CN207976459U - 一种平板型太阳能集热器闷晒水质检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平板型太阳能集热器闷晒水质检测系统，该系统包括平板型太阳能集热器、太阳总辐射表、数据记录仪、纯水储水箱、高温温度探头、集热器支撑架。将高温温度探头置于集热器的内部，使得获取内部管道水温的过程变得高效和准确，利于提高水质检测结果的可信度。该闷晒水质检测系统采用了数据记录仪设备，使得实验和数据采集能够同时进行，保证了水质检测过程的实时效果。该闷晒水质检测系统的纯水储水水箱通过管道与平板太阳能集热器连接，当平板太阳能集热器水量不足时，可快速完成补水工作，利于操作人员的实验操作过程。此外，集热器的出水口处设置有阀门，工作人员可随时打开阀门采集样品，便于完成不同时段的水质采样工作。

Description

一种平板型太阳能集热器闷晒水质检测系统

技术领域

本发明涉及一种水质样品检测系统，特别涉及一种平板型太阳能集热器闷晒水质检测系统，属于平板型太阳能集热器检测技术领域。

背景技术

在此随着科学技术的进步和人类社会的发展，煤炭、石油和天然气等化石燃料在现代生活中大量地使用和过度开采，造成了环境污染和能源紧缺等问题。太阳能是一种能量巨大的可再生清洁能源，随着太阳能热利用技术的日益成熟，太阳能的开发与人们的生产、生活之间的联系更加紧密。

平板型太阳能集热器作为一种将太阳辐射能转化为热能的装置，由于其具有抗冻耐压等优点，所以在城市建筑热环境一体化和太阳能低温热利用方面得到广泛应用。传统的平板型太阳能集热器一般由玻璃盖板、吸热板、金属管道、保温材料、背板和边框构成。吸热板是平板型太阳能集热器的核心部件，它能将吸收的太阳辐射能转化为热能传递给金属管道中的传热工质，决定了整个太阳能热水系统性能的高低。平板型太阳能集热器的金属管道主要是由集管、外接件和排管组成，工质被加热后经过集管汇聚到排管并将热量传递出去。

平板型太阳能集热器在日常生活中使用为人们提供热水的同时，难免会碰到空晒或者闷晒的情况。平板型太阳能集热器在空晒或者闷晒时内部温度可以达到140℃左右，高温会导致平板型太阳能集热器各部件的老化，导致平板型太阳能集热器的密封性能下降，影响热水系统整体的热性能。此外，提供热水的集热器金属管道容易产生水垢，降低了管道的抗腐蚀能力。平板型太阳能集热器长时间的空晒或者闷晒会导致金属管道内部析出微量的重金属，所以人们在使用平板型太阳能集热器提供的热水时，重金属会随着热水流出接触到人的皮肤，严重影响人们的身体健康。

发明内容

本发明解决的技术问题是如何在平板型太阳能集热器闷晒的情况下对集热器内部的水质进行检测。为解决上述技术问题，提供了一种平板型太阳能集热器闷晒水质检测系统。该闷晒水质检测系统包括平板型太阳能集热器、太阳总辐射表、数据记录仪、纯水储水箱、高温温度探头、和集热器支撑架。

所述平板型太阳能集热器倾斜固定在所述集热器支撑架上，该平板型太阳能集热器用于接收太阳辐射能并加热内部的水；所述纯水储水箱管道连接于所述平板型太阳能集热器，用于为所述平板型太阳能集热器提供纯水；所述高温温度探头置于所述平板型太阳能集热器的集热管道内，用于测量集热管道内部温度；所述太阳总辐射表置于室外，用于测量太阳辐照度；所述数据记录仪通信连接于所述太阳总辐射表和所述高温温度探头。用于记录太阳辐照度和温度。

所述纯水储水箱整体的材质为塑料，放置在钢铁支架上，在水箱的一侧的侧面上设置有出水口，该出水口处设置有可控流量的水龙头，水箱顶部有一个可重复拆装的圆形管道入口，新鲜的纯水可通过该入口注入水箱。

所述平板型太阳能集热器包括进水口和出水口，所述进水口连接于所述纯水储水箱，所述出水口的管道上设置有可控制流量的塑料阀门。

所述平板型太阳能集热器的进水口高度低于储水箱出水口的高度，从而减少纯水注入集热器内部管道时的阻力，所述平板型太阳能集热器的进水口高度高于平板型太阳能集热器的出水口高度。

至少有三个所述高温温度探头，该高温温度探头分别置于位于平板型太阳能集热器的内部吸热板背面的上部、中部和下部处，且与数据记录仪相连接，数据记录仪放置在外界环境中，记录总辐照度和温度。

