浓度检测装置、浓度监控装置和太阳能热水器制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种浓度检测装置、浓度监控装置和太阳能热水器。浓度检测装置用于在线检测太阳能热水器内的换热介质中的抗冻剂的浓度，所述浓度检测装置包括：吸光度检测器，浸没在太阳能热水器内的换热介质中，用于检测所述换热介质对于预定波长的光线的吸光度；和浓度计算单元，根据所述吸光度检测器检测到的吸光度计算所述换热介质中的抗冻剂的浓度。因此，在本实用新型专利技术中，能够在线监控换热介质中的抗冻剂的浓度，以防换热介质中的抗冻剂的浓度超出预定范围。

【技术实现步骤摘要】
浓度检测装置、浓度监控装置和太阳能热水器
本技术涉及一种用于检测太阳能热水器内的换热介质中的抗冻剂的浓度的浓度检测装置以及包括该浓度检测装置的浓度监控装置和太阳能热水器。
技术介绍
对于具有换热装置的太阳能热水器，换热装置中的换热介质通常都具有较强的抗冻能力，以防止换热装置中的换热介质在冬天出现冰冻凝固，因此，这种换热介质通常被称为抗冻液，常用的抗冻液是乙二醇水溶液或丙二醇水溶液。在正常使用时，抗冻液中的抗冻剂(乙二醇或丙二醇)的浓度应当在合理范围以内，例如，在30V％～60V％的范围以内。如果低于合理范围的下限值或高于合理范围的上限值，抗冻液的抗冻能力就会下降，很容易出现冰冻凝固。在使用过程中，由于泄漏，挥发，老化等损失，造成抗冻液量的变化和浓度的变化。若不及时补加或更换抗冻液，有可能造成抗冻液中的抗冻剂的浓度超出合理范围，这会导致抗冻液容易在低温下出现冰冻凝固，从而导致换热装置的管路被堵塞或爆裂。为了防止出现该问题，在现有技术中，通常需要对抗冻液进行取样分析，并根据取样结果添加新的抗冻液或调解浓度。同时，在太阳能热水器初始安装时，需要确认抗冻液的浓度。由于太阳能热水器安装在屋顶，需要人工上去取样，日常维护十分不便。
技术实现思路
本技术的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。根据本技术的一个方面，提供一种浓度检测装置，用于在线检测太阳能热水器内的换热介质中的抗冻剂的浓度，所述浓度检测装置包括：吸光度检测器，浸没在太阳能热水器内的换热介质中，用于检测所述换热介质对于预定波长的光线的吸光度；和浓度计算单元，根据所述吸光度检测器检测到的吸光度计算所述换热介质中的抗冻剂的浓度。根据本技术的一个实例性的实施例，所述浓度检测装置还包括显示单元，所述显示单元与所述浓度计算单元通信，用于显示计算出的浓度。根据本技术的另一个实例性的实施例，所述吸光度检测器包括：容器，具有开口，所述换热介质经由所述开口进入所述容器中；发光单元，设置在所述容器的一侧，适于向所述容器发射具有所述预定波长的光线；和光强度检测单元，设置在所述容器的与所述发光单元相对的另一侧，用于检测穿过所述容器之后的光线的光强度；吸光度计算单元，与所述光强度检测单元通信，用于根据检测到的光强度计算所述换热介质对于所述光线的吸光度。根据本技术的另一个实例性的实施例，所述吸光度计算单元根据下面的公式(1)计算所述换热介质对于所述光线的吸光度：其中A是计算出的吸光度；I0是所述光线进入所述容器之前的初始光强度；I是所述光线穿过所述容器之后的光强度。根据本技术的另一个实例性的实施例，所述浓度计算单元根据下面的公式(2)计算所述换热介质中的抗冻剂的浓度：其中C是计算出的浓度；ε是所述换热介质对于所述光线的吸光系数；l是所述光线在所述容器的换热介质中穿过的距离。根据本技术的另一个实例性的实施例，所述分光单元包括一个光学分束器和一个反射镜，从所述发光单元发射出的一束光线被所述光学分束器分成两束光线，一束光线射向所述第一容器，另一束光线射向所述反射镜并被发射向所述第二容器。