CN1786591A - 常压热质下循环太阳能供热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能利用装置，即一种常压热质下循环太阳能供热器。也有一个由水箱1和多支真空集热管2和水管等构成的太阳能热水器，其特点是：太阳能热水器的水箱1一端设有进水管3，另一端设有出水管10，其中，进水管3与室内暖器7的回水端6相接通，出水管10与室内暖器的进水端8相接通，在进水管3的上边，接出高位水桶12，在出水管10的上边，接出高位水管11，高位水桶12和高位水管11均高于水箱1，且上方开口与大气相通。在压力差的作用下，水箱1中的热水可以向下运行，与室内的暖器7或其他换热设备进行供热循环，解决了现有太阳能热水器不能与室内的暖器构成自动循环回路的难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能利用装置，即一种常压热质下循环太阳能供热器。
背景技术
太阳能热水器是最常见的太阳能利用装置，多由一个水箱和多支真空集热管和水管等构成，真空集热管把接受的热量储存到水里，供人们使用。可是，这种太阳能热水器的热水只能通过水管放出使用，而不能与室内的暖器自动循环。其原因是：太阳能热水器多安装在屋顶上，比室内暖器的位置高，在没有强制力的情况下，热水是难以向下运行的。因此，现有太阳能热水器还不能直接与室内暖器构成循环回路。要使太阳能热水器与室内暖器之间进行热循环，就要加装循环泵，靠电力或其他动力进行强制循环。可是，由于工作压力增加，现有太阳能热水器的许多零部件的强度也要增加，而且还要增加自动控制装置，其设备成本和工作成本都会提高。因此，目前太阳能热水器还不能用于室内取暖。
发明内容
本发明的目的是提供一种不用强制循环装置，导热介质就能自动向下进行循环供热的太阳能供热器。
上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种常压热质下循环太阳能供热器，这种供热器也是由水箱、集热管和水管等构成，所不同的是：在太阳能热水器水箱一端的下部设有可与用热器的回水端相接通的进水管，在另一端的上部设有可与用热器的进水端相接通的出水管，在进水管上面，接出一个高位水桶，在出水管的上边，接出一段高位水管，高位水桶和高位水管上端均高于水箱，且都与大气相通。工作时，太阳能热水器与用热器接通，再充入水等流体介质，使高位水桶和高位水管的水位高于水箱内腔的最高点，当热量进入水箱后，受热的水因比重变小而与冷水换位上行，并涌入高位水管，使高位水管的水位上升而形成压力差，在压力差的作用下热水沿出水管下行，从而形成热循环。
所说的水箱一端低，一端高，低端下部接进水管，进水管向下接通室内暖器或用热器的回水端，向上接通高位水桶，水箱低端上方和高端上方各接出一个向上的出水管，两个出水管在水箱高端上方汇合后，再向上延伸，再向下回折，再与高位水管的侧孔接通，高位水管上端高于出水管汇合上伸段的最高点，其下端与暖器或用热器的进水端接通。
所说的高位水管是由水胆和接管构成，接管接在水胆的上边，水箱的出水管断开，其上段端接入水胆的上中部，下段端接入水胆的下部，水胆与水箱进水管上接出的高位水桶相邻，水胆上的接管从高位水桶中穿过进入滴水池，滴水池是一个上部开有气孔的容器，接管中的热气经高位水桶冷凝成水滴滴入滴水池。
在所说的水胆和高位水桶的上方，有一个箱状的冷凝池，冷凝池上方有气孔与大气相通，下面有单独的上下水管，水胆的接管从冷凝池中穿过，到达高位水桶的上方，且与高位水桶的上的漏斗相对，接管中的热气冷凝成的水滴从开口滴入高位水桶。
采用上述方案的常压热质下循环太阳能供热器，其水箱中的热量及热水可以在没有其他强制力的情况下向下运行，与室内的暖器或各种换热设备进行供热循环，从而增加了太阳能热水器的用途，为解决冬季室内供暖及其他用热提供了条件。
下面结合附图做进一步说明。
附图说明
图1是第一种实施方式的主视图，图2是其左视图。
图3是第二种实施方式的主视图，图4是其左视图。
图5是第三种实施方式的主视图，图6是其左视图。
