CN104748412B - 一种利用云端服务器进行监控的供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用云端服务器进行监控的太阳能集热系统，所述太阳能集热系统进一步包括可编程控制器，可编程控制器连接云端服务器，云端服务器与客户端连接，其中可编程控制器将测量的数据传递给云端服务器，然后通过云端服务器传送给太阳能集热系统客户端，客户端可以及时得到太阳能集热系统的运行信息。本发明基于云计算的监控系统采用云端服务器替代传统的本地服务器，便于维护，灵活性强。

Description

一种利用云端服务器进行监控的供热系统

技术领域

本发明属于太阳能领域，属于F24J2的领域。

背景技术

随着现代社会经济的高速发展，人类对能源的需求量越来越大。然而煤、石油、天然气等传统能源储备量不断减少、日益紧缺，造成价格的不断上涨，同时常规化石燃料造成的环境污染问题也愈加严重，这些都大大限制着社会的发展和人类生活质量的提高。能源问题已经成为当代世界的最突出的问题之一。因而寻求新的能源，特别是无污染的清洁能源已成为现在人们研究的热点。太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，而且资源量巨大，地球表面每年收的太阳辐射能总量为1×10¹⁸kW·h，为世界年耗总能量的一万多倍。世界各国都已经把太阳能的利用作为新能源开发的重要一项，我国政府在《政府工作报告》也早已明确提出要积极发展新能源，其中太阳能的利用尤其占据着突出地位。然而由于太阳辐射到达地球上的能量密度小(每平方米约一千瓦)，而且又是不连续的，这给大规模的开发利用带来一定困难。因此，为了广泛利用太阳能，不仅要解决技术上的问题，而且在经济上必须能同常规能源相竞争。太阳能的利用主要有光热转化、光电转化、光化学转换这三种形式。相比于太阳能光伏产业和光化学转换的高昂成本与低的能量转换效率，太阳能热转化是一种能量转换效率和利用率高而且成本低廉、可在全社会广泛推广的太阳能利用方式。

传统的太阳能集热系统包括本地服务器。本地服务器接收控制器发送的信息，通过本地服务器内预设控制程序及参数得到的运行方案，控制器根据本地服务器得到的运行方案控制余热系统运行，即太阳能集热系统的运行只能按照本地服务器内预设的控制程序及参数得到的运行方案运行。然而，系统现场状况复杂多变，当本地服务器得到的运行方案无法满足现场状况的需求时，需要维护人员抵达现场更新本地服务器的控制程序及参数，以便本地服务器得到满足现场状况的运行方案，无法灵活地调整本地服务器内的控制程序及参数。即太阳能集热系统灵活性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种新的太阳能智能控制系统。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种利用云端服务器进行监控的太阳能集热系统，所述太阳能集热系统进一步包括可编程控制器，可编程控制器连接云端服务器，云端服务器与客户端连接，其中可编程控制器将测量的数据传递给云端服务器，然后通过云端服务器传送给太阳能集热系统客户端，客户端可以及时得到太阳能集热系统的运行信息。

作为优选，所述运行信息包括集热器的进水和出水温度、太阳光的强度、循环管路上水的流速。

作为优选，客户端可以输入数据控制太阳能集热系统的运行。

作为优选，客户端可以根据集热器的出水温度的大小控制阀门的开度来控制进入集热器的水的流速，如果出水温度过高，则增加水的流量，出水温度过低，则减少水的流量。

作为优选，所述集热器包括集热管、反射镜和集热板，相邻的两个集热管之间通过集热板连接，从而使多个集热管和相邻的集热板之间形成管板结构；所述两块管板结构之间形成一定的夹角，所述夹角方向与反射镜的圆弧线结构相对，反射镜的焦点位于管板结构形成的夹角之间；反射镜的焦点位于两块管板结构最低端连线的中点上；沿着管板结构的中部的最高位置向两边最低位置延伸方向上，集热管的半径越来越大。

作为优选，沿着管板结构的中部的最高位置向两边最低位置延伸方向上，集热管半径增加的幅度逐渐变小。

作为优选，反射镜的圆弧线半径为R，每块管板结构的长度为R1，集热管的半径为R2，同一管板结构上相邻集热管的圆心的距离为L，两块管板结构之间的夹角为a，则满足如下公式：

R1/R＝c*sin(a/2)^b，

0.18<R2/L<0.34，

其中c，b为系数，0.39<c<0.41,0.020<b<0.035；

0.38<R1/R<0.41，80°<＝A<＝150°，450mm<R1<750mm,1100mm<R<1800mm,90mm<L<150mm,20mm<＝R2<50mm；