根据上述实施例的平板型太阳能集热器闷晒水质检测系统，将高温温度探头直接置于平板型太阳能集热器的内部，使得获取集热器内部水温的过程变得高效和准确，利于提高水质检测结果的可信度。该闷晒水质检测系统采用了数据记录仪作为数据记录设备，使得实验过程和数据采集过程能够同时进行，保证了水质检测过程的实时效果。该闷晒水质检测系统的纯水储水水箱通过一阀门与平板型太阳能集热器连接，当平板型太阳能集热器水量不足时，可快速完成补水工作，利于操作人员的实验操作过程。此外，平板型太阳能集热器的出水口处设置有阀门，使得在实验过程中，工作人员可随时打开阀门采集集热器内部的水，从而便于完成不同时段的水质取样工作。

附图说明

图1为闷晒水质检测系统的结构示意图。

附图标记说明：1太阳总辐射表；2数据记录仪；3平板型太阳能集热器；4塑料阀门；5集热器支撑架；6出水口；7钢铁支架；8纯水储水箱；9水箱入水口；10塑料管道；11进水口；12塑料水龙头；13环境温度探头；14吸热板背面上部温度探头；15吸热板背面中部温度探头；16吸热板背面下部温度探头；

具体实施方式

在下面的论述中，将描述本发明的细节方面。为了更好的了解本发明的技术特征和内容，下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步的详细说明。

本实施例中的平板型太阳能集热器闷晒水质检测系统包括平板型太阳能集热器3、太阳总辐射表1、数据记录仪2、纯水储水箱8、高温温度探头（14、15、16）、集热器支撑架5。平板型太阳能集热器3倾斜固定在集热器支撑架5上，该平板型太阳能集热器用于接收太阳辐射能并加热内部的水；纯水储水箱管道10连接于平板型太阳能集热器3，用于为平板型太阳能集热器3提供纯水；高温温度探头（14、15、16）置于平板型太阳能集热器3的集热管道内，用于测量集热管道内部温度；太阳总辐射表1置于室外，用于测量太阳辐照度；数据记录仪2通信连接于太阳总辐射表1和高温温度探头（14、15、16），用于记录太阳辐照度和温度。

在本实施例中，平板型太阳能集热器3为通用型平板型太阳能集热器，比如管板式集热器。平板型太阳能集热器3包括进水口11和出水口6，进水口11连接于纯水储水箱8，出水口6的管道上设置有可控制流量的塑料阀门4。，外部共有4个管道接口，其中一侧的两个管道接口利用金属堵头封闭。集热器另外一侧上部的管道接口为进水口11，进水口11与塑料水龙头12之间以塑料管道10相连接，下部的管道接口为出水口6,出水口6与一可控制流量的塑料阀门4连接，塑料阀门4后连接一个细直径的软管，方便用试管量取水质样品。

在本实施例中，集热器支撑架5由垂直角铁和倾斜角铁组合连接而成，该垂直角铁和倾斜角铁上有用于螺栓连接的通孔，每个垂直角铁分为上和下两段，这两段连接处有多个通孔，改变上垂直角铁在下垂直角铁在通孔上连接位置，即可实现集热器支撑架的倾斜调节作用。该设计的目的是便于调节平板型太阳能集热器3的倾斜角度，满足不同太阳倾斜角度时的实验工作，优选地的安装角度为三十度角。

在本实施例中，纯水储水箱8整体的材质为塑料，在水箱的一侧的侧面上设置有出水口，该出水口处设置有塑料水龙头12，水箱顶部有一个可重复拆装的圆形管道入口，新鲜的纯水可通过该入口注入水箱。纯水储水箱8放置在钢铁支架7上，钢铁支架7的高度高于平板型太阳能集热器3的进水口11为宜，目的是利于纯水储水箱内纯水通过重力作用流入平板型太阳能集热器，从而减少纯水注入集热器内部管道时的阻力。

在本实施例中，至少有三个所述高温温度探头（14、15、16），该高温温度探头分别置于位于平板型太阳能集热器的内部吸热板背面的上部、中部和下部处，吸热板背面上部温度探头用于测量吸热板背面上部的温度探头，吸热板背面中部温度探头用于测量吸热板背面下部的温度，吸热板背面上部温度探头用于测量吸热板背面中部的温度。各个温度探头与数据记录仪相连接，数据记录仪放置在外界环境中，记录总辐照度和温度。

在本实施例中，为安装高温温度探头，可采用如下的安装方法：在集热器背面上、中、下三个位置各钻出1个小孔，用以设置集热器吸热板背面上部温度探头(14)、吸热板背面中部温度探头(15)和吸热板背面下部温度探头(16)，待设置完温度探头之后，再用玻璃胶将小孔封闭。

在本实施例中，纯水储水箱8在安装之前要先进行冲洗，并且用纯水多次冲洗水箱内壁，排除杂质。之后打开水箱入水口9，通过管道向水箱内部加灌大约为水箱体积三分之二的纯水，加水完成后封闭水箱入水口9。

