CN108387014A - 太阳能-烟气余热收集集成系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是太阳能‑烟气余热收集集成系统，这种太阳能‑烟气余热收集集成系统包括太阳能集热器、烟囱、热交换水箱，烟囱内壁设置有保温传热夹层，保温传热夹层位于进烟口之上，烟囱作为保温传热夹层外壁，换热盘管缠绕在保温传热夹层内壁上；热交换水箱设置于换热盘管出水口处，热交换水箱内设置第一换热管、第二换热管，换热盘管的出水口连接至第一换热管的入水口，第一换热管的出水口连接换热盘管的入水口，太阳能集热器的出水口连接至第二换热管的入水口，第二换热管的出水口连接太阳能集热器的入水口。本发明克服单独太阳能集热的日照限制，同时将炊事采暖烟气中余热进行收集利用，减少能源浪费。
Description
技术领域
本发明涉及烟气余热收集装置，具体涉及太阳能-烟气余热收集集成系统。
背景技术
目前，太阳能热水器需要日照才能将水温提高，因此在阴天和夜晚无法继续为用户生产热水。另外，由于农村特殊生活供暖方式，燃料在炉灶内燃烧产生热量，燃料燃烧时的烟气通过烟囱排出，烟气通过烟囱外排时带走大量热量，该部分热量未得到利用，热量浪费严重。
发明内容
本发明的目的是提供太阳能-烟气余热收集集成系统，这种太阳能-烟气余热收集集成系统用于解决单独太阳能集热的日照限制问题，以及寒地农宅炊事采暖烟气热量损失大的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种太阳能-烟气余热收集集成系统包括太阳能集热器、烟囱、热交换水箱，烟囱内壁设置有保温传热夹层，保温传热夹层位于进烟口之上，烟囱作为保温传热夹层外壁，换热盘管缠绕在保温传热夹层内壁上；热交换水箱设置于换热盘管出水口处，热交换水箱内设置第一换热管、第二换热管，换热盘管的出水口通过进水管连接至第一换热管的入水口，第一换热管的出水口通过第一热循环泵连接换热盘管的入水口，太阳能集热器的出水口通过进水管连接至第二换热管的入水口，第二换热管的出水口通过第二热循环泵连接太阳能集热器的入水口，热水出水管设置于热交换水箱上部，冷水进水管设置于热交换水箱底部；换热盘管的出水口设置第一温度传感器，太阳能集热器的出水口设置第二温度传感器、热水出水管设置第三温度传感器，第一温度传感器、第一热循环泵连接第一温差循环控制仪，第二温度传感器、第三温度传感器、第二热循环泵连接第二温差循环控制仪。
上述方案中热交换水箱由保温内胆和外罩组成，内胆与外罩间填充保温材料，换热盘管出水口处设置第一排气阀，太阳能集热器出水口处设置第二排气阀。
上述方案中热交换水箱与换热盘管之间的回水管设置第一膨胀罐、第一注液阀；热交换水箱与太阳能集热器之间的回水管设置第二膨胀罐、第二注液阀。
上述方案中保温传热夹层外壁、保温传热夹层内壁均不锈钢，且表面镀Ni-P；换热盘管材料为304不锈钢。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明将太阳能集热系统与烟气余热收集系统集成，克服单独太阳能集热的日照限制，同时将炊事采暖烟气中余热进行收集利用减少能源浪费，提高了供热效率，减少了单独集热方式供热不足现象发生。
2、本发明能有效改善太阳能热水器日照依赖性强，热量供应不足，热效率低等缺点，同时利用废烟气热能辅助水箱供热，变废为宝，节约能源。
3、本发明将太阳能集热系统与烟气余热收集系统集成，增加集热途径，提高集热效率，改善住宅热水供应现状。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：1-烟囱 2-保温传热夹层 3-保温传热夹层外壁 4-保温传热夹层内壁5-换热盘管 6-热交换水箱 7-热水出水管 8-冷水进水管 9-太阳能集热器 10-第一排气阀 11-进烟口 12-第一膨胀罐 13-第一换热管 14-第二换热管 15-第一热循环泵 16-第二热循环泵 17第一温差循环控制仪 18-第二温差循环控制仪 19-第一膨胀罐。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
