一种太阳能集热器用的热传导系统

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体而言，涉及一种太阳能集热器用的热传导系统。

背景技术

太阳能集热器是一种利用太阳能转化为热能的装置，它能够将太阳光的辐射能转化为热能，用于加热水或其他介质。太阳能集热器的工作原理主要是利用太阳能辐射的热能，通过集热器上的吸热板吸收太阳能，使吸热板上的介质温度升高。太阳能集热器在环保和节能方面具有显著的优势，因此越来越受到人们的关注和应用。

目前太阳能集热器用的热传导系统在太阳能的收集效率和热传导效率方面还存在一些不足，这限制了太阳能集热器的性能和应用范围。因此，研究和开发更高效的热传导系统是当前太阳能集热器领域的重要研究方向之一。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种太阳能集热器用的热传导系统，旨在提高太阳能的收集效率和热传导效率，从而实现更加高效、环保的能源利用。

本发明提出了一种太阳能集热器用的热传导系统，包括：

太阳能接收装置，用于接收太阳能并将其转化为热能；

热传导介质，用于将所述太阳能接收装置中的热能传导至外部设备中；

控制器，用于控制所述太阳能接收装置和热传导介质的运行；

其中，所述太阳能接收装置包括反射镜、吸热板和热交换器；所述反射镜用于将太阳光反射并聚焦到所述吸热板上，所述吸热板用于吸收反射镜聚焦后的太阳光并转化为热能；所述热交换器用于通过热传导介质将所述吸热板中的热能传导至外部设备；

