CN201225704Y - 沼气太阳能可调控散热器冷暖自然循环系统 - Google Patents

沼气太阳能可调控散热器冷暖自然循环系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型沼气太阳能可调控散热器冷暖自然循环系统，涉及现代化农业设施园艺机械和新农村城镇生态建筑一体化健康住宅节能装备；解决现技术4个问题：在无泵条件下：1.太阳能热水器不能向上供暖；2.农村沼气不能用它冷藏供暖；3.当散热器多时出现冷热不均在集中供暖系统中失调更多；4.现技术有吸收式热电冷联产系统尚无吸附式无泵冷暖联产系统；解决问题的技术方案是：在地板上装太阳能热水器和沼气热水炉，在天棚下装膨胀热水箱，中间装可调控散热器和吸附冷藏箱并以管道连通技术集成密不可分的自然循环系统；用途是：现代化种植温室工厂化养殖温室及花卉园艺温室果蔬保鲜冷藏库生态环境节能控制，新农村城镇生态建筑一体化健康住宅节能。

Description

沼气太阳能可调控散热器冷暖自然循环系统
(一)所属技术领域
本实用新型涉及现代化农业设施园艺机械和新农村城镇生态建筑一体化健康住宅节能，尤其是一种沼气太阳能可调控散热器冷暖自然循环系统。
(二)背景技术
见邹惟前、邱昌兰编著[太阳能房与生态建材]化学工业出版社2007年9月北京1版。P6(1)集热器集热器是太阳能热水器中关键部件，P7......为避免自然循环式热水系统中产生“热水倒流”维持一定的热虹吸压头，储水箱必须置于集热器的上方，通常将其置于屋顶，因而破坏屋面的完整性影响外观。为此在系统中增加一加压泵，使热水系统成为强迫循环式热水系统。
P233 3、壁挂式太阳能集热器安放在阳台支架上，支架角度可以调整，也可以跟踪太阳，由于采用了强制循环，保温水箱不但可以放在阳台上、卫生间、甚至可以放在储藏室内。
P49 (2)目前太阳能吸收式空调技术较成熟、安全，但制冷机不能做得太小.然而生态房用于千家万户，因此要求制冷空调要小型化，只有采用吸附式制冷机。目前尚未走向市场，所以价格还比较高。
P44“健康住宅”行动宣言由国家住宅和居住中心制定的“健康住宅”行动宣言是要求从事建筑业的专业人员在建造城市和集镇房屋时应遵循的原则。
(三)发明内容
1、本实用新型要解决的技术问题是：现技术在无泵条件下：1、太阳能热水器不能向上供暖；2、农村沼气不能用它冷藏供暖；3、当供暖散热器数量多时会出现冷热不均不能调控平恒，这在有泵的集中供暖系统中失调问题更普遍；4、现技术有吸收式热电冷联产系统，尚无吸附式无泵冷暖联产系统。
2、解决问题的技术方案是：
(1)系统内装备分上中下三列配置，上部天棚下有膨胀热水箱，中部有可调控钢铝散热器、吸附冷藏箱、生活热水箱，下部地板上有立式沼气热水炉、太阳能热水器。
(2)在三列装备之间分别以管道连通成密不可分的自然循环系统。
循环系统，有可调控钢铝散热器：散热器主体是钢管铝柱翼翅片外套铝筒，主体的进水口管自带过滤调压阀：该阀是在一对进出口容腔式法兰中有过滤网和调压孔板，法兰外有进、出水管分别与散热器进水口管、散热器支管阀门旁的活接头连通。
循环系统，有吸附冷藏箱，分箱体和转角架两部分，箱体的上箱体内是吸附容器，它是在钢管两端有法兰的容器内装吸附剂制冷剂并有传热管伸出钢管外的上箱体内分别以管道与膨胀热水箱、上水箱连接，上箱体冷水管与中箱体连接，中箱体内有冷凝器进口用管道与吸附容器出口管连接，冷凝器出口进储液罐经膨胀阀、毛细管与下箱体内蒸发器进口连接，蒸发器出口与吸附容器进口管连接，箱体中上部有轴孔，以转角轴座落在转角架上，上箱体内热水出口管与生活热水箱内换热器进口管连接，换热器出口管与立式沼气热水炉进回水管连通。
循环系统，有太阳能热水器，太阳能热水器保温水箱的热水出口管向上与膨胀热水箱连通，其排气管向上接到膨胀热水箱的顶部，其进回水管与沼气热水炉进回水管连通。
循环系统，有立式沼气热水炉，在立式炉体炉膛内有沼气灶通风燃烧室，中心部位是立式炉胆，以横水管与炉体内热水连通，炉体下部有进回水管，封头顶部有出热水管与膨胀热水箱连通，有排气管接到膨胀热水箱顶部。
3、采用上述技术方案的有益效果是：
(1)用太阳能和沼气自然循环加温致冷可对现代化种植温室、养殖温室及花卉园艺温室果蔬保鲜冷藏库所需生态环境不仅可以智能控制，而且可以节能控制，配合园艺、畜牧防疫技术人员，可为绿色食品蔬菜种植、工厂化养殖、育苗基地创建提供现代化设施装备。