图7是第三种实施方式的主视图，图8是其左视图。
图中可见：水箱1，集热管2，进水管3，自来水管4，自来水开关5，暖器回水端6，暖器7，暖器进水端8，屋顶板9，出水管10，高位水管11，高位水桶12，水箱低端13，水箱高端14，低端出水管15，高端出水管16，汇合管17，回折段18，水胆19，接管20，出水管上段21，出水管下段22，滴水池23，滴水池气孔24，冷凝池25，冷凝池气孔26，散热片27，漏斗28，高位水桶溢流管29，冷凝池溢流管30，冷凝池上下水管31，阀门32，水龙头33。
具体实施方式
第一种实施方式：如图1、2所示，这种常压热质下循环太阳能供热器分为室外和室内两个部分，室外部分也是由一个水箱1、真空集热管2构成的太阳能热水器，水箱1的一头较低处接进水管3，另一头较高处接出水管10，进水管3和出水管10均向下穿过屋顶板9进入室内，出水管10接在暖器7的进水端8，进水管3接在暖器回水端6，在出水管10的向下折弯处向上接出立管连通高位水桶12，在水箱出水管10上向上接出高位水管11，高位水管11和高位水桶12的上端均高于太阳能热水器的水箱的位置，且上方开口，接通大气。
工作时，打开自来水龙头5向太阳能水箱1及暖器7内注水，当水位达到高位水桶12的中部，即高位水管11的中部，回折段18与高位水管接通点以下，即可关闭自来水开关5。此后，太阳能热水器与室内暖器7构成一个与自来水管网没有关系的独立循环系统。当水箱的水接受太阳能而升温即开始进行热交换，当热水上行至高位水管18，在重力及大气压力下沿出水管10向下运行，由此形成热循环。
第二种实施例：如图3、图4所示，这种太阳能供热器的结构原理与前一种完全一致，只是为了节约材料和空间，增加水箱进水管和出水管之间的高度差，水箱1制成一端低，一端高的形状，低端13的下部接进水管3，低端13上部和高端14上部各接出一个向上的出水管15和16，两个出水管15和16在水箱高端14上方汇合接入汇合管17，汇合管17再向上延伸，再向下回折一段称回折段18，再与高位水管11接通，高位水管11上端开口，且高于出水管15和16的汇合管17的最高点，其下端进入室内与暖器7的进水端8接通。这种结构的优点是：水箱1的高端14容纳了大量的气泡，当水箱低端13的出水管15进入热水后，水箱高端14的进水管16内进入大量的气泡，当两支水管内的热水和气泡汇合后，气泡会携带热水迅速上行，气泡进入大气，热水向下运行。由于去除了水中的气泡，使热水的运行更加顺畅，暖器7的气阻现象明显减少，热效率明显提高。
第三种实施例：如图5、图6所示，这种太阳能供热器的结构原理与前一种完全一致，只是高位水管11的形状以及高位水管11与高位水桶12的形位关系发生了变化。高位水管11有一个密闭的水胆19，水胆19上面接出一支接管20。水箱1的出水管10断开，出水管10的上段21接水胆19的中上部，下段22接水胆19的下部。水胆19和高位水桶12连在了一起，接管20通过高位水桶12进入下面的滴水池23。工作时，系统水位在水箱的出水管上段21与水胆19的接合点以下，受热后，热水从出水管上段21涌出，并在重力作用下落到水胆19内，造成压差而向下移动。这样连续不断地进行，形成连续的循环。同时，出水管上段21喷出的蒸汽可从接管20排出。为了减少热量损失，把接管20向下回折从高位水桶12内通过，其大部分热量被高位水桶内的水回收，蒸汽经冷却变成水滴滴入滴水池23，少量气体从滴水池的气孔24排出。滴水池23内的水是洁净的蒸馏水，可收集起来，供给蒸馏水的用户。当然也可以接回系统，继续使用。
第四种实施例：如图7、图8所示。把高位水桶12和水胆19平行地连在一起，上面另设一个单独上水的冷凝池25，加装散热片27的水胆接管20在冷凝池25内通过，蒸汽热量被水吸收。接管外端伸出冷凝池，恰好和高位水桶的漏斗29相对，蒸汽经冷却变成的水滴滴入高位水桶12，继续使用，少量剩余气体从上口排出。冷凝池25内的水吸收热量后，可从上下水管31下端的室内水龙头33放出使用，也可以通过上下水管31与出水管10之间的阀门32回到循环系统。由于所有的盛水部件都采取了保温措施，在夜晚或阴天，也可以利用储存的热量继续供热较长的时间。为了更好地控制水位，在高位水桶11上设有溢流管29，在冷凝池上设有溢流管30，溢流管可接到室内，更便于观察和操作。