所述吸热板上涂覆有太阳能选择性吸收涂层，所述太阳能选择性吸收涂层用于提高吸热板对太阳光的吸收率，同时降低对热能的反射率。

优选的，所述太阳能选择性吸收涂层由重量份数比为10-30：5-20：60-85的纳米金属颗粒、纳米氧化物颗粒和有机聚合物粘合剂组成。

优选的，所述太阳能选择性吸收涂层的制备方法包括：

将纳米金属颗粒、纳米氧化物颗粒和有机聚合物粘合剂混合搅拌均匀，得到太阳能选择性吸收涂层的浆料；

将所述浆料涂覆在吸热板的表面上，并进行烘干处理，得到覆有太阳能选择性吸收涂层的吸热板；

对涂覆有太阳能选择性吸收涂层的吸热板进行热处理，所述热处理的方法为热氧化。

优选的，所述烘干处理的参数包括温度为100-150℃，时间为1-2小时；

和/或，所述热氧化的步骤包括将覆有太阳能选择性吸收涂层的吸热板置于氧化气氛中，控制温度为300-500℃，持续时间为2-4小时。

优选的，所述纳米金属颗粒为银、铜和铝中的至少一种；

和/或，所述纳米氧化物颗粒为二氧化钛、氧化锌和氧化锡中的至少一种；

和/或，所述有机聚合物粘合剂为聚酰亚胺和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

优选的，所述热传导介质为液态金属、导热油和水中的一种或多种；

其中，所述导热油的原料组成包括基础油、热传导添加剂、抗氧化剂、抗腐蚀剂和抗泡沫剂。

优选的，所述基础油为合成烃类油、硅油或聚醚类油；

和/或，所述热传导添加剂为金属氧化物、金属硫化物或碳纳米管；

和/或，所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂、胺类抗氧化剂或受阻酚类抗氧化剂；

和/或，所述抗腐蚀剂为脂肪酸、脂肪酸酯或磷酸酯；

和/或，所述抗泡沫剂为聚硅氧烷类抗泡沫剂或聚醚类抗泡沫剂。

优选的，所述控制器包括温度传感器、压力传感器和流量传感器；

其中，所述温度传感器用于检测吸热板和热传导介质的温度，所述压力传感器用于检测热传导介质的压力，所述流量传感器用于检测热传导介质的流量；

所述控制器根据所述温度、压力和流量信号，控制太阳能接收装置和热传导介质的运行。

优选的，所述控制器根据所述温度、压力和流量信号，控制太阳能接收装置和热传导介质的运行时，包括以下方法：

当检测到吸热板的温度低于设定值时，控制器控制太阳能接收装置加大接收太阳能的功率，提高吸热板的温度；

当检测到热传导介质的压力低于设定值时，控制器控制热传导介质的泵增加输出，提高热传导介质的压力；

当检测到热传导介质的流量低于设定值时，控制器控制热传导介质的阀门增加开度，提高热传导介质的流量；

同时，控制器还根据所述温度、压力和流量信号，进行故障诊断和预警，确保太阳能集热器用的热传导系统的正常运行。

优选的，当检测到吸热板的温度低于设定值时，控制器控制太阳能接收装置加大接收太阳能的功率，提高吸热板的温度时，包括：

根据太阳的位置和高度，获得太阳的高度角和方位角；

根据太阳的高度角和方位角，计算反射镜与吸热板之间的理想角度，并根据所述理想角度调节反射镜与吸热板之间的角度；所述理想角度的计算公式为：

其中，h表示吸热板到地面的最小垂直距离；d表示反射镜到吸热板的水平距离；当d＝0时，反射镜将直接向下反射太阳光线，使得光线聚焦在吸热板上。

优选的，当吸热板与地面不平行时，吸热板到地面的最小垂直距离的计算公式为：hx＝hy·sin(θ)；

其中，θ表示吸热板与地面的水平夹角，hy表示吸热板距离地面的最小垂直高度；

此时，将hx视为h，代入所述理想角度的计算公式中计算反射镜与吸热板之间的理想角度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.通过太阳能选择性吸收涂层的设计，本发明的太阳能集热器能够更有效地提高吸热板对太阳光的吸收率，同时降低对热能的反射率，从而提高太阳能的利用效率。具体来说，这种涂层由纳米金属颗粒、纳米氧化物颗粒和有机聚合物粘合剂组成，其比例经过精心调配，以最大化太阳能的吸收和转换效率。

2.本发明的热传导系统采用了液态金属、导热油和水等高效热传导介质，能够快速而稳定地将太阳能接收装置中的热能传导至外部设备。同时，导热油的原料组成经过精心选择，通过添加热传导添加剂、抗氧化剂、抗腐蚀剂和抗泡沫剂，不仅提高了导热性能，还增强了其稳定性和耐久性。

3.控制器的设计也是本发明的亮点之一。通过集成温度传感器、压力传感器和流量传感器，控制器能够实时监测热传导系统的运行状态，并根据温度、压力和流量信号进行智能控制。这不仅可以确保系统的正常运行，还能提高太阳能的接收效率和热传导效率，从而进一步提高整个系统的能源利用效率。

4.本发明还通过优化反射镜和吸热板之间的角度调节方法，使得太阳能接收装置能够更准确地追踪太阳的位置和高度，从而最大化太阳能的接收效率。这种角度调节方法不仅简单易行，而且具有很高的准确性和可靠性。

综上所述，本发明的太阳能集热器用的热传导系统通过优化太阳能接收装置、热传导介质和控制器等关键部件的设计，实现了太阳能的高效接收、传导和利用。与现有技术相比，本发明具有更高的能源利用效率、更好的稳定性和耐久性，为太阳能的广泛应用提供了新的解决方案。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的太阳能集热器用的热传导系统的结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参阅图1，一种太阳能集热器用的热传导系统，包括：

太阳能接收装置，用于接收太阳能并将其转化为热能；

热传导介质，用于将所述太阳能接收装置中的热能传导至外部设备中；

控制器，用于控制所述太阳能接收装置和热传导介质的运行；

其中，所述太阳能接收装置包括反射镜、吸热板和热交换器；所述反射镜用于将太阳光反射并聚焦到所述吸热板上，所述吸热板用于吸收反射镜聚焦后的太阳光并转化为热能；所述热交换器用于通过热传导介质将所述吸热板中的热能传导至外部设备；

所述吸热板上涂覆有太阳能选择性吸收涂层，所述太阳能选择性吸收涂层用于提高吸热板对太阳光的吸收率，同时降低对热能的反射率。

可以理解的是，太阳能集热器是一种利用太阳能将其转化为热能的装置，其应用广泛，为人们提供了一种环保、可持续的能源利用方式。本实施例将介绍一种太阳能集热器用的热传导系统，该系统具有高效、节能的优点。

