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施方式的技術方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。
[0020]圖1是本發(fā)明實施方式提供的太陽能集熱管組的結(jié)構示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明實施方式提供的太陽能集熱管組中集熱管體的結(jié)構示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實施方式提供的太陽能集熱管組的原理示意圖。
[0023]圖中標記分別為:
[0024]太陽能集熱管組100;太陽光線101;熱水102;冷水103;支架104;儲水箱110;容納腔體111;控制閥112;進水端口 113;電磁閥114;出水端口 115;外殼體116;內(nèi)膽117;保溫層118;溫度傳感器121;壓力傳感器122;控制器123;集熱管體130;封閉端131;開口端132;內(nèi)管體133;外管體134;真空層135;選擇性吸收涂層136。
【具體實施方式】
[0025]為使本發(fā)明實施方式的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施方式中的附圖，對本發(fā)明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式是本發(fā)明一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基于本發(fā)明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本發(fā)明保護的范圍。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施方式的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施方式?；诒景l(fā)明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0026]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0027]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0028]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0029]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0030]實施例1，參照圖1至圖3所示，
[0031]如圖1所示，本實施例提供的太陽能集熱管組100，包括儲水箱110、調(diào)節(jié)裝置(圖未示)和多個集熱管體130。多個集熱管體130是指至少2個集熱管體130，在本實施例中，集熱管體130有8個。為了增大集熱管體130接受太陽光線101的面積，集熱管體130并排放置并相對于水平面傾斜設置。集熱管體130與水平面的夾角通常在15° — 75°之間，在本實施例中，集熱管體130與水平面的夾角為60°。這樣設置的好處在于，在同一天內(nèi)，集熱管體130接受日照的時間長，能將更多的太陽能轉(zhuǎn)換成熱能，集熱效率更高。
[0032]儲水箱110設有進水端口 113和出水端口 115，使用時，儲水箱110的進水端口 113與進水管連接，儲水箱110的出水端口 115與出水管連接。儲水箱110的進水端口 113處設置有電磁閥114。通過控制電磁閥114，即可控制進水端口 113的開閉，以此來調(diào)節(jié)儲水箱110和集熱管體130內(nèi)的溫度。
[0033]儲水箱110內(nèi)具有與集熱管體130相連通的容納腔體111，儲水箱110的側(cè)壁設置有用于連通容納腔體111與外界大氣的控制閥112。這樣設置的好處在于，通過調(diào)節(jié)控制閥112的開閉，即可降低儲水箱110和集熱管體130內(nèi)的壓力，增強集熱管體130的抗爆性能。
[0034]儲水箱110包括外殼體116和內(nèi)膽117，外殼體116和內(nèi)膽117之間設置有保溫層118。外殼體116由彩鋼板制成，內(nèi)膽117由不銹鋼制成，保溫層118由料聚苯乙烯泡沫塑料或聚氨酯泡沫塑料制成。這種儲水箱110的保溫性能好，能夠有效降低熱量損失。
