CN102589171A - 太阳能集热器的散热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能集热器的散热装置，属于太阳能系统的散热领域。所述散热装置包括罐体、进气阀、旁通管和与所述罐体下端连接的温控阀，所述温控阀的另一端与集热器的流道连接，所述进气阀位于所述罐体上部，所述旁通管一端与所述罐体的下部连接，另一端与所述集热器的流道连通，所述旁通管为防止热虹吸的结构。本发明提供的散热装置在温度未达到设定的散热温度时通过旁通管与流道形成可循环的流体通道，解决了流道内流体的热膨胀问题，同时阻碍了流道与所述散热装置的热交换；在温度到达设定的散热温度时，集热器的流道通过温控阀与所述散热装置连通，流道内的介质通过散热装置散热后由旁通管流回流道内，有效地实现了散热降温的目的。

Description

太阳能集热器的散热装置
技术领域
本发明涉及太阳能系统的散热领域，特别涉及一种在太阳能集热器过热时对集热器进行散热的装置。
背景技术
分体承压太阳能热水系统，一般采用间接换热运行方式，传热介质通常使用防冻液，但是由于分体太阳能热水系统在夏季时，太阳辐照比较充足，而用水量小或不用水时，或者系统断电时，储水箱不再吸收热量，系统的集热器就会出现高温的情况，导致防冻液的气化损失或变质，甚至集热器上非金属材料的老化和破坏，最终导致热水系统不能工作。因此要想使分体太阳能热水系统稳定而长期有效的工作，需要解决系统集热器的过热问题。目前，通常采取在设定温度下遮盖集热器或给集热器散热的形式来解决这一问题。
专利号为201020001062的中国专利公开了一种太阳能承压集热器。该集热器在集热器主管路上并联了一段管路，并联的该段管路上设有金属换热装置，且该段管路与主管路连接处设有温控阀，当温控阀打开时，该段管路与主管路形成回路，使主管路内的介质流经金属换热装置，实现给介质散热的目的。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
上述专利提供的太阳能承压集热器，集热器主管路上并联的管路高于集热器的主管路，并联的该段管路会聚集大量的气体排不出去，慢慢会占据整段管路，失去散热能力；
并联的该段管路两端没有形成高度差，集热器主管路中热量传递能到该段管路两端但不能形成流动，致使该段管路形成死区，从而只与该段管路形成微弱的导热，阻碍了热量的传递，该段管路上设有的金属换热装置形同虚设，起不到给集热器散热的作用；集热器开始充注流体时，不会达到温控阀的开启温度，而在未达到开启温度时无法开启温控阀，因此造成该段与集热器并联的管路中全部是空气，形成气阻，致使即使达到温控阀开启温度，温控阀打开，集热器中热流体也无法到该段管路的金属换热装置处，造成散热器失效。
发明内容
为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种太阳能集热器的散热装置。所述技术方案如下：
一种太阳能集热器的散热装置，所述散热装置包括罐体、进气阀、旁通管和与所述罐体下端连接的温控阀，所述温控阀的另一端与集热器的流道连接，所述进气阀位于所述罐体上部，所述旁通管一端与所述罐体的下部连接，另一端与所述集热器的流道连通，所述旁通管为防止热虹吸的结构。
具体地，所述防止热虹吸的结构具体为螺旋环形结构。
进一步地，所述散热装置还包括储气罐，所述储气罐位于所述罐体内，且上端与所述罐体的上端连接，并与所述罐体形成夹套，所述储气罐的下端设有开口，所述开口上设有浮球阀，所述储气罐的上部至少设有一空气进出孔。
进一步地，所述散热装置还包括散热翅片，所述散热翅片设在所述罐体外部。
进一步地，所述散热装置还包括三通连接接口，所述温控阀通过三通连接接口与所述集热器的流道连接，所述旁通管也通过所述三通连接接口与所述集热器的流道连接。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在太阳能集热器的流道上设置散热装置，所述散热装置在温度未达到设定的散热温度时通过具有防热虹吸功能的旁通管与流道形成可循环的流体通道，解决了流道内流体由于温度升高造成的热膨胀问题，同时由于旁通管的防热虹吸功能，阻碍了流道与所述散热装置的热交换，避免了在未达到散热温度时所述散热装置造成集热器的流道内介质热量损失的问题；在温度到达或高于设定的散热温度时，所述散热装置的温控阀打开，集热器的流道通过温控阀与所述散热装置连通，流道内的介质通过散热装置散热后由旁通管流回流道内，有效地实现了散热降温的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1中提供的太阳能集热器的散热装置的结构示意图；
图2是本发明实施例1中提供的太阳能集热器的散热装置与集热器流道连接应用示意图；
图3是旁通管为其他防止热虹吸的结构的太阳能集热器的散热装置的结构示意图。
其中：
1、罐体、2、进气阀，3、旁通管，4、温控阀，5、散热接口，6、集热器的流道，7、储气罐、8、浮球阀，9、空气进出孔，10、散热翅片，11、三通连接接口，12、开口。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