该热传导系统主要由三个部分组成：太阳能接收装置、热传导介质和控制器。太阳能接收装置是该系统的核心部分，它包括反射镜、吸热板和热交换器。反射镜的作用是将太阳光反射并聚焦到吸热板上，从而提高太阳能的利用率。吸热板则负责吸收反射镜聚焦后的太阳光，并将其转化为热能。热交换器则负责通过热传导介质将吸热板中的热能传导至外部设备，实现热能的传递和利用。

在此系统中，太阳能选择性吸收涂层被涂覆在吸热板上。这种涂层具有独特的性能，它可以提高吸热板对太阳光的吸收率，同时降低对热能的反射率。这种设计使得涂层在阳光下具有良好的热吸收效果，从而提高了太阳能集热器的效率。此外，选择性吸收涂层还可以减少热辐射损失，使系统在低温环境下仍具有较好的热传导性能。

控制器是该系统的运行管理部分，它负责监控太阳能接收装置和热传导介质的运行状态，确保系统在最佳工作状态下运行。通过控制器，用户可以根据实际需求调整太阳能集热器的输出功率，实现对热能的精确控制。

总之，这种太阳能集热器用的热传导系统具有高效、节能的优点，通过反射镜、吸热板、热交换器和选择性吸收涂层的设计，该系统实现了太阳能的高效转化和利用。

在本申请的其中一些实施例中，所述太阳能选择性吸收涂层由重量份数比为10-30：5-20：60-85的纳米金属颗粒、纳米氧化物颗粒和有机聚合物粘合剂组成。

可以理解的是，本实施例提出了一种创新性的太阳能选择性吸收涂层设计。该涂层具有出色的光吸收性能，能够在太阳能转换过程中提高能量利用率，从而为可持续发展做出贡献。为了实现这一目标，通过精心设计涂层的组成成分和结构，使其在光学、热学和力学等方面具有优良的性能。

所述太阳能选择性吸收涂层主要由三部分组成：纳米金属颗粒、纳米氧化物颗粒和有机聚合物粘合剂。这些成分在涂层中扮演着不同的角色，共同保证了涂层的优异性能。

首先，纳米金属颗粒作为涂层的主要组成部分，具有较高的比表面积和优异的光学性能。它们能够有效吸收太阳光谱中的较长波长部分，将其转化为热能，从而提高涂层的光吸收效率。此外，纳米金属颗粒还能够促进涂层内部的光生电子与空穴对的产生和复合，降低光生电子和空穴的复合率，进一步提高光电转化效率。

其次，纳米氧化物颗粒在涂层中起到填充和修饰的作用。它们能够填充涂层中的空隙，提高涂层的致密性，降低涂层的孔隙度。这样一来，涂层在保持良好光吸收性能的同时，还能具有良好的热稳定性和耐候性。此外，纳米氧化物颗粒还能够提高涂层的折射率，进一步优化太阳光在涂层内的传播路径，降低反射损失。

最后，有机聚合物粘合剂作为涂层的基体，起到了连接和支撑纳米金属颗粒和纳米氧化物颗粒的作用。它能够有效地将各组分固定在一起，保证涂层的结构和性能稳定。同时，有机聚合物粘合剂还能够调节涂层的力学性能，使其在实际应用中具有更长的使用寿命。

综上所述，通过合理地选择和搭配纳米金属颗粒、纳米氧化物颗粒和有机聚合物粘合剂的比例，本实施例设计了一种具有优异光吸收性能的太阳能选择性吸收涂层。该涂层在提高太阳能转换效率、降低能源消耗和保护环境等方面具有重要的应用价值。

