CN102798232A

CN102798232A - 一种分体承压太阳能热水系统

Info

Publication number: CN102798232A
Application number: CN2012103202063A
Authority: CN
Inventors: 孙传玲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2012-11-28

Abstract

本发明公开了一种分体承压太阳能热水系统，包括水箱外壳、换热夹套、导热用界面填充层、储热内胆和承压集热器，储热内胆的外壁上布置有换热夹套，换热夹套的内壁面通过导热用界面填充层与储热内胆的外壁面紧密贴合在一起。换热夹套上的循环出口通过循环出液管，经连接管和承压集热器相连，循环入口通过循环进液管，经连接管和承压集热器相连。换热夹套的内腔和承压集热器内腔所组成的空腔为闭式空腔。储热内胆上冷水进水管和自来水相连，热水出水管和用水末端相连。承压集热器吸收的热量通过换热工质进入换热夹套，换热夹套通过导热用界面填充层把热量导入储热内胆内部的使用水中，实现对其加热的目的。本发明提出的热水系统采用外置闭式间接换热方式，结构设计合理，安全性能高，生产加工容易，性价比高，使用周期长。

Description

一种分体承压太阳能热水系统

技术领域

本发明涉及一种分体承压太阳能热水系统，属于太阳能光热利用领域。

背景技术

目前，市场上的分体承压太阳能热水系统主要有两种，一种通常称作壁挂式分体承压太阳能热水系统，此系统的太阳能承压集热器和承压水箱通过较长管路相连；另一种通常称作紧凑式分体承压太阳能热水系统，此系统的太阳能承压集热器和承压水箱通过较短管路相连。上述两种系统均采用带换热夹套的承压水箱，此类水箱的换热夹套直接焊接在储热内胆的外壁上，实际运行时，换热夹套内装有换热工质，储热内胆内部充满使用水，换热工质和使用水之间通过共用的储热内胆的外壁进行传热。实践证明共用的储热内胆的外壁恰为该类水箱的最薄弱环节，易受腐蚀而导致穿孔破坏。穿孔破坏后，由于换热夹套和储热内胆连通，换热工质会和使用水混合在一起，而目前此类系统所用的换热工质均为防冻液，且都有一定的毒性，将引起严重的水污染。更为可怕的是此类水箱内部发生泄漏后热水系统还可以正常使用，可想而知发生泄漏后用这样的水洗碗、洗菜、刷牙、洗脸和沐浴会产生什么后果。因此针对这一情况，在不改变现有水箱使用性能的前提下，本发明开发了一种能够保证使用水安全的分体承压太阳能热水系统。

发明内容

基于目前的现状提出的分体承压太阳能热水系统，采用外置独立换热夹套的承压水箱，换热夹套和储热内胆分别为两个独立的承压系统，解决了现有承压水箱中换热工质和使用水之间只有一层金属壁面，一旦发生腐蚀穿孔，有毒换热工质污染使用水的问题。方案中，内有换热工质的换热夹套和储存使用水的储热内胆之间通过科学的传热技术的应用，有效保证了系统的热性能。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案如下：分体承压太阳能热水系统包括水箱外壳、保温层、换热夹套、导热用界面填充层、储热内胆、循环入口、循环出口、灌注口、溢流口、循环进液管、循环出液管、冷水进水管、热水出水管和承压集热器。

所述储热内胆内存使用水，储热内胆外贴覆有换热夹套，且换热夹套侧置于储热内胆外，两者之间是导热用界面填充层，三者相对位置固定，换热夹套和储热内胆外包覆有保温层，保温层外又包覆有水箱外壳。

所述承压水箱上设置有贯穿水箱外壳和储热内胆底部连通的冷水进水管，贯穿水箱外壳伸入储热内胆顶部的热水出水管。

所述换热夹套上设置有和循环入口相连的循环进液管，以及和循环出口相连的循环出液管。

所述换热夹套上的循环出口通过循环出液管和承压集热器相连，循环入口通过循环进液管和承压集热器相连。

所述储热内胆上的冷水进水管和自来水相连，热水出水管和用水末端相连。

本发明的有益效果是，在使用中，承压集热器吸收太阳光加热集热器内的换热工质，换热工质通过热虹吸原理把热量送到换热夹套中，换热夹套内的换热工质再通过导热用界面填充层把热量导入储热内胆内的水中。通过这样的设计，实现了使用水出水承压、同时换热工质和使用水之间有两层金属壁面和一层导热用界面填充层。对比现有承压水箱结构，在保证热性能的前提下，解决了换热工质渗漏而污染使用水的危险。

本发明提出的分体承压太阳能热水系统可以有不同的结构形式，即太阳能承压集热器可以和横式承压水箱相连，也可以和竖式承压水箱相连，同时太阳能承压集热器和承压水箱之间既可以通过较长管路相连，也可以通过较短管路相连，构成壁挂式分体承压太阳能热水系统或紧凑式分体承压太阳能热水系统。

附图说明

图1是本发明实施例一的水箱结构图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是本发明实施例二的水箱结构图。

图5是图4的C-C剖视图。

图6是本发明实施例一系统结构示意图(1)

图7是本发明实施例一系统结构示意图(2)