所述半径R2为相邻两个集热管的平均半径，其中集热管中最大的半径与最小的半径的比值小于等于1.12。

与现有技术相比较，本发明具有如下的优点：

1)该基于云计算的监控系统采用云端服务器替代传统的本地服务器。当运行方案不满足现场需求时，可以根据现场需求直接通过以太网更新云端服务器中的控制程序及参数，云端服务器通过以移动网与控制器连接以达到对系统的控制。即更新控制程序及参数时，直接通过以网络更新，而不需要维护人员前往现场更新，灵活性强。

2)通过大量研究得出最佳的太阳能集热器的结构以及最佳关系式。

附图说明

图1是本发明太阳能系统的示意图；

图2是本发明太阳能系统的另一个示意图；

图3是太阳能集热器系统的截面示意图

图4是太阳能集热管的结构截面示意图

图5是太阳能集热器系统的截面示意图

图6是集热管的顶部示意图

图7是太阳能集热系统云计算运行流程图

图8是换热系统云计算运行流程图

图9是散热系统云计算运行流程图

图10集热系统数据连接示意图；

图11换热系统数据连接示意图；

图12供暖系统数据连接示意图。

附图标记如下：

1集热器，2进口温度传感器，3出口温度传感器，4流量计，5水泵，6水水换热器，7热水供水管，8冷水回水管，9调节阀，10流量计，11进水温度传感器，12出水温度传感器，13热交换器，14热用户给水管，15热用户回水管，16循环泵，17热量表，18换热系统可编程控制器，19散热系统可编程控制器，20反射镜，21集热管，22集热板，23集箱，24集箱，25集热器入水管，26集热器出口管，27太阳能系统可编程控制器，28云端服务器，29换热系统客户端，30散热系统客户端，31太阳能系统客户端，32用户散热器进水温度传感器，33用户散热器出水温度传感器，34用户散热器流量计，35热量表，36用户散热器调节阀，37热量表，38辅助加热设备

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本发明公开了一种利用云端服务器进行监控的太阳能集热系统，所述太阳能集热系统进一步包括可编程控制器，可编程控制器连接云端服务器，云端服务器与客户端连接，其中可编程控制器将测量的数据传递给云端服务器，然后通过云端服务器传送给太阳能集热系统客户端，客户端可以及时得到太阳能集热系统的运行信息。

作为优选，所述运行信息包括集热器的进水和出水温度、太阳光的强度、循环管路上水的流速等。

作为优选，客户端可以输入数据控制太阳能集热系统的操作，例如根据集热器的出水温度的大小控制阀门的开度来控制进入集热器的水的流速，如果出水温度过高，则增加水的流量，出水温度过低，则减少水的流量。

本发明公开了一种利用云端服务器进行监控的换热系统，所述换热系统进一步包括可编程控制器，可编程控制器连接云端服务器，云端服务器与客户端连接，其中可编程控制器将测量的数据传递给云端服务器，然后通过云端服务器传送给换热系统客户端，客户端可以及时得到换热系统的运行信息。

作为优选，所述运行信息包括换热器热源和冷源的进出口温度、循环管路上水的流速、泵的功率等。

作为优选，客户端可以输入数据控制换热系统的操作，例如根据换热器的冷源的出口温度的大小控制阀门的开度来控制进入换热器的冷源的流速，如果冷源的出口温度过高，则增加冷源的流量，出口温度过低，则减少冷源的流量。

作为优选，上述换热系统是太阳能系统的一部分。

本发明公开了一种利用云端服务器进行监控的供暖系统，所述供暖系统进一步包括可编程控制器，可编程控制器连接云端服务器，云端服务器与客户端连接，其中可编程控制器将测量的数据传递给云端服务器，然后通过云端服务器传送给供暖系统客户端，客户端可以及时得到供暖系统的运行信息。

作为优选，所述运行信息包括供暖散热器进口和出口的水温、供暖热水的流量、需要供暖的房间的温度等。

作为优选，客户端是以家庭为单位。

作为优选，客户端可以输入数据控制供暖系统的操作，例如根据房间的温度控制阀门的开度来控制进入散热器的热水的流速，如果房间温度过高，则减少热水的流速，房间温度过低，则增加热水的流速。

作为优选，上述换热系统是太阳能供热系统的一部分。

上面三个系统可以独立进行保护，下面通过将三个系统结合在一起，组成一个太阳能智能供热系统。

如图1所示，一种太阳能智能控制供热系统包括太阳能集热系统、换热系统和散热系统，其中太阳能集热系统与换热系统之间通过水水换热器8进行换热关联，换热系统和散热系统之间通过热交换器13进行换热连接。

优选的，所述系统进一步包括太阳能集热系统可编程控制器27，太阳能集热系统可编程控制器27连接云端服务器28，云端服务器28与太阳能集热系统客户端31连接。其中太阳能集热系统可编程控制器27将测量的数据传递给云端服务器28，然后通过云端服务器28传送给太阳能集热系统客户端，太阳能集热系统客户端31可以及时得到太阳能集热系统的运行信息，太阳能集热系统操作者还可以通过太阳能集热系统客户端31得到的运行信息，通过太阳能集热系统客户端31输入控制参数进行控制。

