聚光式太阳能集热器及其集热液体的流程控制方法技术

本发明专利技术涉及一种聚光式太阳能集热器及其集热液体的流程控制方法，所述聚光式太阳能集热器包括：壳体，其具有能够透光阳光的盖板；以及置于所述壳体内的集热部；其包括：管路，其包括分置的进液分液管和出液集液管；以及置于所述进液分液管和所述出液集液管之间的、若干个并列的集热单元；其中，每个所述集热单元包括复合抛物聚光器以及跨列式置于所述复合抛物聚光器上的毛细管吸热器；所述集热液体在所述管路和至少一部分所述毛细管吸热器之间形成流动路径，且能够通过可调整的方式接入所述流动路径的所述毛细管吸热器的个数；所述毛细管吸热器内的集热液体吸收由所述复合抛物聚光器反射的太能辐射能。本发明专利技术实现了可调整的集热效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太能辐射热能利用领域，具体涉及一种聚光式太阳能集热器及其集热液体的流程控制方法。
技术介绍
我国是世界最大的能源消费国，能源发展面临一系列新问题、新挑战。2014年11月19日国务院发布《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》，是我国能源国策的具体细化与落实。《行动计划》把“大力发展可再生能源”作为“优化能源结构、实现绿色低碳发展”的四大措施之一。太阳能是我国乃至全球在未来可利用的可再生能源的最主要形式之一。虽然我国在太阳能光热利用方面占据世界领先的地位，但是仍处于技术提升阶段。目前太阳能集热器内的集热液体靠自然对流或泵流动。集热温度和流量被动调节，无法根据实际需要动态通过调整运行状态(集热温度和流量)以适应天气及使用需求的变化；而且太阳能集热器通常采用平板结构的吸热面来吸收太阳能，且吸热面的温度普遍比吸热管温度高，形成了一个高温辐射面和漏热面，影响集热效率。目前对于太阳能集热器的改进，主要是针对集热器的集热温度进行。如在真空管集热器内插入金属管以改变流体流程，或者在平板集热器的集热管内进行部分集热流程的串联布置等。但是对太阳能集热器的优化十分有限，如何从根本上改变集热器的集热量以及提高集热器的利用率，使集热器能根据使用需求自动调整集热液体流程高效运行，是尚待进一步优化的问题。
技术实现思路
技术问题本专利技术要解决的技术问题是，如何调整集热液体的集热效率。解决方案有鉴于此，本专利技术的一个实施例提供了一种聚光式太阳能集热器，该聚光式太阳能集热器包括：壳体，其具有能够透光阳光的盖板；以及置于所述壳体内的集热部；其包括：管路，其包括分置的进液分液管和出液集液管；以及置于所述进液分液管和所述出液集液管之间的、若干个并列的集热单元；其中，每个所述集热单元包括复合抛物聚光器以及跨列式置于所述复合抛物聚光器上的毛细管吸热器；所述集热液体在所述管路和至少一部分所述毛细管吸热器之间形成流动路径，且在具有物理意义的前提下，能够通过可调整的方式接入所述流动路径的所述毛细管吸热器的个数；所述毛细管吸热器内的集热液体吸收由所述复合抛物聚光器反射的太能辐射能。对于上述聚光式太阳能集热器，在一种可能的实现方式中，所述管路上分布有若干个电动阀门，通过调整各个所述电动阀门的开关状态，处于开状态的电动阀门使得集热液体在所述进液分液管、所述出液集液管和所述毛细管吸热器之间形成可调整的、多级毛细管吸热器吸热的流动路径；其中，以进液分液管上游到下游的方向为毛细管吸热器的吸热级数递增的方向，则级数较高的高温级的毛细管吸热器的吸热面积≥处于级数较低的低温级的毛细管吸热器的吸热面积。