[0035]集熱管體130具有封閉端131和開口端132，開口端132與儲水箱110相連通。集熱管體130的開口端132安裝于儲水箱110內(nèi)，集熱管體130的封閉端131放置在支架104上。如圖2所示，集熱管體130包括外管體134和內(nèi)管體133，內(nèi)管體133和外管體134均由玻璃制成，夕卜管體134與內(nèi)管體133密封固定連接成一體，且外管體134與內(nèi)管體133之間為真空層135。真空層135的設置有利于減少由于空氣對流和傳導而引起的熱損失。內(nèi)管體133的外壁設有選擇性吸收涂層136。選擇性吸收涂層136包括由內(nèi)管體133表面依次設置的粘結(jié)層、紅外線阻擋層、陶瓷吸收層和減反層。這種選擇性吸收涂層136能夠選擇性的吸收太陽輻射光譜中的可見一近紅外波長范圍內(nèi)的太陽光線101，具有較高的吸收率和較低的反射率，集熱性能好。
[0036]如圖3所示，集熱管體130的主要原理是利用冷水103和熱水102的密度不同使水產(chǎn)生微循環(huán)。當太陽光線101照射在集熱管體130的外管壁時，太陽輻射透過真空層135照射在內(nèi)管壁上的選擇性吸收涂層136，選擇性吸收涂層136吸收太陽輻射光后將其轉(zhuǎn)化成熱能，該熱能再沿著管壁傳遞到集熱管體130內(nèi)的水。集熱管體130內(nèi)的水吸熱后溫度升高，由于熱水102的密度小于冷水103的密度，所以熱水102會受到一個向上的動力，在集熱管體130內(nèi)形成熱虹吸系統(tǒng)。隨著熱水102的不斷上移并儲存于儲水箱110上部，同時溫度較低的水沿集熱管體130內(nèi)的另一側(cè)不斷補充如此循環(huán)往復，最終整箱水都升高至一定的溫度。
[0037]調(diào)節(jié)裝置包括溫度傳感器121、壓力傳感器122以及控制器123。其中，溫度傳感器121能夠檢測每一個集熱管體130內(nèi)的溫度，壓力傳感器122能夠檢測儲水箱110中的壓力，控制器123能夠在接收到溫度傳感器121和壓力傳感器122的信號后經(jīng)過程序運算并發(fā)出相應的指令來調(diào)節(jié)儲水箱110和集熱管體130內(nèi)的溫度或者壓力。
[0038]通常位于集熱管體130開口端132的溫度遠大于封閉端131的溫度，因此，將溫度傳感器121設置于集熱管體130內(nèi)并靠近開口端132的一側(cè)，有利于更加精確的檢測集熱管體130內(nèi)的最高溫度，從而更加有效的保護集熱管體130不容易損壞。
[0039]如圖1所示，壓力傳感器122設置于儲水箱110內(nèi)，由于集熱管體130與儲水箱110是相互連通的，集熱管體130內(nèi)的壓力與儲水箱110內(nèi)的壓力一致，通過檢測儲水箱110中的壓力即可得知集熱管體130內(nèi)的壓力。
[0040]控制器123與壓力傳感器122、電磁閥114、以及控制閥112之間電性連接。在本實施例中，控制器123為單片機，溫度傳感器121為熱敏電阻傳感器。通常，在控制器123內(nèi)預設有高溫閾值和低溫閾值，高溫閾值在80 °C — 120 °C之間，低溫閾值在零下1 °C —零下40 °C之間。在本實施例中，控制器123中預設的高溫閾值為100°C，低溫閾值為零下10°C。
[0041]在本發(fā)明的其他實施例中，調(diào)節(jié)裝置還包括第一功率放大電路和第二功率放大電路，第一功率放大電路的信號輸入端與溫度傳感器121連接，第一功率放大電路的信號輸出端與控制器123連接，第二功率放大電路的信號輸入端與壓力傳感器122連接，第二功率放大電路的信號輸出端與控制器123連接。第一功率放大電路和第二功率放大電路能夠?qū)囟葌鞲衅?21和壓力傳感器122的感應到的信號進行放大處理，有利于提高調(diào)節(jié)裝置的靈敏度。
[0042 ]在使用時，當集熱管體130內(nèi)的溫度超過100 °C時，溫度傳感器121檢測到集熱管體130內(nèi)的溫度，并通過第一功率放大電路將該信號傳遞到控制器123，控制器123接收信號后發(fā)出調(diào)節(jié)指令，控制位于進水端口 113的電磁閥114打開，使冷水103進入集熱管體130內(nèi)，降低集熱管體130內(nèi)的溫度。
[0043]同樣的，當集熱管體130內(nèi)的壓力過大時，位于儲水箱110內(nèi)的壓力傳感器122檢測儲水箱110內(nèi)的壓力，并通過第二功率放大電路將該信號傳遞到控制器123，控制器123接收信號后發(fā)出調(diào)節(jié)指令，同時控制電磁閥114和控制閥112打開，釋放儲水箱110內(nèi)的壓力，并使冷水103進入集熱管體130內(nèi)，降低集熱管體130內(nèi)的壓力，增強集熱管體130的抗爆性能。