优选的，所述系统进一步包括换热系统控制器18，换热系统控制器18连接云端服务器28，云端服务器28与换热系统客户端29连接。其中换热系统控制器18将测量的数据、控制的信息传递给云端服务器28，然后通过云端服务器28传送给换热系统客户端29，换热系统客户端29可以及时得到换热系统的运行信息，换热系统操作者还可以通过换热系统客户端29得到的运行信息，通过换热系统客户端29输入控制参数进行控制。

优选的，所述系统进一步包括散热系统控制器19，散热系统控制器19连接云端服务器28，云端服务器28与散热系统客户端30连接。其中散热系统控制器19将测量的数据、控制的信息传递给云端服务器28，然后通过云端服务器28传送给散热系统客户端30，散热系统客户端30可以及时得到散热系统的运行信息，热用户还可以通过散热系统客户端30得到的运行信息，通过散热系统客户端30输入控制参数进行控制。

优选的，所述云端服务器与所述控制器通过以太网连接。

优选的，所述控制器27、18、19分别包括第一通讯单元；所述云端服务器28包括第二通讯单元；所述控制器的第一通讯单元与所述云端服务器28的第二通讯单元连接。如第一通讯单元与第二通讯单元之间可以采用TCP/IP协议连接。

如图1所示，所述太阳能智能控制的供热系统，所述供热系统包括太阳能集热系统，所述太阳能集热系统包括集热器1、水泵5、水水换热器6，集热器1吸收太阳能后加热的热水进入水水换热器6，加热水水换热器6中的冷水回水管中的水，换热后的回水通过水泵5后循环回到集热器1。

所述水水换热器6连接热水供水管7和冷水回水管8，冷水与水水换热器6中的太阳能提供的热水进行换热，产生热水。

优选的，水水换热器6为管壳式换热器。

如图1所示，所述系统进一步包括热水供水管7、冷水回水管8、调节阀9、进水温度传感器11、出水温度传感器12、热交换器13、热用户送水管14、热用户回水管15、用户散热器、循环泵16、流量计10、热量表17、可编程控制器18，所述的热水供水管7与热交换器13连接，在热水供水管7上设置调节阀9，用于调节进入热交换器13的热水的流量，在调节阀9和热交换器13之间的管道上设置进水温度传感器11，用于测量热交换器13的进水温度；进水温度通过云端服务器31传递给太阳能集热系统客户端31。

热交换器13与热用户给水管14和热用户回水管15连接，热用户给水管14和热用户回水管15之间连接热用户散热器(参见图1)，热用户回水管15的水通过与热交换器13中的汽水热交换器提供的热水进行换热，然后再通过热用户给水管14到达用户散热器中进行供暖；所述循环泵16设置在热用户回水管15上；

热交换器13与冷水回水管8连接，在冷水回水管8上设置流量计10，用于检测冷水回水管8中的水的流量；在流量计10和热交换器13之间的冷水回水管8上设置出水温度传感器，用于测量热交换器13的出水温度；水的流量和出水温度通过云端服务器31传递给太阳能集热系统客户端31。

热用户散热器为并联的多个，图1-2只展示了两个，但是并不限于两个，为了方便，图1-2中的涉及散热器并联管中的相关部件，例如温度传感器、流量计等只展示了一个。

每一个热用户散热器的出水管上设置流量计34，用于检测散热器中的水的流量，每一个热用户散热器的进水口和出水口分别设置进水温度传感器32和出水温度传感器33，分别用于检测散热器的进水温度和出水温度，热量表35分别与流量计34、进水温度传感器33和出水温度传感器34数据连接，用于计算热用户耗费的热量；每一个热用户散热器的进水管上都设置了流量调节阀36，用于单独调节进入散热器的水的流量，所述可编程控制器19与热量表35、调节阀36数据连接，用于对太阳能智能控制供热系统进行自动控制；热量表35将用户的热量使用的数据传递给可编程控制器19，可编程控制器19根据用户购买的热量与目前使用的热量进行对比，如果热量已经用完，可编程控制器19控制调节阀36进行完全关闭。上述的测量的信息和热量使用信息可以通过云端服务器31传递给散热系统客户端。

上述的太阳能智能控制供热系统还可以包括显示操作面板，显示操作面板类可以供用户进行查询、缴费购买热量等操作。

热量表可以实时的将用户使用的热量提供给可编程控制器，也可以按照一定的时间进行提供，例如每天进行一次结算。

可编程控制器19自动计算用户剩余的热量，在用户热量剩余量达到第一数据的时候，可编程控制器调整调节阀36到低于正常开度的第一开度；在用户热量剩余量达到低于第一数据第二数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于第一开度的第二开度；在用户热量剩余量达到低于第二数据第三数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于第二开度的第三开度；在用户热量剩余量达到低于第三数据第四数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于第三开度的第四开度；在用户热量剩余量达到低于第四数据第五数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于第四开度的第五开度；在用户热量剩余量达到低于第五数据第六数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于第五开度的第六开度；最后在用户热量剩余量达到接近零的时候，可编程控制器调整调节阀完全关闭。