(2)用太阳能和沼气互补供暖，保证供暖不间断，用可调控钢铝散热器，在自然循环热水系统或是有泵的集中供暖系统中为经过培训的用户或热网调试技术人员提供可水力平恒调试装备，在供热温度正常情况下，可使每组散热器冷热均匀，便于分户热计量供暖节能。
(3)由于本系统太阳能热水器在地板上可和建筑一体化安装，加上可调控散热器，吸附致冷既可冷藏农副产品，也可空调为新农村城镇生态建筑一体化健康住宅节能，实现专业人员应尊循的原则。
(四)附图说明
1、图纸目录：
图1、沼气太阳能可调控散热器冷暖自然循环系统图
图2、可调控钢铝散热器主视图
图3、自带过滤调压阀放大图和A—A剖面图
图4、卧式可调控钢铝散热器主视图
图5、吸附冷藏箱结构主视图
图6、B向视图
图7、立式沼气热水炉结构剖视图
图8、技术原理图
2、分图说明：
图1、沼气太阳能可调控散热器冷暖自然循环系统图。
图中另部件名称如下：
件1、膨胀热水箱带浮球阀水位计
件2、4、7、9、11、排气管     件3、软化水管
件5、溢水管带排污阀          件6、出箱热水管
件8、沼气炉进箱热水管        件10、太阳能18的进箱热水管
件12、热水立管阀门活接头
件13、自带过滤调压阀容腔式法兰
件14、过滤网                 件15、调压孔板
件16、可调控钢铝散热器钢管铝柱翼翅片外套铝筒
件17、回水管                 件18、太阳能热水器
件19连通管和电控阀           件20上水管带浮球阀
                             件21密闭上水槽人孔带排气管
件22密闭人孔带排气管         件23后密封冷热交替水箱
件24吸附制冷传热管防护网     件25吸附制冷剂钢管法兰容器
件26前通风保温箱             件27、通风帽带阀
件28、可控百叶窗             件29、真空压力表带接点
件30、吸附制冷容器端盖       件31备用阀
件32、热水用后出口管阀       件33、脱附出气管和阀
件34、冷凝器                 件35、冷凝用上水出口管阀
件36、吸附进气管和阀         件37、蒸发器
件38、冷凝器储液罐           件39、膨胀阀和毛细管
件40、转角轴                 件41、吸附冷藏箱体
件42、转角架                 件43、转角电机
件44、转角轮                 件45、转角轨
                                 件46、生活热水箱换热器
件47、生活热水箱                 件48、软化水箱及补水泵
件49、太阳能热水器               件50、是49的进回水管
件51、卧式可调控钢铝散热器及回水管
件52、是件49的进箱热水管         件53、立式沼气热水炉
件54、沼气炉进回水管
件55、是18的进回水管和抬管排气管
件56、排烟管                     件57、出热水管和排气管出口
件58、压力表带接点               件59、保温层
件60、内胆                       件61手孔
件62、横水管a、b、c、d4根        件63、炉体安装法兰角钢
件64、排污阀                     件65、进回水管
件66、炉体支架                   件67、单头沼气灶(外购)
件68、沼气灶升降底座             件69、支架安装地脚螺栓
(五)具体实施方式
分别结合图1、图5、图6         说明如下：
下面结合图1、沼气太阳能可调控散热器冷暖自然循环系统图，加以说明：
在图1中立式沼气热水炉(53)的出热水管和排气管，分别接通沼气炉进箱热水管(8)和排气管(7)，水被加热后密度变轻升到膨胀热水箱带浮球阀(1)中上部，又沿出箱热水管(6)分别向左右支管流去：
首先向右流的热水支管，经热水立管阀门活接头(12)，再经自带过滤调压阀(13)，流入可调控钢铝散热器(16)，在此由于热水变冷水密度变重，同时已进炉内回水被沼气加热密度变轻，及散热器和热水炉两列装备之间的高度差形成的压差，使回水继续不停自流进入沼气炉进回水管(54)，构成密分可分的自然循供暖系统。
