CN101726027A - 一种利用太阳能蒸汽取暖的自动循环系统 - Google Patents

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Abstract

一种利用太阳能蒸汽取暖的自动循环系统属于太阳能热利用领域。其主要解决太阳能热力热水工程中热循环由“强制”循环变为完全“自动”循环的问题。主要通过太阳能集热系统产生的“蒸汽”产生局部“高压”，高压蒸汽从高处(比如楼顶)向室内通过保温管道进行压力“输送”循环。蒸汽通过风机盘管、暖气片等散热装置散热后，变为液态“水”，这个过程称为半自动循环系统；液态的水经回水管道通过“太阳能容积式抽水泵”把水再抽到高处(楼顶)，这个过程和前述的半自动循环结合在一起称为全自动循环系统。其中涉及一种“太阳能容积式抽水泵”。太阳能蒸汽全自动循环系统解决了不用“电”动力而只用“太阳能”完成的动力循环问题，用途广泛。

Description

一种利用太阳能蒸汽取暖的自动循环系统
技术领域：
太阳能热力热水工程中的中高温运行系统。
背景技术：
在目前的热力热水工程中所用循环系统一般是利用电力循环泵进行的“强制热循环”，不用“电”动力而单纯依赖太阳能作为能源作为动力完成的“自动”循环还没有报道。
发明内容：
在太阳能快速产生蒸汽的前提下，利用太阳能蒸汽系统产生的压力冲破设定的压力阀门、通过保温管道到达取暖用的风机盘管、暖气片等散热装置并经过“散热”后，变为液态“水”，这个过程称为半自动循环系统；液态的水经回水管道通过“太阳能容积式抽水泵”把水再抽到高处(楼顶)，这个过程和前述的半自动循环结合在一起称为全自动循环系统。其中涉及一种只采用太阳能作为动力没有附加电动力的“太阳能容积式抽水泵”。
附图说明：
图1为太阳能蒸汽取暖系统的整体框架示意图。在图1中(1)为进水管，(2)为回水管，(3)为蓄水箱，(4)为散热器等换热系统，(5)为通蒸汽的保温水管，(6)为单向压力蒸汽阀，(7)为联集箱内的工质箱，(8)为工质箱进水口，(9)为太阳能蒸汽抽水泵，(10)为联集箱内的介质箱的压力平衡装置，(11)为真空管阵列。
图2为太阳能容积式抽水泵机构示意图。在图2中(1)为泵内腔的进水孔，装有止回阀，(2)为活塞内腔与泵内腔的开口，(3)为活塞内腔，(4)为活塞，(5)为液压传动内腔内部装有液体，(6)为蒸汽内腔，(7)为单向压力止回阀，(8)为保温层隔板，(9)为单向压力止回阀，(10)为泵工作内腔。
具体实施方式：
结合图1图2对太阳能蒸汽取暖的自动循环系统进行说明：
在图1中，首先有太阳能真空管阵列(11)产生足够热量，热量通过气体介质传递给工质箱内腔的工质“水”(7)，工质箱(7)内的水吸收足够热量后汽化，由于水的汽化导致工质箱(7)内的压力增大，压力增大后的蒸汽冲破压力阀门(6)进入保温管道(5)，保温管道内的蒸汽通过压力传递到室内的散热装置(4)，经过散热装置(4)散热后，蒸汽变成液态水在蓄水箱(3)内积累，这个过程完成“半个循环”称为半自动循环系统。由于蓄水箱(3)内的热水不断积累，除了生活用水(包括洗浴、饮用及其他)之外，多余的温热水经过回水管(2)有太阳能蒸汽容积式抽水泵(9)抽到工质箱内完成整个循环，由于太阳能容积式抽水泵依赖太阳能产生的蒸汽而工作，并没有附加电源或其他能源，看上去完全“自动”化，所以称整个循环为“完全自动循环系统”。
图2显示的是太阳能容积式抽水泵的工作原理图，具体为：太阳能产生的蒸汽首先冲破压力阀门(7)，蒸汽内腔(6)内的压力在蒸汽的冲击下，压力增大，体积膨胀，推动活塞向上运动，通过液压传动内腔(5)中液体(比如油、防冻液等)进行液压传动将活塞(4)向下推进，迫使单向止回阀(1)关闭，(9)导通，泵内腔(10)内液体通过压力阀门(9)向蒸汽源发生腔体(即工质箱)推进。这个过程称为泵内腔的增压过程。当蒸汽内腔的蒸汽由于散热重新变为“液态”水时，蒸汽内腔(6)内压力减小，其内活塞在重力作用下向下运动，通过液压传动，活塞(4)向上运动，泵内腔(10)压力减小(低于大气压和水程压的综合)，单向止回阀(9)关闭，(1)开启，外界的水在大气压力下导入泵工作内腔(10)。这个过程称为泵内腔的减压循环过程。由于蒸汽冲破压力阀门(7)时具有间歇性，蒸汽内腔(6)的压力在蒸汽冲入后膨涨增大，在冷却后压力减小，这个过程重复进行，致使蒸汽内腔(6)内活塞上下运动，通过液压传动导致活塞(4)上下运动，泵内腔不断重复增压减压的过程，从而实现“泵”的循环。
在图2所示的图形中主要是太阳能容积式泵的运行原理示意图，在实际操作中要根据太阳能的热量产生蒸汽的多少和设计压力阀门的压力、活塞的重量、泵内腔的大小、保温与散热的取舍、及各部分的相互间的搭配都是一个“量化”的过程，产品的改进也是一个长时间的过程。其中原理图中蒸汽内腔(6)由于水蒸气不断冷却还要还要有一个“泄水口”，即要把蒸汽内腔产生的液态水通过管道排出来，这些都是“太阳能容积式抽水泵”需要设计细化的内容。由于本专利申请侧重于太阳能蒸汽取暖的“半自动循环系统”和“完全自动循环系统”两部分内容，在实际生产中可以暂时只用“半自动循环系统”，另一部分用传统的电循环泵代替，可以简化产品实现的步骤。

Claims (2)

1.一种利用太阳能蒸汽取暖的自动循环系统，其特征是在利用太阳能产生蒸汽的前提下，通过蒸汽产生的压力冲破蒸汽阀门在保温管道内运行实现热量由“上”到“下”的循环，即由楼顶高处向室内“低处”通过散热器散热完成取暖过程，这个过程称为太阳能取暖的半自动循环系统；由于散热器散热，蒸汽早已液化成液态水在蓄水箱内积累，蓄水箱内的水通过“太阳能容积式抽水泵”抽到楼顶高处并进入集热器重新被加热，这个过程称和前面所述的“太阳能取暖的半自动循环系统”合在一起称为“太阳能取暖的完全自动循环系统”。
2.根据1所描述的特点，“太阳能容积式抽水泵”的特点为：利用太阳能蒸汽产生的压力进入蒸汽压力腔(6)，推动其中活塞“上移动”做功，并由于蒸汽冷却导致活塞“下移动”，通过液压传动带动活塞(4)上下运动，致使太阳能容积式泵内腔(10)的压力变大变小循环往复，使单向压力止回阀阀门(1)和(9)分别不断开启、关闭实现太阳能容积式泵的抽水功能。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104694950A (zh) * 2015-03-20 2015-06-10 国家电网公司 一种耦合太阳能光热的高温电解水制氢系统
CN105785698A (zh) * 2016-03-31 2016-07-20 海信集团有限公司 一种液冷散热系统及激光投影设备
CN112576475A (zh) * 2021-01-05 2021-03-30 南京思目睿商贸有限公司 一种高温地区的家用太阳能抽水装置

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