可编程控制器19通过上述的逐步关闭调节阀和降低泵的运行功率的操作，可以是供暖逐步的停止，这样用户就可以感觉到供暖量在逐渐的下降，从而使其知道你购买的热量已经临近用完，需要尽快购买。

上述的操作可以在一定的时间段内完成，例如几天内或者一个周内完成，这样用户才能逐渐感觉到供暖量的减少，从而提醒他主动购买热量。

优选的，散热系统客户端为移动终端。

上述的用户操作可以通过散热系统客户端实现，从而实现无卡式热量收费管理系统,实现了收费和热网充值的无卡传递,热用户在缴费后获得根据缴费数额取得的缴费密码,并在一定时间内在机组运行管理程序上充值,充值后金额与密码均失效，从而大大降低了热网收费中的资金风险。当然，用户也可以通过现实操作面板直接使用网上银行进行购买操作。

所述太阳能集热系统包括进口温度传感器2、出口温度传感器3、流量计4、热量表6、辅助加热设备38，进口温度传感器2和出口温度传感器3分别设置在水水换热器6的进口和出口，分别用于测量水水换热器6的进口和出口的水的温度；流量计4设置在水水换热器的出口的位置，用于测量太阳能集热系统管路上的水的流量，热量表6与进口温度传感器2、出口温度传感器3和流量计4数据连接，通过进口温度传感器2、出口温度传感器3和流量计4计算水水换热器6的换热量。

优选的，所述太阳能集热系统包括进口温度传感器2，进口温度传感器2与可编程控制器18数据连接，可编程控制器18根据进口温度传感器测量的水水换热器8的进口的水的温度来决定是否启动辅助加热设备38。如果进口的水的温度低于预定值，则自动启动辅助加热设备。该信息可以将测量的数据传递给太阳能集热系统客户端，客户端根据测量数据通过云计算服务器来操作启动辅助加热设备。

优选的，所述太阳能集热系统包括进口温度传感器2、出口温度传感器3、流量计4、热量表37和辅助加热设备38。进口温度传感器2和出口温度传感器3分别设置在水水换热器6的进口和出口，分别用于测量水水换热器6的进口和出口的水的温度；流量计4设置在水水换热器的出口的位置，用于测量太阳能集热系统管路上的水的流量，热量表37与进口温度传感器2、出口温度传感器3和流量计4数据连接，通过进口温度传感器2、出口温度传感器3和流量计4计算水水换热器6的换热量。热量表37与可编程控制器18数据连接，可编程控制器根据热量表37计算的单位时间的换热量来决定是否启动辅助加热设备38。如果计算的换热量小于预定的值，则可编程控制器18启动辅助加热设备38，以加热太阳能管路上的水。

作为一个优选，辅助加热设备为电加热设备。

作为另一个有选，辅助加热设备为锅炉。

作为优选，所述可编程控制器18与热量表17进行数据连接，所述热量表17与进水温度传感器11、出水温度传感器12和流量计10进行数据连接，并根据测量的进水温度、出水温度和水的流量来计算输入给用户的总热量；通过计算输入用户的总热量以及用户耗费的总热量的对比，可以计算出热量损失率，如果损失率过大，则应当及时对系统进行除垢工作，同时还可以根据热量损失率来合理计算单位热量的成本。

同理，可以通过计算水水换热器6的换热量，与输入用户的总热量对比，计算出热量损失率，如果损失率过大，则应当及时对系统进行除垢工作。水水换热器6的换热量采用前面的温度传感器和流量计测量的数据来计算。除垢工作也可以通过客户端输入数据来进行手工除垢工作。上述的用户的总热量和水水换热器的总热量都通过云端服务器传递给换热系统客户端。

所述换热系统控制器和和散热系统连接云端服务器，云端服务器与换热系统客户端连接，其中换热系统控制器将测量的总热量数据传递给云端服务器，散热系统控制器将热用户耗费的总热量传递给云端服务器，然后通过云端服务器传送给换热系统客户端，在换热系统客户端计算热量损失率，换热系统客户端可以及时得到热量损失率。换热系统操作者还可以通过换热系统客户端得到的热量损失率，通过换热系统客户端手动启动除垢工作。

热用户耗费的总热量可以通过计算每个用户耗费的热量，然后求和取得，每个用户耗费的热量可以通过热量表35获得。

所述可编程控制器18与调节阀9进行数据连接，当散热器的调节阀36因为用户的热量消费完毕或者即将消费完毕而导致开度变化时，此时，可编程控制器18根据调节阀36的开度自动调节调节阀9的开度，从而使输入换热器13的热水相应的变化，例如，相应的减少，以节约能源。该工作也可以通过客户端来操作。