[0044]反之，當集熱管體130內(nèi)的溫度低于零下10°C時，通過同樣的信號傳遞過程，控制器123發(fā)出調(diào)節(jié)指令，打開電磁閥114，讓進水管中的水流入到集熱管體130中，此時，進水管中的水溫度高于零下10°C。
[0045]本發(fā)明通過上述設計得到的太陽能集熱管組100，該太陽能集熱管組100中設置有調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置能夠?qū)λ?10和集熱管體130內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)在適宜的范圍內(nèi)，降低進入集熱管體130內(nèi)的冷水103與集熱管體130內(nèi)熱水102之間的溫差，避免集熱管體130因受到冷水103和熱水102的沖擊而發(fā)生破裂。同時，該調(diào)節(jié)裝置也能夠?qū)λ?10和集熱管體130內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)在適宜的范圍內(nèi)，避免集熱管體130因管體內(nèi)的壓力過高而使得集熱管體130炸裂。
[0046]這種太陽能集熱管組100的加工成本低、靈敏度高，通過調(diào)節(jié)裝置，能夠有效調(diào)節(jié)集熱管體130內(nèi)的溫度和壓力，并使其保持在適宜范圍內(nèi)，增強了集熱管體130的防爆性能，有效的延長了集熱管體130的使用壽命。
[0047]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種太陽能集熱管組，其特征在于，包括儲水箱、調(diào)節(jié)裝置和多個集熱管體，所述儲水箱設有進水端口和出水端口，所述進水端口處設置有電磁閥，多個所述集熱管體具有封閉端和開口端，所述開口端與所述儲水箱相連通，所述調(diào)節(jié)裝置包括溫度傳感器、壓力傳感器以及控制器，所述溫度傳感器設置于所述集熱管體內(nèi)并靠近所述開口端的一側(cè)，所述壓力傳感器設置于所述儲水箱內(nèi)，所述控制器電性連接于所述溫度傳感器、所述壓力傳感器以及所述電磁閥。2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能集熱管組，其特征在于，所述儲水箱內(nèi)具有與所述集熱管體相連通的容納腔體，所述儲水箱的側(cè)壁設置有用于連通所述容納腔體與外界大氣的控制閥，所述控制閥與所述控制器電性連接。3.根據(jù)權利要求1所述的太陽能集熱管組，其特征在于，所述控制器內(nèi)預設有高溫閾值和低溫閾值，所述高溫閾值在80 °C — 120 °C之間，所述低溫閾值在零下1 °C —零下40 °C之間。4.根據(jù)權利要求1所述的太陽能集熱管組，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置還包括第一功率放大電路和第二功率放大電路，所述第一功率放大電路的信號輸入端與所述溫度傳感器連接，所述第一功率放大電路的信號輸出端與所述控制器連接，所述第二功率放大電路的信號輸入端與所述壓力傳感器連接，所述第二功率放大電路的信號輸出端與所述控制器連接。5.根據(jù)權利要求1所述的太陽能集熱管組，其特征在于，所述溫度傳感器為熱敏電阻傳感器。6.根據(jù)權利要求1所述的太陽能集熱管組，其特征在于，所述控制器為單片機。7.根據(jù)權利要求1所述的太陽能集熱管組，其特征在于，所述儲水箱包括外殼體和內(nèi)膽，所述外殼體和所述內(nèi)膽之間設置有保溫層，所述外殼體由彩鋼板制成，所述內(nèi)膽由不銹鋼制成，所述保溫層由料聚苯乙烯泡沫塑料或聚氨酯泡沫塑料制成。8.根據(jù)權利要求1所述的太陽能集熱管組，其特征在于，所述集熱管體包括外管體和內(nèi)管體，所述內(nèi)管體和所述外管體均由玻璃制成，所述外管體與所述內(nèi)管體密封固定連接成一體，且所述外管體與所述內(nèi)管體之間為真空層。9.根據(jù)權利要求8所述的太陽能集熱管組，其特征在于，所述內(nèi)管體的外壁設有選擇性吸收涂層。10.根據(jù)權利要求9所述的太陽能集熱管組，其特征在于，所述選擇性吸收涂層包括由所述內(nèi)管體表面依次設置的粘結(jié)層、紅外線阻擋層、陶瓷吸收層和減反層。
【文檔編號】F24J2/48GK105910297SQ201610423685
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】胡潤澤, 胡聰聰, 顧天昊, 巫柳媚, 夏勁松
【申請人】深圳潤澤創(chuàng)新能源科技有限公司