CN104142028A - 一种间接式自然循环太阳能热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种间接式自然循环太阳能热水器，由集热器、储热水箱、换热器组成，其特征在于：集热循环系统为真空负压系统，在上循环管设有恒温阀、在恒温阀循环方向至下循环管液位以上设有膨胀装置。本发明保持了现有自然循环太阳能热水器成本低、性能稳定的优点，增加了储热水箱定温加热、传热介质防流失功能，集热循环实现超导式集热循环，集热性能甚至超过现有热管太阳能热水器。

Description

一种间接式自然循环太阳能热水器
技术领域
本发明涉及自然循环太阳能热水器，尤其是一种间接式自然循环太阳能热水器。
背景技术
现有的间接式自然循环太阳能热水器有常压自然循环太阳能热水器、热管太阳能热水器。常压自然循环太阳能热水器集热循环性能低、传热介质易流失。热管太阳能热水器成本高、真空度降低后不易维修。
发明内容
为解决以上技术缺陷，本发明的一种间接式自然循环太阳能热水器，由集热器、储热水箱、换热器组成，其特征在于：集热循环系统为真空负压系统，在上循环管设有恒温阀、在恒温阀循环方向至下循环管液位以上设有膨胀装置。
本发明的一个方案是膨胀装置设在循环管路上成为循环管路的一部分或将换热器和恒温阀循环方向至下循环管液位以上管路的容积总和增大至足以容纳集热器回排的传热介质。恒温阀循环方向至下循环管液位以上管路上的所有设备容积总和等于集热器回排的传热介质容量，集热循环系统设计为良好的排气结构、集热循环系统的最高点设在恒温阀循环方向至换热器的管路，在集热循环系统的最高点设有排气泻压阀。
本发明的别一个方案是膨胀装置外接在循环管路上。集热循环系统设计为良好的排气结构、集热循环系统的最高点设在恒温阀循环方向至换热器的管路，膨胀装置连接在集热循环系统的最高点。膨胀装置设有回流限量装置，使传热介质回排后无法全部回流集热循环系统内形成集热循环系统真空环境。膨胀装置采用软式膨胀安全阀，软式膨胀安全阀的泻压阀为排气泻压阀，在软体达到膨胀极限时产生压力推开排气泻压阀。
系统设有限流阀，限流阀根据集热器的温度限制循环流量。
本发明保持了现有自然循环太阳能热水器成本低、性能稳定的优点，增加了储热水箱定温加热、传热介质防流失功能，集热循环实现超导式集热循环，集热性能甚至超过现有热管太阳能热水器。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，其中：
图1是恒温阀循环方向至下循环管液位以上管路的容积总和增大至足以容纳集热器回排的传热介质的一种间接式自然循环太阳能热水器原理图。
图2是泻压阀为排气泻压阀的软式膨胀安全阀原理图。
图3是膨胀装置外接在循环管路上的一种间接式自然循环太阳能热水器原理图。
具体实施方式
图1所示的恒温阀循环方向至下循环管液位以上管路的容积总和增大至足以容纳集热器回排的传热介质的一种间接式自然循环太阳能热水器由集热器1、储热水箱2、换热器3、恒温阀4、排气泻压阀5、限流阀10组成，储热水箱设有冷水进水口6、热水出水口7。恒温阀循环方向至下循环管液位以上管路上的所有设备容积总和等于集热器回排的传热介质容量，集热循环系统设计为良好的排气结构、集热循环系统的最高点设在恒温阀循环方向至换热器的管路；注液时先抽空集热循环系统形成真空负压环境后注入传热介质，传热介质注满集热器或选择一个最有利集热循环的液位。集热器受太阳辐射温度上升，集热循环系统在真空负压环境下进行高效的集热循环，当储热水箱温度达到设定温度时关闭恒温阀停止集热循环，停止集热循环后集热器内传热介质温度上升产生压力将传热介质回排到恒温阀循环方向至下循环管液位以上管路的空间内，储热水箱温度被恒定在设定温度；当储热水箱温度低于设定温度时打开恒温阀从启集热循环，传热介质进入超高温的集热器快速蒸发，限流阀在集热器超高温状态下限制循环流量维护蒸发与冷凝的平衡，保护系统压力安全防止传热介质流失；系统长期使用因各种原因空气进入集热循环系统内时由于恒温阀循环方向至下循环管液位以上管路的空间正好等于集热器回排的传热介质容量传热介质无法全部回排产生压力将空气由排气泻压阀排出，集热循环系统保持良好的真空负压环境。
图2所示的泻压阀为排气泻压阀的软式膨胀安全阀由外壳81、软体82、排气泻压阀83、浮子式回流限量阀84、注液口85、连接口86组成。软体的膨胀结构在保持介质物质密封的同时实现介质压力与大气相通；排气泻压阀利用自重关闭阀门，在软体达到膨胀极限时产生压力推开排气泻压阀；浮子式回流限量阀在传热介质回排软式膨胀安全阀后限量回流传热介质。
图3所示的膨胀装置外接在循环管路上的一种间接式自然循环太阳能热水器由集热器1、储热水箱2、换热器3、恒温阀4、软式膨胀安全阀(软式膨胀安全阀的膨胀容积应大于集热器的容积。)8、排气点9、限流阀10组成，储热水箱设有冷水进水口6、热水出水口7。注液时打开排气点，传热介质由软式膨胀安全阀的注液口注入，传热介质注满后关闭排气点和软式膨胀安全阀的注液口，传热介质处于常压状态。集热器受太阳辐射温度上升与换热器产生温差对流进行集热循环，此时的集热循环性能一般，传热介质达到沸点时产生良好的集热循环性能，当储热水箱温度达到设定温度时关闭恒温阀停止集热循环，停止集热循环后集热器内传热介质温度上升产生压力将传热介质回排到软式膨胀安全阀内，储热水箱温度被恒定在设定温度；当储热水箱温度低于设定温度时打开恒温阀从启集热循环，传热介质进入超高温的集热器快速蒸发，限流阀在集热器超高温状态下限制循环流量维护蒸发与冷凝的平衡，保护系统压力安全防止传热介质流失；从启集热循环后集热循环系统温度降低传热介质回流集热循环系统时软式膨胀安全阀的软体内液位下降，液位下降至浮子式回流限量阀时浮子式回流限量阀的浮力变小下沉关闭阀门，部分传热介质被定量留存软式膨胀安全阀的软体内，传热介质无法全部回流集热循环系统内形成集热循环系统内真空负压环境，真空负压环境下集热循环系统保持良好的集热循环性能；系统长期使用因各种原因空气进入集热循环系统内，进入的空气被每次传热介质回排到软式膨胀安全阀时带入软式膨胀安全阀内，软式膨胀安全阀的软体达到膨胀极限时产生压力推开排气泻压阀排出空气，集热循环系统保持良好的真空负压环境。