所述系统换热系统控制器和和散热系统连接云端服务器，云端服务器与换热系统客户端连接，其中散热系统控制器将第二调节阀开度的数据传递给云端服务器，云端服务器再将数据传递给换热系统控制器，换热系统控制器自动调节第一调节阀的开度，然后通过云端服务器传将第一调节阀开度数据送给换热系统客户端。

作为优选，云端服务器将第二调节阀开度的数据传递给换热系统客户端，换热系统客户端根据数据手动输入参数手动调节第一调节阀的开度。

当然，前面所提到的所有的测量的数据都可以通过云端服务器发送给相应的客户端，相应的客户端能够及时的收到对应的系统的测量数据，甚至可以实现太阳能集热系统、换热系统和散热系统测量的数据在客户端上互相共享。上述的所有控制的信息都可以通过相应的客户端输入相应的参数，然后通过云端服务器传送给相应的控制器来进行远程的手工控制，包括开关相关系统的运行。当然，操作者可以通过相应的客户端及时得到相应的测量的参数。

如图3所示，太阳能集热系统，包括集热器系统，所述集热器系统包括集热器，集热器包括集热管21、反射镜20和集热板22，相邻的两个集热管21之间通过集热板22连接，从而使多个集热管21和相邻的集热板22之间形成管板结构；所述太阳能集热器系统包括两块管板结构，所述两块管板结构之间形成一定的夹角a，如图4所示，所述夹角方向与反射镜的圆弧线结构弯曲的方向相对，反射镜20的焦点D位于管板结构形成的夹角a之间。

传统的集热器都是将集热管直接设置在焦点上，一旦位置发生偏移，则热量就不会集热到集热管中，通过上述结构，太阳光照射在反射镜20，通过反射镜20反射到管板结构，将热量集热到管板结构中的集热管21中。通过这种结构，即使因为安装或者运行问题导致管板结构位置发生改变，则太阳能依然会集热到集热管21中，从而避免热量损失；同时因为传统的集热器都是将集热管直接设置在焦点上，造成集热管局部过热，造成集热管局部损失过大，寿命过短，甚至造成集热管内部过热，产生过热蒸汽，充满整个集热管，造成集热管内部压力过大，损坏集热管，而采取本申请的结构，既可以将热量充分的吸收，又可以将热量相对的分散，避免热量过于集中，使得整体集热管吸热均匀，延长集热管的使用寿命。

作为一个优选，反射镜20的焦点D位于两块管板结构最低端连线的中点上。通过上述设置，可以保证最大程度上吸收太阳能，避免太阳能因为焦点偏移而损失，同时还能保证板状结构尽量可能减少遮挡的照射在反射镜20上的阳光。通过实验证明，采用上述结构，太阳能吸收的效果最好。

在实践中发现，集热管21的管径不能过大，如果管径过大，则集热管21中的水不能进行充分的加热，导致加热效果很差，反之管径过小，则集热管中的水会过热，同理，对于集热管21之间的距离也满足要求，如果集热管21之间的距离过大，则集热管21中的水的体积过小，会导致水过热，同样，如果集热管2之间的距离过小，则集热管分布太密，造成集热管21内的水无法达到预定的问题，或者必须需要更多的额外的辅助加热工具；对于管板结构的长度，也满足一定要求，如果管板结构太长，则会遮挡住过多的照射到反射镜20的阳光，造成集热器吸收阳光的热量减少，造成达到理想的加热情况，如果管板结构的长度过小，则造成过多的太阳能集热到小面积的集热管上，造成集热管受热集中，而且还会造成一部分集热的太阳能直接没有集热到集热管中，而是直接反射到外部；对于夹角a，同样的原理，如果夹角过大，则在反射镜上部展开对面积过大，则会遮挡住过多的照射到反射镜20的阳光，如果夹角面积过小，则会出现一部分集热的太阳能直接没有集热到集热管中，而是直接反射到外部，造成热量的损失。因此对于管板结构的长度、集热管内径、集热管之间的距离、管板结构之间的夹角、圆弧线半径满足如下关系：

反射镜的圆弧线半径为R，每块管板结构的长度为R1，集热管的半径为R2，同一管板结构上相邻集热管的圆心的距离为L，两块管板之间的夹角为a，则满足如下公式：

R1/R＝c*sin(a/2)^b，

0.18<R2/L<0.34，

其中c，b为系数，0.39<c<0.41,0.020<b<0.035；

0.38<R1/R<0.41，80°<＝A<＝150°，450mm<R1<750mm,1100mm<R<1800mm,90mm<L<150mm,20mm<＝R2<50mm。