图8是本发明实施例二的系统结构示意图。

图中标号

1水箱外壳 2保温层 3换热夹套 4导热用界面填充层

5储热内胆 6灌注口 7溢流口 8循环出口

9循环入口 10循环出液管 11循环进液管 12冷水进水管

13热水出水管 14灌注口堵头 15溢流口堵头 16承压集热器

17连接管

实施例一

请参照图1、图2、图3、图6和图7，是一横式承压水箱构成的分体承压太阳能热水系统，包括水箱外壳1、保温层2、换热夹套3，换热夹套3上开有灌注口6、溢流口7、循环出口8、循环入口9。灌注口6的位置高于溢流口7，溢流口7的位置高于循环入口9，循环入口9的位置高于循环出口8，换热夹套3侧置于储热内胆5外，与之贴合在一起，两者之间挤压有导热用界面填充层4。储热内胆5上连接有冷水进水管12、热水出水管13，冷水进水管12和自来水相连，热水出水管13和用水末端相连。循环出口8通过循环出液管10、连接管17和承压集热器16连接，循环入口9通过循环进液管11、连接管17和承压集热器16连接。图6中承压集热器16和承压水箱的循环出液管10、循环进液管11之间的连接管17较长，图7中承压集热器16和承压水箱的循环出液管10、循环进液管11之间的连接管17较短。

换热夹套3和储热内胆5通过可压缩的导热用界面填充层4实现紧密贴合。导热用界面填充层4起到衔接两壁面的作用，导热用界面填充层4为布状，依顺性好，具有较高的弹性、柔性、可压缩性，且具有良好的热传导率。导热用界面填充层4使换热夹套3的内壁面和储热内胆5的外壁面之间不会出现缝隙，从而使换热夹套3的内壁面和储热内胆5的外壁面间紧密贴合成为可能，简化了工艺，降低了生产成本，生产制造更加容易。

具体实施过程为：

从灌注口6向换热夹套3和承压集热器16组成的回路内注入换热工质，换热工质先通过循环出口8流经循环出液管10，经连接管17流入承压集热器器16，当承压集热器16中换热工质注满后，换热工质将经过连接管17流入循环进液管11，再经过循环入口9流回换热夹套3内，随着换热夹套3内液面的升高，当液面高度上升到溢流口7的高度时，停止加注，然后在溢流口7上拧紧溢流口堵头15，在灌注口6上拧紧灌注口堵头14，使承压集热器16和换热夹套3之间组成一闭式系统。

通过冷水进水管12向储热内胆5注水，储热内胆5内的液面会逐渐升高当有水经过热水出水管13从用水末端流出时，关闭用水末端阀门，自来水水压一直作用于储热内胆的使用水中，每次打开用水末端的阀门，储热内胆里的使用水就在自来水压力的作用下流出。关闭用水末端阀门，此时储热内胆和自来水管道也就组成了一闭式承压系统。

当阳光照射到承压集热器16上时，换热工质温度升高，承压集热器16内的换热工质与换热夹套3内换热工质产生密度差，致使承压集热器16内热的换热工质在浮升力的作用下经过连接管17流入循环进液管11，再通过循环入口9流入换热夹套3的上部，换热夹套3上部的换热工质携带的热量再通过导热用界面填充层4来不断加热储热内胆5中的使用水。被冷却的换热工质再通过循环出口8，经过循环出液管10，再经过连接管17流入承压集热器16。不断的反复最终达到加热储热内胆5中使用水的目的。用水时，自来水从冷水进水管12顶入，将储热内胆5中的热水从热水出水管13顶出。

换热夹套3闭式运行，与储热内胆5的换热方式是间接式的，两者相互独立，且换热夹套3由厚壁金属材料制成，极大地降低了因某一壁面被腐蚀穿而串液的可能性，充分保证了用水的安全性。

实施例二：

请参照图4、图5及图8，是一竖式承压水箱构成的分体承压太阳能热水系统，具体实施过程同横式承压水箱构成的分体承压太阳能热水系统。

Claims

1.一种分体承压太阳能热水系统，包括水箱外壳、换热夹套、导热用界面填充层、储热内胆和承压集热器，其特征是：

储热内胆的外壁上布置有换热夹套，换热夹套的内壁面通过导热用界面填充层与储热内胆的外壁面紧密贴合在一起，储热内胆上连有冷水进水管和热水出水管，换热夹套的外壁面开有循环入口、循环出口、灌注口、溢流口；灌注口的位置高于或等于溢流口，溢流口的位置高于循环入口，循环入口的位置高于循环出口。

2.如权利要求1所述的分体承压太阳能热水系统，其特征是：所述导热用界面填充层具有可压缩性，被挤压在换热夹套和储热内胆之间，充满两者之间的空隙。

3.如权利要求1、2所述的分体承压太阳能热水系统，其特征是：在储热内胆和换热夹套的外围填充有保温材料。

4.如权利要求1所述的分体承压太阳能热水系统，其特征是：所述换热夹套上的循环出口上焊接有循环出液管。

5.如权利要求1、4所述的分体承压太阳能热水系统，其特征是：所述循环出液管上设置有螺纹。

6.如权利要求1所述的分体承压太阳能热水系统，其特征是：所述换热夹套上的循环入口上焊接有循环进液管。

7.如权利要求1、6所述的分体承压太阳能热水系统，其特征是：所述循环进液管上设置有螺纹。

8.如权利要求1、4、5、6、7所述的分体承压太阳能热水系统，其特征是：所述循环出液管，经连接管和承压集热器相连，循环进液管，经连接管和承压集热器相连。

9.如权利要求8所述的分体承压太阳能热水系统，其特征是：所述换热夹套的内腔和承压集热器内腔所组成的空腔为闭式空腔。

10.如权利要求5所述的分体承压太阳能热水系统，其特征是：所述闭式空腔灌注有换热工质。