在本实施例中，在使用平板型太阳能集热器安装之后需要对其进行清洗。先利用纯水对平板型太阳能集热器3的内部金属管道进行冲洗，将管道内部杂物排出。

上述的闷晒水质检测系统主要用于检测平板型太阳能集热器3闷晒工况下的内部水质变化情况，此处的闷晒是指平板型太阳能集热器3所有接口封闭且置于太阳下曝晒的工况条件。水质的变化过程主要与温度、吸热量有关，温度可由高温温度探头（14、15、16）直接确定，而吸热量可由太阳总辐射表确定。为便于了解运用该检测系统进行水质检测的过程，下文将对该检测系统的使用方法进行说明。

以较大流量打开纯水储水箱8的塑料水龙头12后，纯水在压力作用下经过塑料管道10和进水口11流进集热器内部管道，再将出水口6处的塑料阀门4稍微拧松一点，便于排出管道内部的空气，看到细直径软管有水流出后立即关闭塑料阀门4。待集热器内部管道注满纯水后，关闭塑料水龙头12，对平板型太阳能集热器3进行闷晒。在集热器闷晒期间，每间隔约4个小时向集热器管道内部加注纯水，间隔时间可以根据当天的天气状况进行适当更改。待闷晒完成量取水质样品时，需要先将集热器整体晃动均匀，便于纯水湿润整个管道。晃动之后，将带有集热器管道封闭堵头一侧抬高，然后再打开塑料阀门4，量取一定体积的水质样品。

在实际向平板型太阳能集热器3注水之前，要先将集热器的除了进水口11之外的其余管道接口全部封闭。在实际操作过程中，首先向纯水储水箱8内部加灌纯水，加至水箱体积的一半以上，加完之后立即封闭水箱入口。然后将管道与水箱出水口处的塑料水龙头12和平板型太阳能集热器进水口11处的管道接口连接，之后再拧开水龙头12向集热器内部管道注水，待集热器内部管道充满纯水后封闭集热器进水口11。集热器闷晒过程中，会出现因太阳辐照度过高，导致集热器管道内部水分完全蒸发的情况。因此，在白天需要每间隔约4个小时向集热器管道内部注水。在采集集热器管道内部水质样品时，需要晃动集热器整体，使管道中的纯水湿润管道内壁，晃动均匀之后打开集热器出水口处的阀门用试管量取一定体积的样品水质即可。

总体而言，本发明系统结构简单、密闭性良好、可靠性高、降低了系统配置的整体成本，提高了检测结果的可信度。

以上所述仅是本发明创造的较佳实施例，同时也是为了让熟悉本领域的专业技术人员更好的理解本专利内容，并非用于对本发明作任何形式上的限制。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的实质技术方案范围内，做出任何简单的修改、各种变化或者替代，均属于本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种平板型太阳能集热器闷晒水质检测系统，其特征在于：包括平板型太阳能集热器、太阳总辐射表、数据记录仪、纯水储水箱、高温温度探头和集热器支撑架；所述平板型太阳能集热器倾斜固定在所述集热器支撑架上，该平板型太阳能集热器用于接收太阳辐射能并加热内部的水；所述纯水储水箱管道连接于所述平板型太阳能集热器，用于为所述平板型太阳能集热器提供纯水；所述高温温度探头置于所述平板型太阳能集热器的集热管道内，用于测量集热管道内部温度；所述太阳总辐射表置于室外，用于测量太阳辐照度；所述数据记录仪通信连接于所述太阳总辐射表和所述高温温度探头，用于记录太阳辐照度和温度。

2.根据权利要求1中所述的一种平板型太阳能集热器闷晒水质检测系统，其特征在于：所述纯水储水箱的侧面上设置有出水口，该出水口处设置有可控流量的水龙头，水箱顶部有可重复拆装的圆形管道入口，新鲜的纯水可通过该入口注入水箱。

3.根据权利要求2中所述的一种平板型太阳能集热器闷晒水质检测系统，其特征在于：所述平板型太阳能集热器包括进水口和出水口，所述进水口连接于所述纯水储水箱，所述出水口的管道上设置有可控制流量的塑料阀门。

4.根据权利要求3中所述的一种平板型太阳能集热器闷晒水质检测系统，其特征在于：所述平板型太阳能集热器的进水口高度低于储水箱出水口的高度，从而减少纯水注入集热器内部管道时的阻力，所述平板型太阳能集热器的进水口高度高于平板型太阳能集热器的出水口高度。

5.根据权利要求4中所述的一种平板型太阳能集热器闷晒水质检测系统，其特征在于：所述闷晒水质检测系统至少有三个所述高温温度探头，该高温温度探头分别置于平板型太阳能集热器的内部吸热板背面的上部、中部和下部处。