作为优选，c＝0.4002，b＝0.0275。

作为优选，随着夹角a的增加，c、b的系数逐渐变大。这样更加满足实际工作的需要。

作为优选，集热管的半径R2不相同。沿着管板结构的中部(即最高位置)向两边最低位置(即图3集热管A向B、C方向)延伸方向上，集热管的半径R2越来越大。在实验中发现，从中部向两侧延伸，吸热量逐渐升高，通过分析主要原因是因为有管板结构的阻挡，导致中部受热最少，而从中部向两边延伸，吸收热量逐渐升高。通过集热管半径R2的不断变大，可以增加下部的水流量，可以使得整个集热管中水的受热均匀，避免两侧温度过高而中间温度过低。这样也可以避免中间的集热管的材料长期在高温下容易损坏，可以保持整个集热管的温度均匀，延长使用寿命。

作为优选，沿着管板结构的中部(即最高位置)向两边最低位置(即图3集热管A向B、C方向)延伸方向上，集热管半径增加的幅度逐渐变小。在实验中发现，对于吸热量，沿着管板结构的中部(即最高位置)向两边最低位置(即图3集热管A向B、C方向)延伸方向上的增幅逐渐递减，因此将管径做了如此变化，以满足相应的要求。

作为优选，前面的公式中的管径R2为相邻两个集热管的平均管径。

作为优选，最大的管径与最小的管径的比值小于1.12。

作为优选，管板结构的下壁面(与反射镜20相对的面)上设置用于强化传热的凸起，以加强对太阳能的吸收。沿着管板结构的中部(即最高位置)向两边最低位置(即图3集热管A向B、C方向)延伸方向上，集热管的下壁面的凸起高度越来越低。在实验中发现，从中部向两侧延伸，吸热量逐渐升高，通过分析主要原因是因为有管板结构的阻挡，导致中部受热最少，而从中部向两边延伸，吸收热量逐渐升高。通过凸起高度的不断的降低，可以使得整个集热管中水的受热均匀，避免两侧温度过高而中间温度过低。这样也可以避免中间的集热管的材料长期在高温下容易损坏，可以保持整个集热管的温度均匀，延长使用寿命。

作为优选，沿着两块管板结构的连接位置(即管板结构的中部)向两边(即图3集热管A向B、C方向)延伸，集热管的下壁面的凸起密度越来越低。主要原因是中部受热最少，而从中部向两边延伸，吸收热量逐渐升高。通过凸起密度的不断的降低，可以使得整个集热管中水的受热均匀，避免中间温度过低而两侧温度过高。这样也可以避免中间的集热管的材料长期在高温下容易损坏，可以保持整个集热管的温度均匀，延长使用寿命。

作为优选，集热管21的内壁可以设置翅片，例如可以设置直翅片或者螺旋翅片，不同集热管的内的翅片高度不同，沿着两块管板结构的连接位置(即管板结构的中部)向两边(即图1集热管A向B、C方向)延伸，翅片的高度逐渐减少。主要原因是与前面设置凸起的原因相同。

管板结构表面涂敷吸热层，所述吸热层从管板结构内向外依次包括过渡层、红外反射涂层、吸热涂层、减反射涂层和保护层，其中过渡层、红外反射涂层、吸热涂层、减反射涂层和保护层的厚度的分别是0.03um、0.23um、0.77um、0.15um、0.12um；所述过渡层是通过中频反应磁控溅射方法沉积金属Al、Si与N形成的化合物的过渡层；所述红外反射涂层从内向外为W、Cr、Ag三层，三层的厚度比例为9:4：7；吸热涂层从内向外依次包括Cr、Nb、Zr、NbN、Cr₂O3五层，三层的厚度比例为9:7:4：4：5；减反射涂层从内向外依次是AlN、TiO₂、Nb₂O₅、Al₂O₃、和Si₃N₄五层，其中五层的厚度比例为3:6:8:9:2；保护层的成分与过渡层相同。

上述各层中，通过加大吸热涂层的厚度比例，减少红外反射层和减反射层的厚度，可以极大的增加了对太阳能的吸收，同时，通过调整红外反射层和减反射层的各层的材料的厚度比例，也能够实现降低对太阳光的反射的程度。

上述的尺寸比例是通过近百种不同的厚度比例试验得来的最佳的结果。通过实验，对于采用上述吸收涂层中各独立层的成分及厚度，可以使制备的吸收涂层的吸收比大于0.945，并实现0.042以下的低发射率。

对于上述涂层的制造方法，可以使用本领域经常采用的真空磁控溅射镀膜工艺制备。

对于集热器的具体结构，参见图6所示，所述的集热器包括集箱23、24，集热管21连接两个集箱23、24。当然，集箱的形状应该如图1所示，在中部呈一定的角度，与图4中的集热管相对应，图6没有展示，仅仅是示意图。所述集箱23上设置集热器入水管24、集箱24上设置加热器出水管25。作为优选，集热器入水管24和集热器出水管25设置在顶部A的最高位置处，这样可以保证集箱中的水从上部向下部流动，保证水的均匀分配。否则，上部集热管中的水分配量太少，造成局部过热。