在本申请的其中一些实施例中，所述太阳能选择性吸收涂层的制备方法包括：

将纳米金属颗粒、纳米氧化物颗粒和有机聚合物粘合剂混合搅拌均匀，得到太阳能选择性吸收涂层的浆料；

将所述浆料涂覆在吸热板的表面上，并进行烘干处理，得到覆有太阳能选择性吸收涂层的吸热板；

对涂覆有太阳能选择性吸收涂层的吸热板进行热处理，所述热处理的方法为热氧化。

可以理解的是，本实施例介绍了一种太阳能选择性吸收涂层的制备方法。这种方法具有高效、环保和经济的特点，为实现太阳能的高效利用提供了新的可能。

首先，将纳米金属颗粒、纳米氧化物颗粒和有机聚合物粘合剂混合搅拌均匀。这一步骤的目的是将各种原料充分混合，以便在后续步骤中形成具有优良性能的太阳能选择性吸收涂层。通过搅拌，可以确保纳米金属颗粒、纳米氧化物颗粒和有机聚合物粘合剂充分分散，提高涂层的均匀性和稳定性。

接下来，将得到的浆料涂覆在吸热板的表面上。这一步骤中，涂层的厚度需要严格控制，以确保其在后续的热处理过程中能够均匀收缩。涂层的厚度对太阳能选择性吸收涂层的性能有很大影响，过厚或过薄都会导致性能下降。因此，在涂覆过程中，需要严格控制涂层的厚度。

随后，对涂覆有太阳能选择性吸收涂层的吸热板进行烘干处理。烘干处理的主要目的是去除涂层中的溶剂，使其形成紧密的结构。烘干过程中，温度和时间的控制至关重要。过高或过长的烘干时间可能导致涂层性能下降，而过低或过短的烘干时间则可能导致涂层未完全固化。因此，在烘干过程中，需要严格控制温度和时间，以保证涂层的性能。

最后，对涂覆有太阳能选择性吸收涂层的吸热板进行热处理。热处理的方法为热氧化，这是一种在高温条件下使涂层中的纳米氧化物颗粒发生氧化反应的过程。热氧化处理能够提高涂层的稳定性、耐磨性和抗腐蚀性能，从而延长其使用寿命。此外，热氧化处理还可以改善涂层与吸热板之间的结合力，确保涂层在实际应用中不易脱落。

总之，本实施例中所述的太阳能选择性吸收涂层制备方法包括混合搅拌、涂覆、烘干和热处理四个步骤。通过严格控制各个步骤的条件，可以得到具有优良性能的太阳能选择性吸收涂层。

在本申请的其中一些实施例中，所述烘干处理的参数包括温度为100-150℃，时间为1-2小时；

和/或，所述热氧化的步骤包括将覆有太阳能选择性吸收涂层的吸热板置于氧化气氛中，控制温度为300-500℃，持续时间为2-4小时。

可以理解的是，本实施例将详细介绍一种高效的太阳能选择性吸收涂层烘干和热氧化处理方法。这种方法旨在提高太阳能选择性吸收涂层的性能，进一步优化太阳能热水系统的能效。

首先，烘干处理环节。在这一阶段，关键的参数包括温度和时间。经过实验验证，最佳的烘干处理条件为：温度控制在100-150℃，持续时间为1-2小时。这样的烘干处理可以确保太阳能选择性吸收涂层在高温环境下保持稳定，同时有利于去除涂层中的水分，提高涂层的附着力和耐久性。

接下来，热氧化步骤。这一步骤的目标是进一步改善太阳能选择性吸收涂层的性能。具体操作方法是将覆盖有太阳能选择性吸收涂层的吸热板置于氧化气氛中，控制温度在300-500℃，持续时间为2-4小时。在这个温度范围内，热氧化过程可以有效地改变涂层的微观结构，提高其热稳定性和抗腐蚀性能。

通过上述烘干处理和热氧化步骤，本实施例成功研发了一种具有卓越性能的太阳能选择性吸收涂层。这种涂层在高温、高湿等恶劣环境下表现出良好的稳定性，为太阳能系统提供了可靠的热传输保障。此外，该涂层还具有较高的抗腐蚀性和耐磨性，延长了吸热板的使用寿命，降低了系统维护成本。

总之，本申请中所述的太阳能选择性吸收涂层烘干和热氧化处理方法，为提高太阳能热水系统的能效提供了有力支持。通过精确控制烘干处理和热氧化过程中的关键参数，本实施例成功研发了一种具有卓越性能和稳定性的太阳能选择性吸收涂层。