根据本技术的另一个实例性的实施例，所述吸光度检测器包括：第一容器，具有开口，所述换热介质经由所述开口进入所述第一容器中；发光单元，设置在所述第一容器的一侧，适于向所述第一容器发射具有所述预定波长的光线；分光单元，用于将所述发光单元发射出的一束光线分成两束光线，所述两束光线中的一束射入所述第一容器并穿过所述第一容器；第一光强度检测单元，设置在所述第一容器的与所述发光单元相对的另一侧，用于检测穿过所述第一容器之后的光线的光强度I1；第一吸光度计算单元，与所述第一光强度检测单元通信，用于根据检测到的光强度I1计算所述换热介质对于所述光线的吸光度A1；第二容器，在所述第二容器中封装有具有预定浓度的参考换热介质，所述参考换热介质与所述换热介质的成分相同但抗冻剂的浓度不一定相同，所述两束光线中的另一束射入所述第二容器并穿过所述第二容器；第二光强度检测单元，设置在所述第二容器的与所述发光单元相对的一侧，用于检测穿过所述第二容器之后的光线的参考光强度I2；和第二吸光度计算单元，与所述第二光强度检测单元通信，用于根据检测到的参考光强度I2计算所述参考换热介质对于所述光线的参考吸光度A2，所述浓度检测装置还包括吸光度校正装置，所述吸光度校正装置适于根据下面的公式(3)对计算出的吸光度A1进行校正：其中A＇2是当封装有参考换热介质21的第二容器20放置在空气中时检测到的参考换热介质21对于所述光线的参考吸光度；A＇1是校正之后的吸光度，所述吸光度检测器检测到的吸光度为校正之后的吸光度A＇1，并且所述浓度计算单元根据校正之后的吸光度A＇1计算所述换热介质中的抗冻剂的浓度。根据本技术的另一个方面，提供一种浓度监控装置，包括：前述浓度检测装置，用于在线检测太阳能热水器内的换热介质中的抗冻剂的浓度；浓度判断单元，用于判断检测到的浓度是否在预定范围以内；和浓度报警单元，用于在所述浓度判断单元判定检测到的浓度超出所述预定范围时发出警报。根据本技术的另一个方面，提供一种太阳能热水器，包括：储水箱，用于容纳水；和换热装置，包括设置在外部的集热器和设置在所述储水箱中的换热器，所述集热器的出口通过管道与所述换热器的入口相连，所述换热器的出口通过管道与所述集热器的入口相连，从而构成一个封闭的循环回路，在所述循环回路中填充有换热介质，所述太阳能热水器还包括前述浓度检测装置，所述浓度检测装置用于在线检测太阳能热水器内的换热介质中的抗冻剂的浓度。根据本技术的一个实例性的实施例，所述太阳能热水器内的换热介质为乙二醇水溶液、丙二醇水溶液、或丙三醇水溶液。根据本技术的另一个实例性的实施例，所述太阳能热水器还包括：浓度判断单元，用于判断检测到的浓度是否在预定范围以内；和浓度报警单元，用于在所述浓度判断单元判定检测到的浓度超出所述预定范围时发出警报。根据本技术的另一个实例性的实施例，当所述太阳能热水器内的换热介质为乙二醇水溶液时，所述太阳能热水器内的换热介质的合理浓度在30V％～60V％以内。根据本技术的另一个实例性的实施例，当所述太阳能热水器内的换热介质为乙二醇水溶液时，所述发光单元发射出的光线的波长在980nm±20nm的范围以内。根据本技术的另一个实例性的实施例，所述浓度监测装置的吸光度检测器被封装在所述太阳能热水器的用于循环换热介质的循环回路的管道中。根据本技术的另一个实例性的实施例，所述集热器为平板型集热器，所述换热器为盘绕管型换热器。根据本技术的另一个实例性的实施例，所述太阳能热水器还包括泵，用于泵送所述换热介质，使得所述换热介质在所述循环回路中循环流动。根据本技术的另一个实例性的实施例，所述储水箱具有进水口和出水口，所述进水口位于所述储水箱的下部，所述出水口位于所述储水箱的上部。根据本技术的另一个实例性的实施例，所述太阳能热水器还包括抗冻剂补充装置，所述抗冻剂补充装置适于在所述浓度检测装置检测到的抗冻剂的浓度低于预定的浓度下限值时自动地向所述换热装置中补充抗冻剂，使得所述换热装置中的抗冻剂的浓度恢复到合理浓度范围以内。根据本技术的另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浓度检测装置，用于在线检测太阳能热水器内的换热介质(11)中的抗冻剂的浓度，其特征在于，所述浓度检测装置包括：吸光度检测器，适于浸没在太阳能热水器内的换热介质(11)中，用于检测所述换热介质(11)对于预定波长的光线的吸光度；和浓度计算单元，根据所述吸光度检测器检测到的吸光度计算所述换热介质(11)中的抗冻剂的浓度。

【技术特征摘要】