作为优选，只在管板结构的下部设置吸热层，对于管板机构的上部，设置太阳能电池板，这样，可以实现将一部分热量用于发电，一部分热量用于加热，实现加热和发电的双重需要。

作为优选，集热器的出水管连接热利用装置，所述热利用装置为蓄热水箱，所述蓄热水箱外部设置保温层，所述保温层包括真空绝热保温板，所述真空绝热保温板包括芯材和高阻气复合膜，通过抽真空的方式用高阻气复合膜包覆芯材，形成真空绝热保温板。从水箱外壁面向外延伸的方向，所述芯材至少包括多层无机纤维层，所述多层无机纤维层是多层堆叠或者通过粘结剂多层连接，所述多层无机纤维层中的至少两层的无机纤维层的密度或成分不同。

作为优选，其中芯材包括覆盖无机纤维层表面的靠近水箱壁部的内层区和/或位于无机纤维层外部的外层区。

作为优选，内层区和/或外层区由硅酸铝纤维板、离心玻璃棉板、岩棉板、纺织纤维板、废纸浆板中的一种或多种制成。

作为优选，无机纤维层的层数为30-130层。进一步优选为50-80层。

作为优选，无机纤维的密度为10-300kg/m³。

作为优选，任意相邻两层的无机纤维层的密度或成分不相同。

作为优选，沿着内部往外，无机纤维层的密度增加。通过实验证明，密度依次增加所带来的隔热效果更好，能够达到较优化的隔热效果，能够提高10％左右的隔热效果。

作为优选，沿着内部往外，无机纤维层的密度依次增加的幅度越来越小。通过实验证明，无机纤维层的密度依次增加幅度越来越小所带来的隔热效果更好，能够达到更优的隔热效果。

作为优选，其中密度大的层和密度小的层交替放置。通过实验证明，此种放置隔热效果很好，能够提高7.3％以上的隔热效果。作为优选，密度大的层的密度为100-300kg/m³，密度小的密度为10-100kg/m³，选择此条件下的密度会达到更优的绝热效果。

作为优选，超细玻璃棉纤维板，体积密度为10kg/m³-100kg/m³，厚度为1mm-9mm。

硅酸铝纤维板体积密度为20kg/m³-200kg/m³，优选50-100m³，厚度为1mm-9mm。

离心玻璃棉板体积密度为20kg/m³-150kg/m³，优选50-100m³，厚度为2mm-25mm。

岩棉板体积密度为30kg/m3-200kg/m³，优选70-130m³，厚度为3mm-35mm。

作为优选，所述的无机纤维层是玻璃棉纤维板、硅酸铝纤维板、离心玻璃棉板、岩棉板、废纸浆、纺织纤维板中两种以上交替设置。

举例如下：

用厚度1mm硅酸铝纤维板(30kg/m³)和厚度3mm硅酸铝纤维板(50kg/m³)交替叠放直至1.2cm，得到真空绝热板芯材。

或者用厚度1mm硅酸铝纤维板(100kg/m³)和厚度2mm陶瓷纤维板(70kg/m³)交替叠放直至1.5cm，得到真空绝热板芯材。

或者用厚度1mm硅酸铝纤维板和2mm陶瓷纤维板及2mm离心玻璃棉板交替叠放直至2cm，得到真空绝热板芯材。

或者用1mm硅酸铝纤维板和3mm陶瓷纤维板、2mm岩棉板交替叠放直至3cm，得到真空绝热板芯材。

或者用1mm硅酸铝纤维板和3mm陶瓷纤维板、3mm离心玻璃棉板、3mm岩棉板交替叠放直至3cm，得到真空绝热板芯材。

图2展示了单用户的示意图。如图2所示，所述系统进一步包括热水供水管7、冷水回水管8、调节阀9、进水温度传感器11、出水温度传感器12、热交换器13、热用户送水管14、热用户回水管15、用户散热器、循环泵16、流量计10、热量表17、可编程控制器18，所述的热水供水管7与热交换器13连接，在热水供水管7上设置调节阀9，用于调节进入热交换器13的热水的流量，在调节阀9和热交换器13之间的管道上设置进水温度传感器11，用于测量热交换器13的进水温度；

热交换器13与热用户给水管14和热用户回水管15连接，热用户给水管14和热用户回水管15之间连接热用户散热器(参见图3)，热用户回水管15的水通过与热交换器13中的汽水热交换器提供的热水进行换热，然后再通过热用户给水管14到达用户散热器中进行供暖；所述循环泵16设置在热用户回水管15上；

热交换器13与冷水回水管8连接，在冷水回水管8上设置流量计10，用于检测冷水回水管8中的水的流量；在流量计10和热交换器13之间的冷水回水管8上设置出水温度传感器，用于测量热交换器13的出水温度；