对于上述聚光式太阳能集热器，在一种可能的实现方式中，还包括控制部，其与各个电动阀门均为电连接，用于调整各个所述电动阀门的开关状态；对于经所述控制部调整各个所述电动阀门的开关状态形成的流动路径而言，在毛细管吸热器的吸热级数递增的方向上，当毛细管吸热器的总吸热级数为奇数时，设于所述进液分液管上的最下游的电动阀门应当关闭，设于所述出液集液管上的最下游的电动阀门应当打开；当毛细管吸热器的吸热级数为偶数时，反之。对于上述聚光式太阳能集热器，在一种可能的实现方式中，所述管路上还设有调节流量控制阀，通过调整所述调节流量控制阀的开度来调整集热液体在所述流动路径中的流量。对于上述聚光式太阳能集热器，在一种可能的实现方式中，所述太阳能集热器还包括传感器组，其包括：第一传感器组，其设于所述进液分液管的上游，用于检测集热液体在进口处的特征参数；第二传感器组，其设于所述出液集液管的下游，用于检测集热液体在出口处的特征参数；以及第三传感器组，其设于所述太阳能集热器所处的环境中，用于检测环境参数；其中，上述第一、第二以及第三传感器组分别与所述控制部电连接，用于向所述控制部提供用于调整各个所述电动阀门的开关状态的基准参数。优选地，以所述毛细吸热器的轴向方向为长度方向，所述复合抛物聚光器与所述毛细吸热器在该长度方向的尺寸相适应，且所述复合抛物聚光器的截取比的范围为0～4/5。优选地，所述毛细管吸热器沿长度方向置于所述复合抛物聚光器的焦点圆上，且所述毛细管吸热器的管径≤4mm。对于上述聚光式太阳能集热器，在一种可能的实现方式中，将所述两路及以上的所述毛细管吸热器并联形成毛细管组，所述毛细管组的两侧分别通过二级分液器与所述进液分液管和所述出液集液管连通。本专利技术的另一个实施例提供了一种聚光式太阳能集热器的集热液体的流程控制方法，该流程控制方法包括：控制部采集太阳能集热器的参数以及运行数据；控制部基于所述参数和所述运行数据，对太阳能集热器的当前模式下的目标函数进行优化；控制部获取目标函数为最优值时对应的设于太阳能集热器的管路上的各个电动阀门的目标开关状态；其中，所述最优值的种类至少包括以给定流量下最高温升、给定出液温度下最大流量以及给定温度和流量下最小泵功；控制部将电动阀门的开关状态调整为目标开关状态，使得太阳能集热器的集热液体在进液分液管、出液集液管和毛细管吸热器之间形成可调整的流动路径。对于上述流程控制方法，在一种可能的实现方式中，该流程控制方法还包括：控制部显示根据太阳能集热器的参数以及运行数据得出的信息，包括：集热液体的进出液温度、流量和压差；当前的环境参数；以及各个所述电动阀门的当前的开关状态；控制部存储太阳能集热器的参数以及运行数据，用于后续调出。有益效果本专利技术的聚光式太阳能集热器通过毛细管吸热器与复合抛物聚光器组成的集热单元，以及通过改变集热液体的流动路径，可以调整集热器的集热效率。如，通过调整设于管路上的电动阀门的开关状态，可以根据设定的需求来调整集热液体的流动路径，从而改善了太阳能集热器对不同应用场合的适应性。本专利技术还提供了能够获得同样技术效果的一种集热液体的流程控制方法。附图说明当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本专利技术。此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术的一个实施例的聚光式太阳能集热器的结构示意图；图2为本专利技术的一个实施例的聚光式太阳能集热器的剖视示意图；图3为本专利技术的一个实施例的聚光式太阳能集热器改进为带二级分液器的结构示意图。图4为本专利技术的一个实施例的聚光式太阳能集热器的控制部的逻辑框图；图5-1为本专利技术的一个实施例的聚光式太阳能集热器的控制部的一种实施例的逻辑框图一；图5-2为本专利技术的一个实施例的聚光式太阳能集热器的控制部的一种实施例的逻辑框图二；图6为本专利技术的一个实施例的聚光式太阳能集热器的控制部的一种优化方式的逻辑框图。