第五种实施例：由于室内供热对集热管2的集热效率要求较高，最好采用专利号为ZL200420031011.8的高效太阳能集热器中所说的集热管，该集热管在现有的双层玻璃真空管的中间又加装了一支具有较高真空度的真空管，使集热效率大大提高，特别适合用热量较大的供热作业。
Claims (5)
1.一种常压热质下循环太阳能供热器，这种供热器也是由水箱、集热管和水管等构成，其特征在于：在太阳能热水器水箱(1)一端的下部设有可与用热器的回水端相接通的进水管(3)，在另一端的上部设有可与用热器的进水端相接通的出水管(10)，在进水管(3)上面，接出一个高位水桶(12)，在出水管(10)的上边，接出一段高位水管(11)，高位水桶(12)和高位水管(11)上端均高于水箱(1)，且均与大气相通，工作时，太阳能热水器与用热器接通，再充入水等流体介质，使高位水桶和高位水管的水位高于水箱内腔的最高点，当热量进入水箱后，受热的水因比重变小而与冷水换位上行，并涌入高位水管(11)，使高位水管(11)的水位上升而形成压力差，在压力差的作用下热水沿出水管(10)下行，从而形成热循环。
2.根据权利要求1所述的常压热质下循环太阳能供热器，其特征在于：所说的水箱(1)一端低，一端高，低端(13)下部接进水管(3)，进水管(3)向下接通室内暖器(7)或用热器的回水端(6)，向上接通高位水桶(12)，水箱低端上方和高端上方各接出一个向上的出水管(15)(16)，两个出水管在水箱高端上方汇合后，再向上延伸，再向下回折，再与高位水管(11)的侧孔接通，高位水管(11)上端高于出水管(15)(16)汇合上伸段的最高点，其下端与暖器(7)或用热器的进水端(8)接通。
3.根据权利要求1所述的常压热质下循环太阳能供热器，其特征在于：所说的高位水管(11)是由水胆(19)和接管(20)构成，接管(20)接在水胆(19)的上边，水箱(1)的出水管(10)断开，其上段端(21)接入水胆(19)的上中部，下段端(22)接入水胆(19)的下部，水胆(19)与水箱进水管(3)上接出的高位水桶(12)相邻，水胆(19)上的接管(20)从高位水桶(12)中穿过进入滴水池(23)，滴水池(23)是一个上部开有气孔(24)的容器，接管(20)中的热气冷凝成的水滴滴入滴水池(23)。
4.根据权利要求1所述的常压热质下循环太阳能供热器，其特征在于：在所说的水胆(19)和高位水桶(12)的上方，有一个箱状的冷凝池(25)，冷凝池(25)上方有气孔(26)与大气相通，下面有单独的上下水管(31)，水胆(19)的接管(20)从冷凝池(25)中穿过，到达高位水桶(12)的上方，且与高位水桶(12)的上的漏斗(28)相对，接管(20)中的热气冷凝成的水滴从漏斗(28)滴入高位水桶(12)。
5.根据权利要求1所述的常压热质下循环太阳能供热器，其特征在于：所说的安装在水箱(1)上的集热管(2)，是在现有的双层玻璃真空管的中间又加装了一支具有较高真空度的真空管所构成的高效集热管。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115870456A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-03-31 | 定州市四新工业有限公司 | 一种用于零件制备的双工位射芯机 |
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2005
- 2005-12-02 CN CNA2005101260007A patent/CN1786591A/zh active Pending
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