[发明专利]太阳能导热介质自动调节循环驱动方法

说明书

一种太阳能导热介质自动调节循环驱动方法，对在太阳能集热器至水箱之间连接管道中的导热介质施加电场和磁场，根据水箱温度调节电场和磁场强度的大小或方向，以改变导热介质获得的洛伦兹力大小或方向，使导热介质的流动方向和速度发生变化，以此加强或抑制导热介质的循环。该方法通过磁力驱动改变太阳能导热介质的循环方式，根据太阳能光照强度和太阳能热水器水箱温度判断是否需要对导热介质循环加强或抑制，过程简单，实现了自动调节，解决太阳能热利用存在的不热或过热问题。同时保护储水箱，提高太阳能热水系统寿命。

技术领域

本发明涉及一种用于驱动太阳能导热介质循环、改善太阳能热水器因循环不畅导致不热或因光照过强导致过热现象的方法，属于太阳能热利用技术领域。

背景技术

随着太阳能热利用技术的普及以及节能减排的需要，高层建筑的太阳能热利用项目越来越多，不少省市推广实施高层建筑强制安装太阳能热水器政策。但是由于气堵、反坡等原因导致导热介质循环不畅，引发太阳能不热问题频发。

为解决上述问题，行业内经常使用循环泵强制导热介质循环，如中国专利文献CN2308054Y公开的一种被动循环导热介质的太阳能热水器，但是机械部件长期运转，容易损坏，并且伴随有噪音和振动，影响居民日常生活，并且不能根据导热介质的温度自动调节循环过程。

此外，当日照强度过强时，易出现太阳能过热现象，危及系统安全及人身健康。

针对上述问题，需要对现有太阳能导热介质循环系统进行改进，实现对导热介质循环流动的控制。

发明内容

本发明针对现有太阳能导热介质循环技术存在的不足，提供一种控制过程简单、可自动调节的太阳能导热介质自动调节循环驱动方法，该方法能够根据太阳能光照强度、太阳能热水器水箱温度，判断是否需要对导热介质循环加强或抑制。

本发明的太阳能导热介质自动调节循环驱动方法，是：

对在太阳能集热器至水箱之间连接管道中的导热介质施加电场和磁场，根据水箱温度调节电场和磁场强度的大小或方向，以改变导热介质获得的洛伦兹力大小或方向，使导热介质的流动方向和速度发生变化，以此加强或抑制导热介质的循环。

所述导热介质施加电场和磁场的电源为光伏发电装置。光伏发电装置为现有技术，直接将太阳光照转变为电能，其光伏组件放置于太阳能热水器集热器采光面的一侧，与太阳能集热器共同接收太阳辐照。

所述电场和磁场由电磁耦合装置提供，该电磁耦合装置包括导热介质通道、通过磁感线圈产生磁场的磁场发生装置以及通过正负电极产生电场的电场发生装置，正负电极加载在导热介质通道两侧壁面上，磁感线圈加载在导热介质通道另外两侧壁面，使得产生的磁场垂直于电场方向。

所述根据水箱温度调节电场和磁场强度的大小或方向的具体过程是：

①水箱温度T_hank(单位为℃)未达到设定温度T_set(单位为℃)时，如果太阳辐照度G_t(单位为W/m²)满足要求，则使处于自然循环的导热介质获取电磁场产生的正向洛伦兹力，产生加速流动，改善循环效果；

②水箱温度T_hank达到设定温度T_set，并且已达到设定的水箱过热保护温度T_protect(单位为℃)时，如果太阳辐照度G_t满足要求，则使处于自然循环的导热介质获取电磁场产生的反向洛伦兹力，抑制导热介质的自然循环流动，抑制循环效果；

③如果太阳能辐照度G_t不满足要求，停止提供电流。

所述太阳辐照度状况依据通过光伏发电产生的电能判断，按以下公式计算：

其中：