[发明专利]一种太阳能热交换系统的安全保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能热交换系统的安全保护装置。

技术背景

太阳能是取之不尽用之不竭的绿色能源。尽可能地利用太阳能与普通家庭、商业和企业的热水和采暖系统，可以极大地减少对传统能源的使用，以达到节能减排和减少地球温室效应的目标。

真空集热管是一种高效率的太阳热能集热器，它的太阳光高吸收比和低反射比涂层，可以充分吸收太阳辐射热能。

目前国内使用的太阳能热水器主要是“非承压”系统，即水箱对大气通，真空管中走水，通过“热虹吸”原理将太阳能热传送到安装在集热真空管上的储水箱，水箱和集热器都放在屋顶，使用的热水靠重力压下。这类热水器因为水箱对大气通，故不存在所谓的“过热问题”。但是对采用“封闭承压式”的太阳能集热系统，集热器的设计因考虑让系统在冬天也有足够的热能量，则这样的集热器系统就会在夏天产生“过热问题”，即在夏天太阳的能量几倍于冬天的太阳能量，真空集热管吸收的热量将超出系统的热用量需求(或储热容量)，若让集热器长时间停止循环冷却水，则集热器将损坏，同时大量的高温热水，使存储水箱中温度和压力都增大，整个太阳能系统长时间处在高温下，存在安全隐患。

太阳能热水系统过热问题是保证太阳能系统安全使用所要解决的重要问题之一。目前针对承压式太阳能热水器过热问题仍没有一个确实可行的解决方法，国内主要采用以下几种解决方式：增加水箱容积、控制保温水箱中的温度、增加散热设备、停止集热器循环液体循环等。国外报道中有采取集中过热保护方法，如太阳能集热器安装有一个棱镜透明层，正常工作温度下完全透明，而水温超过限定温度后则完全反射阳光，从而自动控制集热器温度，防止过热。另一种在集热器的内部设置反射装置，可以将光照按照一定比例反射，防止系统过热。还有一种是在集热器上安装一个恒温调节器控制供热泵的开启，系统温度过低或者过高，恒温调节器则相应的开和关，控制供热泵的开启和关闭。这些方法都存在成本高，实用性差的问题。

综上所述，最好的、或者最直接的解决“太阳能热系统夏天过热”问题的方法是“开启”和“遮住”太阳光，实现根据阳光强度和系统温度的高低，使系统接收阳光的能力得到控制。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供一种太阳能热交换系统的安全保护装置，它能实现根据阳光强度和系统的温度情况，减少或关闭真空管吸收太阳光能量的大小，达到解决太阳能热水系统的过热问题。

实现上述目的技术方案是：一种太阳能热交换系统的安全保护装置，所述太阳能热水系统包括联箱、含有多根平行且间隔布置的真空集热管的集热器及集热器支架，所述联箱的两端分别为进水端和出水端，所述真空集热管的下端为封闭端，所述真空集热管的上端插入所述联箱下端。

所述过热控制装置包括一一同轴地套装在所述真空集热管外的圆管及用于所述圆管旋转的旋转机构，其中：

所述圆管从上到下的一半表面为透明，从上到下的另一半表面缀有颜色，圆管的两端分别可转动地接触于所述联箱的底部和所述集热器支架的上部；

所述旋转机构包括与所述圆管数量相同的齿轮、一滑块、一滑块驱动机构及机-电控制器，所述齿轮一一地设在每根圆管的上部；所述滑块与所述齿轮相对的一面设有能与所述齿轮啮合的齿牙，该滑块通过所述滑块驱动机构安装在所述联箱的前端面上，使该滑块的移动可依次与每根圆管上的齿轮啮合，所述滑块的移动可带动每根圆管转动一有效的角度。

上述的太阳能热交换系统的安全保护装置，其中，所述滑块驱动机构包括一安装在所述联箱的前端面的一头的驱动电机、一连接在该驱动电机出轴上的主动链轮、一安装在所述联箱的前端面的另一头的从动链轮及一绕包在主动链轮和从动链轮上的导轨链，所述滑块安装在所述导轨链上；所述驱动电机为伺服电机并由所述机-电控制器控制；所述机-电控制器接收控制信号，使所述滑块驱动机构运行。

上述的太阳能热交换系统的安全保护装置，其中，所述真空集热管的上端通过保护塑胶圈插入所述联箱下部相应的孔中。

上述的太阳能热交换系统的安全保护装置，其中，所述圆管由高强度、透明部分对太阳光线无遮挡的PC材料制成。

上述的太阳能热交换系统的安全保护装置，其中，所述齿轮与所述圆管一体成型。