1.一种浓度检测装置，用于在线检测太阳能热水器内的换热介质(11)中的抗冻剂的浓度，其特征在于，所述浓度检测装置包括：吸光度检测器，适于浸没在太阳能热水器内的换热介质(11)中，用于检测所述换热介质(11)对于预定波长的光线的吸光度；和浓度计算单元，根据所述吸光度检测器检测到的吸光度计算所述换热介质(11)中的抗冻剂的浓度。2.根据权利要求1所述的浓度检测装置，其特征在于：所述浓度检测装置还包括显示单元，所述显示单元与所述浓度计算单元通信，用于显示计算出的浓度。3.根据权利要求1所述的浓度检测装置，其特征在于，所述吸光度检测器包括：容器，具有开口，所述换热介质(11)经由所述开口进入所述容器中；发光单元(1)，设置在所述容器的一侧，适于向所述容器发射具有所述预定波长的光线；光强度检测单元(12)，设置在所述容器的与所述发光单元(1)相对的另一侧，用于检测穿过所述容器之后的光线的光强度；和吸光度计算单元(13)，与所述光强度检测单元(12)通信，用于根据检测到的光强度计算所述换热介质(11)对于所述光线的吸光度。4.根据权利要求3所述的浓度检测装置，其特征在于：所述吸光度计算单元(13)根据下面的公式(1)计算所述换热介质(11)对于所述光线的吸光度：其中A是计算出的吸光度；I0是所述光线进入所述容器之前的初始光强度；I是所述光线穿过所述容器之后的光强度。5.根据权利要求4所述的浓度检测装置，其特征在于：所述浓度计算单元根据下面的公式(2)计算所述换热介质(11)中的抗冻剂的浓度：其中C是计算出的浓度；ε是所述换热介质(11)对于所述光线的吸光系数；l是所述光线在所述容器的换热介质(11)中穿过的距离。6.根据权利要求1所述的浓度检测装置，其特征在于，所述吸光度检测器包括：第一容器(10)，具有开口，所述换热介质(11)经由所述开口进入所述第一容器(10)中；发光单元(1)，设置在所述第一容器(10)的一侧，适于向所述第一容器(10)发射具有所述预定波长的光线；分光单元(2、3)，用于将所述发光单元(1)发射出的一束光线分成两束光线，所述两束光线中的一束射入所述第一容器(10)并穿过所述第一容器(10)；第一光强度检测单元(12)，设置在所述第一容器(10)的与所述发光单元(1)相对的另一侧，用于检测穿过所述第一容器(10)之后的光线的光强度I1；第一吸光度计算单元(13)，与所述第一光强度检测单元(12)通信，用于根据检测到的光强度I1计算所述换热介质(11)对于所述光线的吸光度A1；第二容器(20)，在所述第二容器(20)中封装有具有预定浓度的参考换热介质(21)，所述参考换热介质(21)与所述换热介质(11)的成分相同但抗冻剂的浓度不一定相同，所述两束光线中的另一束射入所述第二容器(20)并穿过所述第二容器(20)；第二光强度检测单元(22)，设置在所述第二容器(20)的与所述发光单元(1)相对的一侧，用于检测穿过所述第二容器(20)之后的光线的参考光强度I2；和第二吸光度计算单元(23)，与所述第二光强度检测单元(22)通信，用于根据检测到的参考光强度I2计算所述参考换热介质(21)对于所述光线的参考吸光度A2，所述浓度检测装置还包括吸光度校正装置，所述吸光度校正装置适于根据下面的公式(3)对计算出的吸光度A1进行校正：其中A′2是当封装有参考换热介质(21)的第二容器(20)放置在空气中时检测到的参考换热介质(21)对于所述光线的参考吸光度；A′1是校正之后的吸光度，所述吸光度检测器检测到的吸光度为校正之后的吸光度A′1，并且所述浓度计算单元根据校正之后的吸光度A′1计算所述换热介质(11)中的抗冻剂的浓度。7.根据权利要求6所述的浓度检测装置，其特征在于：所述分光单元(2、3)包括一个光学分束器(2)和一个反射镜(3)，从所述发光单元(1)发射出的一束光线被所述光学分束器(2)分成两束光线，一束光线射向所述第一容器(10)，另一束光线射向所述反射镜(3)并被发射向所述第二容器(20)。8.一种浓度监控装置，其特征在于，包括：浓度检测装置，用于在线检测太阳能热水器内的换热介质(11)中的抗冻剂的浓度；浓度判断单元，用于判断检测到的浓度是否在预定范围以内；和浓度报警单元，用于在所述浓度判断单元判定检测到的浓度超出所述预定范围时发出警报，所述浓度检测装置为权利要求1-7中任一项所述的浓度检测装置。9.一种太阳能热水器，包括：储水箱(200)，用于容纳水；和换热装置，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄忠喜，高婷，宋玉明，郑敏，周建坤，
申请(专利权)人：泰科电子上海有限公司，泰连公司，
类型：新型
国别省市：上海,31