Claims (10)

1.一种间接式自然循环太阳能热水器，由集热器、储热水箱、换热器组成，其特征在于：集热循环系统为真空负压系统，在上循环管设有恒温阀、在恒温阀循环方向至下循环管液位以上设有膨胀装置。
2.如权利要求1所述的一种间接式自然循环太阳能热水器，其特征在于：膨胀装置设在循环管路上成为循环管路的一部分。
3.如权利要求2所述的一种间接式自然循环太阳能热水器，其特征在于：将换热器和恒温阀循环方向至下循环管液位以上管路的容积总和增大至足以容纳集热器回排的传热介质。
4.如权利要求2、3所述的一种间接式自然循环太阳能热水器，其特征在于：恒温阀循环方向至下循环管液位以上管路上的所有设备容积总和等于集热器回排的传热介质容量。
5.如权利要求4所述的一种间接式自然循环太阳能热水器，其特征在于：集热循环系统设计为良好的排气结构、集热循环系统的最高点设在恒温阀循环方向至换热器的管路，在集热循环系统的最高点设有排气泻压阀。
6.如权利要求1所述的一种间接式自然循环太阳能热水器，其特征在于：膨胀装置外接在循环管路上。
7.如权利要求6所述的一种间接式自然循环太阳能热水器，其特征在于：集热循环系统设计为良好的排气结构、集热循环系统的最高点设在恒温阀循环方向至换热器的管路，膨胀装置连接在集热循环系统的最高点。
8.如权利要求7所述的一种间接式自然循环太阳能热水器，其特征在于：膨胀装置设有回流限量装置，使传热介质无法全部回流集热循环系统内形成集热循环系统真空环境。
9.如权利要求8所述的一种间接式自然循环太阳能热水器，其特征在于：膨胀装置采用软式膨胀安全阀，软式膨胀安全阀的泻压阀为排气泻压阀，在软体达到膨胀极限时产生压力推开排气泻压阀。
10.如权利要求1至9所述的一种间接式自然循环太阳能热水器，其特征在于：设有限流阀，限流阀根据集热器的温度限制循环流量。
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