在本申请的其中一些实施例中，所述纳米金属颗粒为银、铜和铝中的至少一种；

和/或，所述纳米氧化物颗粒为二氧化钛、氧化锌和氧化锡中的至少一种；

和/或，所述有机聚合物粘合剂为聚酰亚胺和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

可以理解的是，本实施例主要关注三种纳米金属颗粒、纳米氧化物颗粒以及有机聚合物粘合剂的应用。这些材料在众多领域具有广泛的应用价值，如催化、光学、电子、能源等。以下将对每种材料进行详细介绍：

一、纳米金属颗粒

在本申请的实施例中，所述纳米金属颗粒主要包括银、铜和铝。这些纳米金属颗粒具有较高的比表面积和独特的物理化学性质，使其在各种应用领域表现出优异的性能。

1.银纳米颗粒：银纳米颗粒具有强大的抗菌性能，可用于制备抗菌材料、抗菌纺织品等。此外，银纳米颗粒在导电、热管理、光学等领域也具有广泛的应用。

2.铜纳米颗粒：铜纳米颗粒具有良好的导电、导热性能，可用于制备高性能电子器件、散热器等。此外，铜纳米颗粒还具有优异的催化性能，可用于环境保护、能源转化等领域。

3.铝纳米颗粒：铝纳米颗粒具有轻质、高强度等特点，适用于制备航空航天、汽车等领域的结构材料。此外，铝纳米颗粒还具有优良的抗腐蚀性能，可用于制备防腐材料。

二、纳米氧化物颗粒

在本申请的实施例中，所述纳米氧化物颗粒主要包括二氧化钛、氧化锌和氧化锡。这些纳米氧化物颗粒具有较高的比表面积和良好的光、电、磁性能，使其在各种应用领域具有广泛的前景。

1.二氧化钛：二氧化钛具有良好的光催化性能，可用于制备光催化剂、空气净化器等。此外，二氧化钛还具有优异的紫外线防护性能，可用于制备防晒霜、防晒衣物等。

2.氧化锌：氧化锌纳米颗粒具有良好的生物相容性，可用于制备生物医学领域的传感器、药物递送系统等。此外，氧化锌还具有优异的光电性能，可用于制备发光二极管、太阳能电池等。

3.氧化锡：氧化锡纳米颗粒具有较高的热稳定性、抗氧化性能，可用于制备高温抗氧化涂层、固体氧化物燃料电池等。此外，氧化锡还具有优良的电学性能，可用于制备场效应晶体管等。

三、有机聚合物粘合剂

在本实施例中，所述有机聚合物粘合剂主要包括聚酰亚胺和聚乙烯吡咯烷酮。这些有机聚合物粘合剂具有优异的力学性能、化学稳定性和生物相容性，使其在各种应用领域具有广泛的前景。

1.聚酰亚胺：聚酰亚胺具有高强度、高模量、低膨胀系数等特点，可用于制备高性能复合材料、电子器件等。此外，聚酰亚胺还具有优良的耐热性能，可用于制备高温绝缘材料。

2.聚乙烯吡咯烷酮：聚乙烯吡咯烷酮具有良好的溶解性、流动性和生物相容性，可用于制备生物医学领域的支架、药物递送系统等。此外，聚乙烯吡咯烷酮还具有优异的力学性能，可用于制备高性能塑料、橡胶等。

综上所述，本实施例涉及的纳米金属颗粒、纳米氧化物颗粒和有机聚合物粘合剂在各种领域具有广泛的应用。通过合理选择和搭配这些材料，可以实现高性能、环保、可持续的解决方案。

