[发明专利]用于太阳能收集器的温度控制设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制太阳能收集器的温度特别是用于防止滞止点温度发生的装置。

背景技术

下面将要讨论的背景技术仅旨在为了便于理解本发明。所讨论的内容并非承认或允许所提及的任何材料属于或者曾经属于本申请优先权日之前的常规一般技术的一部分。

本发明的一个应用涉及太阳能热水器。在太阳能热水器的例子中，由太阳能收集器的未经控制的太阳能热量吸收通常导致由太阳能收集器加热的系统主要热传递液体的过度加热。当对所存储的热水的需求低或不使用而同时处于高太阳能照射的时候，系统中的温度会上升到其滞止点(stagnation point)，在太阳能管的例子中，滞止点能够超过250摄氏度。这种情形常常会导致对系统组件的损害，或者产生对使用者不安全的调整情形。此外，这种水被过加热的可能性已经需要应用具有很多必要条件，以确保热水的使用者不受伤害。这样的必要条件包括控制要传递到热水出口的水，以确保其处于安全温度。此外，过度加热可能导致经过太阳能收集器的热交换介质汽化和/或加热介质中的化学反应，该化学反应导致结垢或由液体变成固体的沉淀。作为上述问题的结果，常规做法是，通过低程度设计(under-design)太阳能热水系统来调和过度加热，以避免在太阳能照射较高的时候的过度加热，然而，这意味着，在太阳能照射较低的日子，系统会运行欠佳。

本发明具体应用到利用“太阳能管”的太阳能收集器。尽管太阳能管在太阳能的收集中非常经济有效，但它们确实也存在如上文指出的滞止点所造成的问题。这种情况特别是在遭受高度太阳能照射的环境中。

发明内容

贯穿说明书和权利要求书，除非内容中要求，否则，术语“太阳能管”应当认为包括具有两个端部和基本圆形的横截面的双壁管，其中，双壁在它们自身之间限定了已被抽真空的封闭空间，并且管的内部旨在在使用中容纳待加热的介质，该待加热的介质可包括流体和/或热交换器或类似的待加热的物体。在一些情况下，太阳能管的一端是封闭的。

贯穿说明书和权利要求书，除非内容中要求，否则，词语“包括”或诸如“包括(单数)”或“包括(动名词)”的变形，都会理解为，包含所述的整体中或者一组整体中，而并不排除在任意其他整体或其他组整体中。

据此，本发明涉及一种旨在与太阳能收集器一起使用的太阳能收集器温度控制设备，该太阳能收集器包括至少一个太阳能管，在使用中太阳能管的内部容纳热交换器或类似物体和/或热交换介质，所述温度控制设备包括控制器和护罩，护罩与太阳能管的外壁相关联并且在太阳能管的长度的至少一部分上延伸，所述护罩具有足够延伸至部分地围绕太阳能管的角度范围，护罩被支撑为围绕太阳能管的中心轴在远离辐射源的第一位置和最靠近辐射源的第二位置之间可转动，控制设备还包括：适合于感知被太阳能管所容纳的热交换器或类似物体和/或热交换器介质的温度的传感器，驱动设备，被控制器可操作地控制，以根据容纳于太阳能管内部的热交换器或类似物体和/或介质的温度，促使护罩围绕太阳能管的中心轴在第一和第二位置之间转动。

根据本发明的优选特征，护罩被支撑为围绕太阳能管的中心轴在一位置范围内可转动，所述位置范围包括远离辐射源的第一位置和最靠近辐射源的第二位置。

根据本发明的优选特征，护罩的角度范围是约180°。

根据本发明的优选特征，护罩在太阳能管的基本整个长度上延伸。

根据本发明的优选特征，护罩的外表面是反射太阳能辐射的。

根据本发明的优选特征，护罩的内表面是反射太阳能辐射的。

根据本发明的优选特征，其中护罩包括伸长单元，该伸长单元被支撑为相对于管平行，以可围绕中心轴同轴地转动。根据本发明的优选特征，护罩被支撑为可相对于太阳能管成角度地偏置。根据本发明的可选的优选特征，护罩被支撑于太阳能管，该太阳能管被支撑为关于中心轴成角度地偏置。根据本发明的优选特征，对驱动设备的可操作的连接包括与护罩相关联地设置的齿状结构，所述齿状结构与螺旋小齿轮相接合，该螺旋小齿轮被促使转动以促使护罩的转动。根据本发明的优选特征，对驱动设备的可操作的连接包括与太阳能管相关联地设置的齿状结构，所述齿状结构与螺旋小齿轮相接合，该螺旋小齿轮被促使转动以促使太阳能管的转动。

根据本发明的优选特征，护罩从沿着太阳能管的长度的至少一个位置被支撑于太阳能管，其中，所述太阳能管被支撑为围绕其中心轴可转动，所述驱动设备可操作地连接到太阳能管，以促使所述转动。根据本发明的优选特征，护罩被支撑于管的至少一个端部处。根据本发明的可选的优选特征，护罩被支撑于管的至少每个端部处。