如图1所示，这种太阳能-烟气余热收集集成系统包括太阳能集热器9、烟囱1、热交换水箱6，烟囱1内壁设置有保温传热夹层2，保温传热夹层2位于进烟口11之上，烟囱1作为保温传热夹层外壁3，换热盘管5缠绕在保温传热夹层内壁4上；热交换水箱6设置于换热盘管5出水口处，本发明通过热交换水箱6内设置第一换热管13、第二换热管14，将太阳能集热与烟气余热收集集成为在一起，具体为：换热盘管5的出水口通过进水管连接至第一换热管13的入水口，第一换热管13的出水口通过第一热循环泵15连接换热盘管5的入水口，构成烟气余热收集循环管路；太阳能集热器9的出水口通过进水管连接至第二换热管14的入水口，第二换热管14的出水口通过第二热循环泵16连接太阳能集热器9的入水口，构成太阳能集热循环管路；热水出水管7设置于热交换水箱6上部，冷水进水管8设置于热交换水箱6底部；换热盘管5的出水口设置第一温度传感器，太阳能集热器9的出水口设置第二温度传感器、热水出水管7设置第三温度传感器，第一温度传感器、第一热循环泵15连接第一温差循环控制仪17，第二温度传感器、第三温度传感器、第二热循环泵16连接第二温差循环控制仪18。
本发明工作原理太阳能集热器9在日光条件下，将收集到的热量输送到水箱中换热管，水被加热；烟气余热收集器将烟气热量传递给换热盘管5，换热盘管5中流体将热量带到水箱中换热管，水被加热；温差循环控制仪保证整个集成系统的热媒稳定循环。综上，整个集成系统通过收集太阳能和烟气余热对水箱水体加热，供应生活热水。
热交换水箱6由保温内胆和外罩组成，内胆与外罩间填充保温材料，换热盘管5出水口处设置第一排气阀10，第一排气阀10为自动排气阀，太阳能集热器9出水口处设置第二排气阀，第二排气阀为自动排气阀。热交换水箱6与换热盘管5之间的回水管设置第一膨胀罐12、第一注液阀；热交换水箱6与太阳能集热器9之间的回水管设置第二膨胀罐19、第二注液阀。
保温传热夹层外壁3、保温传热夹层内壁4均不锈钢，且表面镀Ni-P；换热盘管5材料为304不锈钢。据研究，由烟囱1排出的烟气温度100-200℃左右，因此材料选用应充分考虑耐热性；由于烟气余热吸收原理为热传递，因此应充分考虑吸热装置的热传导性；由于烟气余热吸收装置置于烟囱1中，长久使用易产生焦油，因此与烟直接接触材料表面宜光滑，耐腐蚀性强；综合以上因素，烟气余热吸收器保温传热夹层内外壁为不锈钢，表面镀Ni-P；换热盘管5材料为304不锈钢。
本发明运行模式为：日照条件下太阳能集热系统开始运行，热媒通过注液阀进入太阳能集热板，集热板能收集太阳能，将太阳能转化为热能，然后把冷水加热。由于冷水的比重比热水的比重大，热水会自动往上升，然后形成一个循环动力，水就在集热板那逐渐升温，达到一定温度后进入换热管，加热水箱，供应热水；炊事及采暖时段烟气余热收集装置开始运行，热媒在换热盘管5加热后流入水箱换热管，加热水箱，供应热水；为了保障热媒在太阳能-烟气余热收集集成系统中更好循环，系统设有温差循环控制仪。因此，太阳能-烟气余热收集集成系统通过对太阳能和烟气余热的收集，使住宅热能利用效率大大提高，进一步改善农村住宅热水供应现状。
Claims (4)
1.一种太阳能-烟气余热收集集成系统，其特征在于：这种太阳能-烟气余热收集集成系统包括太阳能集热器（9）、烟囱（1）、热交换水箱（6），烟囱（1）内壁设置有保温传热夹层（2），保温传热夹层（2）位于进烟口（11）之上，烟囱（1）作为保温传热夹层外壁（3），换热盘管（5）缠绕在保温传热夹层内壁（4）上；热交换水箱（6）设置于换热盘管（5）出水口处，热交换水箱（6）内设置第一换热管（13）、第二换热管（14），换热盘管（5）的出水口通过进水管连接至第一换热管（13）的入水口，第一换热管（13）的出水口通过第一热循环泵（15）连接换热盘管（5）的入水口，太阳能集热器（9）的出水口通过进水管连接至第二换热管（14）的入水口，第二换热管（14）的出水口通过第二热循环泵（16）连接太阳能集热器（9）的入水口，热水出水管（7）设置于热交换水箱（6）上部，冷水进水管（8）设置于热交换水箱（6）底部；换热盘管（5）的出水口设置第一温度传感器，太阳能集热器（9）的出水口设置第二温度传感器、热水出水管（7）设置第三温度传感器，第一温度传感器、第一热循环泵（15）连接第一温差循环控制仪（17），第二温度传感器、第三温度传感器、第二热循环泵（16）连接第二温差循环控制仪（18）。
2.根据权利要求1所述的太阳能-烟气余热收集集成系统，其特征在于：所述的热交换水箱（6）由保温内胆和外罩组成，内胆与外罩间填充保温材料，换热盘管（5）出水口处设置第一排气阀（10），太阳能集热器（9）出水口处设置第二排气阀。
3.根据权利要求2所述的太阳能-烟气余热收集集成系统，其特征在于：所述的热交换水箱（6）与换热盘管（5）之间的回水管设置第一膨胀罐（12）、第一注液阀；热交换水箱（6）与太阳能集热器（9）之间的回水管设置第二膨胀罐(19)、第二注液阀。
4.根据权利要求3所述的太阳能-烟气余热收集集成系统，其特征在于：所述的保温传热夹层外壁（3）、保温传热夹层内壁（4）均不锈钢，且表面镀Ni-P；换热盘管（5）材料为304不锈钢。
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