在本申请的其中一些实施例中，所述热传导介质为液态金属、导热油和水中的一种或多种；

其中，所述导热油的原料组成包括基础油、热传导添加剂、抗氧化剂、抗腐蚀剂和抗泡沫剂。

在本申请的其中一些实施例中，所述基础油为合成烃类油、硅油或聚醚类油；

和/或，所述热传导添加剂为金属氧化物、金属硫化物或碳纳米管；

和/或，所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂、胺类抗氧化剂或受阻酚类抗氧化剂；

和/或，所述抗腐蚀剂为脂肪酸、脂肪酸酯或磷酸酯；

和/或，所述抗泡沫剂为聚硅氧烷类抗泡沫剂或聚醚类抗泡沫剂。

可以理解的是，本实施例关注的热传导介质主要包括液态金属、导热油以及水。这些介质在传导热能方面具有优越性能，可以广泛应用于各类热能传输场景。

首先，液态金属作为一种热传导介质，具有很高的热导率，能够迅速传递热能。液态金属包括但不限于汞、钠、钾等，这些金属在高温下具有较好的流动性和稳定性。此外，液态金属在热能传输过程中还能实现长距离无损耗传输，因此在我国的太阳能、核能等领域有着广泛应用。

其次，导热油作为一种热传导介质，具有较高的热稳定性和化学稳定性。导热油的原料组成主要包括基础油、热传导添加剂、抗氧化剂、抗腐蚀剂和抗泡沫剂。基础油作为导热油的载体，能够为热能传输提供良好的基础。基础油可以是合成烃类油、硅油或聚醚类油等。

在导热油的制备过程中，热传导添加剂的加入至关重要。热传导添加剂可以提高导热油的传热性能，如金属氧化物、金属硫化物或碳纳米管。这些添加剂能够填充导热油分子间的空隙，提高导热油的流动性和热传导效率。

此外，抗氧化剂的加入有助于保护导热油免受高温氧化作用的损害。抗氧化剂可以是酚类抗氧化剂、胺类抗氧化剂或受阻酚类抗氧化剂。这些抗氧化剂能够捕获导热油中的自由基，减缓氧化反应的进行，从而延长导热油的使用寿命。

抗腐蚀剂在导热油中也发挥着重要作用。抗腐蚀剂可以防止导热油在与金属表面接触时发生腐蚀。常见的抗腐蚀剂包括脂肪酸、脂肪酸酯或磷酸酯等。这些抗腐蚀剂能够中和金属表面产生的酸性物质，保护金属材料免受腐蚀。

最后，抗泡沫剂的加入可以维持导热油的稳定性。抗泡沫剂可以是聚硅氧烷类抗泡沫剂或聚醚类抗泡沫剂。这些抗泡沫剂能够抑制导热油在高温下产生的泡沫，保证导热油的稳定性和传热性能。

总之，本实施例研究了不同热传导介质的特点及其在热能传输领域的应用。通过合理选择和调配各种添加剂，可以制备出具有优异传热性能和稳定性的导热油。

在本申请的其中一些实施例中，所述控制器包括温度传感器、压力传感器和流量传感器；

其中，所述温度传感器用于检测吸热板和热传导介质的温度，所述压力传感器用于检测热传导介质的压力，所述流量传感器用于检测热传导介质的流量；

所述控制器根据所述温度、压力和流量信号，控制太阳能接收装置和热传导介质的运行。

在本申请的其中一些实施例中，所述控制器根据所述温度、压力和流量信号，控制太阳能接收装置和热传导介质的运行时，包括以下方法：

当检测到吸热板的温度低于设定值时，控制器控制太阳能接收装置加大接收太阳能的功率，提高吸热板的温度；

当检测到热传导介质的压力低于设定值时，控制器控制热传导介质的泵增加输出，提高热传导介质的压力；

当检测到热传导介质的流量低于设定值时，控制器控制热传导介质的阀门增加开度，提高热传导介质的流量；

同时，控制器还根据所述温度、压力和流量信号，进行故障诊断和预警，确保太阳能集热器用的热传导系统的正常运行。

可以理解的是，本实施例提出了一种控制器，该控制器在太阳能热利用系统中发挥着重要作用。该控制器主要由三个关键部分组成：温度传感器、压力传感器和流量传感器。这三个传感器各自承担着不同的监测任务，共同为太阳能热利用系统的高效运行提供保障。

首先，温度传感器负责实时检测吸热板和热传导介质的温度。通过这一传感器，我们可以及时了解系统中的热量传输情况，为后续的能量调节提供依据。其次，压力传感器的作用是监测热传导介质的压力，以确保系统在正常压力范围内运行，避免因压力过高或过低导致的性能下降或安全隐患。最后，流量传感器负责检测热传导介质的流量，以确保系统中的热量传输效率。