本发明实施例提供了一种太阳能集热器的散热装置，参见图1，所述散热装置包括罐体1、进气阀2、旁通管3和与罐体1下端连接的温控阀4。集热器的流道6上设有散热接口5，如图2所示，温控阀4的上端与罐体1的下端连接，另一端与散热接口5连接，从而与集热器的流道6连接。进气阀2位于罐体1上部，用于在预装时给罐体1内通气，使罐体1内的压强与外界大气压相同，避免所述散热装置内产生负压，进气阀2在散热装置工作时呈关闭状态。参见图2，旁通管3一端与罐体1的下部连接，另一端与散热接口5连接，从而与集热器的流道6连通，旁通管3为具有能够防止热虹吸功能的结构，参见图1，在本发明实施例中，旁通管3采用螺旋环形结构，螺旋环形结构具有良好的防止热虹吸功能，并且构造简单，易于生产，有利于散热装置的批量生产，参见图3，在其他实施例中旁通管3还可以采用如图3所示的倒U型结构等其他具有防止热虹吸功能的结构。
本发明实施例提供太阳能集热器的散热装置的工作过程如下：
温控阀4通过感温元件(图中未示出)感知太阳能集热器的温度，当所述集热器温度未达到散热温度时：
温控阀4关闭，集热器的流道6通过旁通管3与所述散热装置连通，当所述集热器内的介质温度升高时，体积会发生膨胀，所述介质通过旁通管3进入所述散热装置的罐体1内，进入所述散热装置的介质压缩罐体1内的空气，使罐体1内的压力增大；当所述集热器内的介质温度降低时体积减小，由于罐体1内的压力相对较大，将流入所述散热装置内的介质压回集热器。
当所述集热器温度达到散热温度时：
温控阀4打开，连通集热器的流道6与所述散热装置，根据热虹吸原理，所述集热器内的介质通过温控阀4流入所述散热装置的罐体1内，通过罐体1侧壁冷却，进行散热，罐体1内的介质温度下降，密度增大流入罐体1下部，通过罐体1下部的旁通管3流回所述集热器，形成介质散热循环，有利于所述集热器降温。
本发明实施例提供太阳能集热器的散热装置在温度未达到设定的散热温度时通过具有防热虹吸功能的旁通管与集热器的流道形成可循环的流体通道，解决了流道内流体由于温度升高造成的热膨胀问题，同时由于旁通管的防热虹吸功能，阻碍了流道与所述散热装置的热交换，避免了在未达到散热温度时所述散热装置造成集热器的流道内介质热量损失的问题；在温度到达或高于设定的散热温度时，所述散热装置的温控阀打开，集热器的流道通过温控阀与所述散热装置直接连通，根据流体的热虹吸原理，流道内的介质通过所述散热装置散热后由旁通管流回流道内，有效地实现了散热降温的目的。该散热装置制造成本低、不耗费电能，适合普遍推广应用。
参见图1，本发明实施例提供的散热装置还还包括储气罐7。储气罐7位于罐体1内，储气罐7的上端与罐体1的上端连接，在本发明实施例中，储气罐7的上底为罐体1上底的一部分，储气罐7与罐体1形成夹套，储气罐7的下端设有开口12，开口12上设有浮球阀8，储气罐7的上部至少设有一空气进出孔9，使储气罐7和罐体1内的空气自由流通。
储气罐7的工作过程：
所述集热器内的介质进入罐体1，使罐体1内的液面上升，浮球阀8的浮球采用密度比水小且耐温的材料制成，浮球阀8随着罐体1内液面的上升而上升，在介质到达开口12之前将开口12关闭，因而介质不会进入储气罐7，而是沿着储气罐7与罐体1形成的夹套上升，当上升到空气进出孔9时从空气进出孔9进入储气罐7中，当罐体1内的液面下降至储气罐7下底之下时，浮球阀8打开，放出储气罐7中的介质。
储气罐7与罐体1形成夹套，时罐体1内的介质沿着所述夹套上升，增大了介质与罐体1侧壁的接触面积，有利于介质的散热。储气罐7同时起膨胀罐的作用，省去太阳能集热器系统中常规膨胀罐的使用，节约了系统制造成本。
为了增大散热面积，更好的为太阳能集热器散热，本发明实施例提供的散热装置还包括散热翅片10，散热翅片10设在罐体1外部，与罐体1外壁紧密结合。
为了方便温控阀4、旁通管3与集热器的流道6连接，本发明实施例提供的散热装置还包括三通连接接口11，参见图2，温控阀4的接口与三通连接接口11的一个接口连接，所述接口相对一端的接口与散热接口5连接，旁通管3与三通连接接口11的另一个接口连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种太阳能集热器的散热装置，其特征在于，所述散热装置包括罐体、进气阀、旁通管和与所述罐体下端连接的温控阀，所述温控阀的另一端与集热器的流道连接，所述进气阀位于所述罐体上部，所述旁通管一端与所述罐体的下部连接，另一端与所述集热器的流道连通，所述旁通管为防止热虹吸的结构。
2.根据权利要求1所述的太阳能集热器的散热装置，其特征在于，所述防止热虹吸的结构具体为螺旋环形结构。
3.根据权利要求1所述的太阳能集热器的散热装置，其特征在于，所述散热装置还包括储气罐，所述储气罐位于所述罐体内，且上端与所述罐体的上端连接，并与所述罐体形成夹套，所述储气罐的下端设有开口，所述开口上设有浮球阀，所述储气罐的上部至少设有一空气进出孔。
4.根据权利要求1所述的太阳能集热器的散热装置，其特征在于，所述散热装置还包括散热翅片，所述散热翅片设在所述罐体外部。
5.根据权利要求1所述的太阳能集热器的散热装置，其特征在于，所述散热装置还包括三通连接接口，所述温控阀通过三通连接接口与所述集热器的流道连接，所述旁通管也通过所述三通连接接口与所述集热器的流道连接。
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