[发明专利]一种智能型太阳能光伏光热集热器及其控制方法

权利要求书

1.一种智能型太阳能光伏光热集热器，包括光伏电池板、保温层、支撑背板、金属框架和余热回收系统，所述余热回收系统包括换热管、第一水管、第一控制阀、变频水泵、第二水管、第二控制阀、热水箱和智能控制装置，其特征在于，所述余热回收系统还包括设置在空气层内的第一温度传感器、设置在换热管上的第二温度传感器、设置在换热管进水口的第三温度传感器、设置在换热管出水口的第四温度传感器和设置在第一水管上的流量传感器，所述智能控制装置包括监测模块、第一获取模块、第一控制模块、采集模块、第一计算模块、判断模块、第二控制模块、第三控制模块、第二计算模块和第四控制模块；

所述监测模块用于监测当前时间是否处于预设热回收时间段，其中，所述预设热回收时间段包括第一预设热回收时间段和处于第一预设热回收时间段之后的第二预设热回收时间段；

所述第一获取模块用于在当前时间刚处于第一预设热回收时间段内时，实时获取换热管内的水温和空气层内的空气温度；

所述第一控制模块用于控制变频水泵以预设流量运行第一预设时间后关闭第二预设时间，控制第一控制阀和第二控制阀打开第一预设时间后关闭第二预设时间，所述第一预设时间和第二预设时间之和为第一预设热回收时间段的时间长度；

所述采集模块用于将变频水泵运行第一预设时间后的换热管内的水温记为A1和空气层内的空气温度记为B1，将变频水泵关闭第二预设时间后的换热管内的水温记为A2和空气层内的空气温度记为B2；

所述第一计算模块用于根据换热管内的水温A1、空气层内的空气温度B1、换热管内的水温A2、空气层内的空气温度B2、预设空气层质量、预设换热管内的水质量和预设吸热量计算公式来估算余热回收系统在第二预设时间内的平均吸热功率；

所述判断模块用于在当前时间处于第二预设热回收时间段内时，判断所述平均吸热功率是否大于预设平均吸热功率；

所述第二控制模块用于当所述平均吸热功率小于或等于预设平均吸热功率时，控制变频水泵、第一控制阀和第二控制阀均关闭；

所述第三控制模块用于当所述平均吸热功率大于预设平均吸热功率时，控制变频水泵、第一控制阀和第二控制阀均打开；

所述第二计算模块用于在所述平均吸热功率大于预设平均吸热功率时，实时获取换热管进口处的进口水温、换热管出口处的出口水温和水泵流量，根据所述换热管进口处的进口水温、换热管出口处的出口水温和水泵流量计算所述余热回收系统的吸热功率；

所述第四控制模块用于根据所述平均吸热功率和所述余热回收系统的吸热功率调整变频水泵的流速，使得调整后的余热回收系统的吸热功率与所述平均吸热功率相匹配。

2.根据权利要求1所述的智能型太阳能光伏光热集热器，其特征在于，所述第四控制模块具体包括计算单元、判断单元、确定单元和调整单元，

所述计算单元用于计算所述平均吸热功率和所述余热回收系统的吸热功率的差值；

所述判断单元用于判断所述平均吸热功率和所述余热回收系统的吸热功率的差值是否在预设差值范围内；

所述确定单元用于当所述差值不在所述预设差值范围内时，确定所述平均吸热功率和所述余热回收系统的吸热功率不匹配；

所述调整单元用于根据所述差值调整所述变频水泵的流量。

3.根据权利要求1所述的智能型太阳能光伏光热集热器，其特征在于，

所述预设吸热量计算公式为：

J=[C1*M1*(A2-A1)+ C2*M2*(B2-B1)]/T；

J-余热回收系统在第二预设时间内的平均吸热功率；

C1-水的比热容；

M1-预设换热管内的水质量，根据预设换热管内的水体积和水密度计算得出；

C2-空气的比热容；

M2-预设空气层质量；

T-第二预设时间。

4.根据权利要求1所述的智能型太阳能光伏光热集热器，其特征在于，所述智能控制装置还包括第五控制模块，所述第五控制模块用于在当前时间不处于预设热回收时间段内时，控制变频水泵、第一控制阀和第二控制阀关闭。