在了解了这三个传感器的监测数据后，控制器可以根据这些数据对太阳能接收装置和热传导介质的运行进行智能调控。具体来说，当检测到吸热板的温度低于设定值时，控制器会指令太阳能接收装置加大接收太阳能的功率，以提高吸热板的温度，使其保持在合适的范围内。同样，当热传导介质的压力或流量低于设定值时，控制器可以相应地调整热传导介质的泵或阀门，以保证系统的正常运行。

此外，控制器还具备故障诊断和预警功能。通过对温度、压力和流量信号的实时分析，控制器可以及时发现系统中的潜在问题，并进行预警，提醒相关人员及时进行排查和维修，确保太阳能集热器的长期稳定运行。这一功能有助于提高太阳能热利用系统的可靠性和安全性，降低系统故障的风险。

综上所述，本实施例提出的控制器通过集成温度、压力和流量传感器，实现了对太阳能接收装置和热传导介质运行的智能调控。这使得太阳能热利用系统能够在各种工况下保持高效、安全、稳定的运行。

在本申请的其中一些实施例中，当检测到吸热板的温度低于设定值时，控制器控制太阳能接收装置加大接收太阳能的功率，提高吸热板的温度时，包括：

根据太阳的位置和高度，获得太阳的高度角和方位角；

根据太阳的高度角和方位角，计算反射镜与吸热板之间的理想角度，并根据所述理想角度调节反射镜与吸热板之间的角度；所述理想角度的计算公式为：

其中，h表示吸热板到地面的最小垂直距离；d表示反射镜到吸热板的水平距离；当d＝0时，反射镜将直接向下反射太阳光线，使得光线聚焦在吸热板上。

可以理解的是，本实施例提出了一种针对太阳能吸热板的温度控制方法。当检测到吸热板的温度低于设定值时，控制器会采取措施，通过调整太阳能接收装置的接收功率，以提高吸热板的温度。这一方法主要包括以下几个步骤：

首先，根据太阳的位置和高度，能够获得太阳的高度角和方位角。这两个角度是决定太阳能接收效果的关键因素，因此需要实时监测并计算。

接下来，根据太阳的高度角和方位角，计算出反射镜与吸热板之间的理想角度。这个理想角度能够使反射镜将太阳光线准确地反射到吸热板上，从而提高吸热效果。

然后，根据计算出的理想角度，调节反射镜与吸热板之间的实际角度，使其保持一致。这样，无论太阳的位置和高度如何变化，反射镜都能将太阳光线准确地反射到吸热板上，从而保证吸热效果的稳定。

通过这种方法，我们能够在太阳位置和高度变化的情况下，始终保持反射镜与吸热板之间的角度一致，从而提高太阳能吸热板的吸热效果。

在本申请的其中一些实施例中，当吸热板与地面不平行时，吸热板到地面的最小垂直距离的计算公式为：hx＝hy·sin(θ)；

其中，θ表示吸热板与地面的水平夹角，hy表示吸热板距离地面的最小垂直高度；

此时，将hx视为h，代入所述理想角度的计算公式中计算反射镜与吸热板之间的理想角度。

可以理解的是，本实施例关注的是如何计算吸热板与地面之间的最小垂直距离。这种情况在实际应用中十分重要，因为吸热板与地面的平行度会影响到太阳能吸热器的效果。为了确保高效运作，本实施例公开一个计算公式来计算这个最小垂直距离。此公式可以帮助我们在实际操作中调整吸热板的角度，使其与地面保持最佳平行度。然而，还需要考虑反射镜与吸热板之间的理想角度，以实现最佳的光线聚焦效果。为了计算这个理想角度，需要将hx视为h，然后将其代入理想角度的计算公式中。这样，就可以得到反射镜与吸热板之间的最佳角度，从而提高太阳能吸热器的热效率。