附图标记列表1、进液分液管2、毛细管吸热器3、出液集液管4、复合抛物聚光器5、电动阀门61、第一温度传感器62、第二温度传感器63、第三温度传感器7、流量传感器81、第一压差传感器测点82、第二压差传感器测点9、流量控制阀10、风速传感器11、太阳辐射传感器14、信号线15、底板16、保温层17、框架18、盖板玻璃19、二级分液器。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细的说明。实施例1如图1-2所示的一种聚光式太阳能集热器(下文中简称集热器)，用于对集热器的集热性能进行优化。该太阳能集热器主要包括管路、集热部和壳体。1)集热部主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚光式太阳能集热器，其特征在于，该聚光式太阳能集热器包括：壳体，其具有能够透光阳光的盖板；以及置于所述壳体内的集热部；其包括：管路，其包括分置的进液分液管和出液集液管；以及置于所述进液分液管和所述出液集液管之间的、若干个并列的集热单元；其中，每个所述集热单元包括复合抛物聚光器以及跨列式置于所述复合抛物聚光器上的毛细管吸热器；所述集热液体在所述管路和至少一部分所述毛细管吸热器之间形成流动路径，且在具有物理意义的前提下，能够通过可调整的方式接入所述流动路径的所述毛细管吸热器的个数；所述毛细管吸热器内的集热液体吸收由所述复合抛物聚光器反射的太能辐射能。

【技术特征摘要】
1.一种聚光式太阳能集热器，其特征在于，该聚光式太阳能集热器包括：壳体，其具有能够透光阳光的盖板；以及置于所述壳体内的集热部；其包括：管路，其包括分置的进液分液管和出液集液管；以及置于所述进液分液管和所述出液集液管之间的、若干个并列的集热单元；其中，每个所述集热单元包括复合抛物聚光器以及跨列式置于所述复合抛物聚光器上的毛细管吸热器；所述集热液体在所述管路和至少一部分所述毛细管吸热器之间形成流动路径，且在具有物理意义的前提下，能够通过可调整的方式接入所述流动路径的所述毛细管吸热器的个数；所述毛细管吸热器内的集热液体吸收由所述复合抛物聚光器反射的太能辐射能。2.根据权利要求1所述的聚光式太阳能集热器，其特征在于，所述管路上分布有若干个电动阀门，通过调整各个所述电动阀门的开关状态，处于开状态的电动阀门能够使得集热液体在所述进液分液管、所述出液集液管和所述毛细管吸热器之间形成可调整的、多级毛细管吸热器吸热的流动路径；其中，以进液分液管上游到下游的方向为毛细管吸热器的吸热级数递增的方向，则级数较高的高温级的毛细管吸热器的吸热面积≥处于级数较低的低温级的毛细管吸热器的吸热面积。3.根据权利要求2所述的聚光式太阳能集热器，其特征在于，所述聚光式太阳能集热器还包括控制部，其与各个电动阀门均为电连接，用于调整各个所述电动阀门的开关状态；且对于经所述控制部调整各个所述电动阀门的开关状态形成的流动路径而言，在毛细管吸热器的吸热级数递增的方向上，当毛细管吸热器的总吸热级数为奇数时，设于所述进液分液管上的最下游的电动阀门应当关闭，设于所述出液集液管上的最下游的电动阀门应当打开；当毛细管吸热器的吸热级数为偶数时，反之。4.根据权利要求3所述的聚光式太阳能集热器，其特征在于，所述管路上还设有调节流量控制阀，通过所述控制部调整所述调节流量控制阀的开度，来调整集热液体在所述流动路径中的流量。5.根据权利要求3所述的聚光式太阳能集热器，其特征在于，所述太阳能集热器还包括传感器组，其包括：第一传感器组，其设于...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐荣吉，
申请(专利权)人：徐荣吉，
类型：发明
国别省市：北京;11