所述热量表17与进水温度传感器11、出水温度传感器12和流量计10进行数据连接，并根据测量的进水温度、出水温度和水的流量来计算热用户的耗费的热量；

所述可编程控制器18与循环泵16、热量表17和调节阀10进行数据连接，用于对太阳能智能控制供热系统进行自动控制；热量表17将用户的热量使用的数据传递给可编程控制器18，可编程控制器18根据用户购买的热量与目前使用的热量进行对比，如果热量已经用完，可编程控制器18控制调节阀进行完全关闭；

热用户给水管上设置热用户给水温度传感器(图7未示出)，用于检测热用户给水温度，给水温度传感器与可编程控制器进行数据连接；当可编程控制器控制调节阀进行关闭时，循环水泵同时停止运行。

优选的，可编程控制器自动计算用户剩余的热量，在用户热量剩余量达到第一数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于正常开度的第一开度，同时将循环泵调整到低于正常运行功率的第一功率；在用户热量剩余量达到低于第一数据第二数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于第一开度的第二开度，同时将循环泵调整到低于第一功率的第二功率；在用户热量剩余量达到低于第二数据第三数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于第二开度的第三开度，同时将循环泵调整到低于第二功率的第三功率；在用户热量剩余量达到低于第三数据第四数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于第三开度的第四开度，同时将循环泵调整到低于第三功率的第四功率；在用户热量剩余量达到低于第四数据第五数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于第四开度的第五开度，同时将循环泵调整到低于第四功率的第五功率；在用户热量剩余量达到低于第五数据第六数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于第五开度的第六开度，同时将循环泵调整到低于第五功率的第六功率；最后在用户热量剩余量达到接近零的时候，可编程控制器调整调节阀完全关闭，同时停止循环泵的运行。

可编程控制器通过上述的逐步关闭调节阀和降低泵的运行功率的操作，可以是供暖逐步的停止，这样用户就可以感觉到供暖量在逐渐的下降，从而使其知道你购买的热量已经临近用完，需要尽快购买。

图2的实施例其他内容与图1的实施例内容相同，不再进一步描述。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (6)

1.一种利用云端服务器进行监控的供热系统，包括太阳能集热系统、换热系统和散热系统，其中太阳能集热系统与换热系统之间通过水水换热器进行换热关联，换热系统和散热系统之间通过热交换器进行换热连接，所述太阳能集热系统进一步包括可编程控制器，可编程控制器连接云端服务器，云端服务器与客户端连接，其中可编程控制器将测量的数据传递给云端服务器，然后通过云端服务器传送给太阳能集热系统客户端，客户端可以及时得到太阳能集热系统的运行信息；

所述太阳能集热系统包括集热器，所述集热器包括集热管、反射镜和集热板，相邻的两个集热管之间通过集热板连接，从而使多个集热管和相邻的集热板之间形成管板结构；所述管板结构为两块，所述两块管板结构之间形成一定的夹角，所述夹角方向与反射镜的圆弧线结构相对，反射镜的焦点位于管板结构形成的夹角之间；反射镜的焦点位于两块管板结构最低端连线的中点上；沿着管板结构的中部的最高位置向两边最低位置延伸方向上，集热管的半径越来越大；

所述太阳能集热系统包括水泵，集热器吸收太阳能后加热的热水进入水水换热器，加热水水换热器中的冷水回水管中的水，换热后的回水通过水泵后循环回到集热器；

所述水水换热器连接热水供水管和冷水回水管，冷水与水水换热器中的太阳能提供的热水进行换热，产生热水。

2.如权利要求1所述的供热系统，所述运行信息包括集热器的进水和出水温度、太阳光的强度、循环管路上水的流速。

3.如权利要求1所述的供热系统，客户端可以输入数据控制太阳能集热系统的运行。

4.如权利要求3所述的供热系统，客户端可以根据集热器的出水温度的大小控制阀门的开度来控制进入集热器的水的流速，如果出水温度过高，则增加水的流量，出水温度过低，则减少水的流量。

5.如权利要求1所述的供热系统，沿着管板结构的中部的最高位置向两边最低位置延伸方向上，集热管半径增加的幅度逐渐变小。

6.如权利要求1或5所述的供热系统，反射镜的圆弧线半径为R，每块管板结构的长度为R1，集热管的半径为R2，同一管板结构上相邻两个集热管的圆心的距离为L，两块管板结构之间的夹角为a，则满足如下公式：

R1/R＝c*sin(a/2)^b，

0.18<R2/L<0.34，

其中c，b为系数，0.39<c<0.41,0.020<b<0.035；

0.38<R1/R<0.41，80°<＝A<＝150°，450mm<R1<750mm,1100mm<R<1800mm,90mm<L<150mm,20mm<＝R2<50mm；

其中集热管中最大的半径与最小的半径的比值小于等于1.12，所述半径R2为相邻两个集热管的平均半径。