以下为上述太阳能选择性吸收涂层的具体实施例。

实施例1

太阳能选择性吸收涂层由以下重量份数比的原料组成：纳米银颗粒15份、纳米二氧化钛颗粒70份和聚酰亚胺粘合剂15份。

首先，将纳米银颗粒、纳米二氧化钛颗粒和聚酰亚胺粘合剂混合搅拌均匀，得到太阳能选择性吸收涂层的浆料。搅拌过程中，确保各组分充分接触和混合均匀。

接着，将浆料涂覆在吸热板的表面上，并进行烘干处理。烘干处理的参数设置为温度为120℃，时间为1.5小时。烘干过程中，应保证吸热板表面均匀受热，避免涂层出现开裂或剥落现象。

然后，对涂覆有太阳能选择性吸收涂层的吸热板进行热处理。热处理的步骤包括将吸热板置于氧化气氛中，控制温度为400℃，持续时间为3小时。热处理过程中，应注意控制氧化气氛的浓度和温度，确保涂层形成均匀且稳定的结构。

经过上述步骤，得到覆有太阳能选择性吸收涂层的吸热板。该涂层能够提高吸热板对太阳光的吸收率，同时降低对热能的反射率，提高太阳能集热器的热效率。

实施例2

太阳能选择性吸收涂层由以下重量份数比的原料组成：纳米铜颗粒20份、纳米氧化锌颗粒60份和聚乙烯吡咯烷酮粘合剂20份。

按照与实施例1相同的步骤，将原料混合搅拌均匀得到浆料，涂覆在吸热板上并进行烘干处理。烘干处理的参数设置为温度为130℃，时间为2小时。

随后，对涂覆有太阳能选择性吸收涂层的吸热板进行热处理。热处理的步骤包括将吸热板置于氧化气氛中，控制温度为450℃，持续时间为3.5小时。

经过上述步骤，得到覆有太阳能选择性吸收涂层的吸热板。该涂层具有良好的太阳能吸收性能，能够有效提高太阳能集热器的热效率。

实施例3

太阳能选择性吸收涂层由以下重量份数比的原料组成：纳米铝颗粒10份、纳米氧化锡颗粒75份和聚酰亚胺粘合剂15份。

按照与实施例1相同的步骤，将原料混合搅拌均匀得到浆料，涂覆在吸热板上并进行烘干处理。烘干处理的参数设置为温度为140℃，时间为1小时。

然后，对涂覆有太阳能选择性吸收涂层的吸热板进行热处理。热处理的步骤包括将吸热板置于氧化气氛中，控制温度为350℃，持续时间为2.5小时。

经过上述步骤，得到覆有太阳能选择性吸收涂层的吸热板。该涂层具有优异的太阳能吸收性能，同时具备良好的热稳定性和耐久性，适用于长期使用的太阳能集热器。

试验例1

对实施例1-3制备得到的太阳能选择性吸收涂层的吸热板进行性能测试，结果如表1所示：

表1

注：吸热率越高，表示涂层吸收太阳能的能力越强；发射率越低，表示涂层保持热量的能力越强；热稳定性和耐久性通过长时间使用后的性能测试来评估。

根据测试结果，实施例1-3制备得到的太阳能选择性吸收涂层均

表现出了良好的吸热性能和热保持能力。其中，实施例3的吸热率最高，达到了95％，同时其发射率也最低，仅为5％，显示出涂层在吸收和保持热量方面的优异性能。此外，实施例3的热稳定性和耐久性也被评估为“优异”，这进一步证明了其在实际应用中的可靠性和持久性。

试验例2

为了验证太阳能集热器用的热传导系统在实际运行中的效果，我们在一个典型的夏季日进行了实地测试。测试过程中，我们记录了不同时间段内吸热板的温度、热传导介质的压力和流量等参数，并观察了太阳能接收装置的运行情况。

测试结果显示，在太阳辐射强度较高的时段，吸热板的温度能够迅速升高并保持在一个较高的水平。同时，热传导介质的压力和流量也保持稳定，确保了太阳能集热器的正常运行。当太阳辐射强度逐渐减弱时，控制器能够自动调节太阳能接收装置的功率，保持吸热板的温度在设定范围内。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序商品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序商品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)和计算机程序商品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框，以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。