其次向左流的热水支管，热水进入可调控钢铝散热器(51)，但用手摸散热器过热，而右边的散热器(16)偏凉，经调整阀门开大关小不起作用，这时关闭(51)的立管阀门，松开活接头，打开自带过滤调压阀(13)，先清理过滤网，再把孔板更换较小1号，把偏凉的散热器(16)调压孔板更换较大1号，使3组散热器水力阻力平恒达到水力流量平恒，使各散热器所通过热水流量均衡，而冷热均匀。散热器(51)的回水自流进入沼气炉进回水管(54)，也构成密不可分的自然循环系统。
再次继续向左流的热水支管热水进入吸附冷藏箱(41)，出吸附冷藏箱(41)的热水温度还比较高，进入生活热水箱换热器(46)，回水自流回入沼气炉进回水管(54)自然循环使用，生活热水可以沐浴，生活热水箱(47)的水来自吸附制冷容器的传热管冷交替时用后的上水(20)带有温度，进入生活用水箱再次被(46)加热。
当天晴太阳光好时，可停用沼气热水炉(53)将太阳能热水器(49)、(18)各自的保温水箱上的排气管(4)、(11)及太阳能进箱热水管(52)、(10)接向膨胀热水箱带浮球阀(1)，进回水管
(50)、(55)分别与沼气炉进回水管(54)全部连通技术集成密不可分的自然循环系统，用太阳能代替沼气炉形成互补作用或合力作用可节省沼气。
安全技术措施：1、各用热分支系统与沼气炉太阳能之间的热水管、回水管两管各为一方只能一方有阀门；2、膨胀热水箱有水位计带控制软化水箱及水泵(48)自动补水；3、各水箱下不漏水上通大气，系统内软化水停用不放水以防锈；4、预防沼气突然熄火应配嗅敏仪带控沼气阀自动关闭；5、系统不得超温超压使用，以操作规程为准；6、用户应经沼气服务站及装备安全培训。适用于沼气来源充足压力稳定脱硫好的沼气。
下面结合图5吸附冷藏箱结构主视图和图6B向视图说明是如下实施的：
吸附冷藏箱体(41)是以转角轴(40)为中心受转角电机(43)推动转角，首先使(40)上部的后密封冷热交替水箱(23)左转角向下，热水管和阀(6)进热水加热吸附制冷传热管防护网(24)传热给吸附制冷剂钢管法兰容器(25)使吸附剂受热使制冷剂脱附气化，经脱附出气管和阀(33)进入冷凝器(34)受冷当达冷凝压力时液化，进入储液罐(38)；第二步使(23)右转角向上使(24)空冷，热水经热水用后出口管阀(32)流出；第三步由连通管和电控阀(19)放上水管带浮球阀(20)内上水进(23)冷却(24)传冷给(25)使吸附剂受冷开始吸附(38)中的制冷剂，经膨胀阀和毛细管(39)进入蒸发器(37)，吸收冷藏果蔬的热量使箱内0～4℃，蒸发气经吸附进气管和阀(36)吸入(25)中的吸附剂内，完成一个制冷循环，上述冷凝器用的冷却水来自另1组件(24)冷交替时的冷却水；最后要说明见图6B向视图中，两组上述装置并列在转角轴(40)以上，两组中各有件(23)件(24)件(25)件(26)将两组首尾方向相反配置。同样结构多组配置构成大中型农产品冷藏库或空调。
下面结合图8技术原理图加以说明：
采用本技术方案依据的技术原理是：重力循环系统工作原理，如下图中：件1膨胀热水箱；件16散热器；件53沼气热水炉，假设水温t只在热水炉加热中心和散热器内发生变化，在A-A断面处两侧是不同水温的密度差造成不同的水柱压力为自然循环的动力。在A—A断面设：
P1——热水侧压力                Pa
P2——回水侧压力                Pa
Ph——回水密度                  kg/m3
Pg——热水密度                  kg/m3
h——件(53)加热中心至件(16)冷却中心垂直距离m
g——重力加速度m/s2
则P1＝g(ho Ph+h Ph+h1 Pg)
P2＝g(ho Ph+h Pg+h1 Pg)
两式相减括号内第一、第三项消除后，构成A—A断面处自然循环的动力：
△P＝P1-P2＝g h(Ph-Pg)
以上原理图参见陆耀庆<供暖通风设计手册>P329，重力循环热水供暖系统原理图及说明，中国建筑工业出版社1987.12.

Claims (5)

1、一种沼气太阳能可调控散热器冷暖自然循环系统，其特征是：系统内装备分上中下三列配置，上部是膨胀热水箱，中部有可调控钢铝散热器、吸附冷藏箱、生活热水箱，下部有立式沼气热水炉、太阳能热水器，在上中下三列装备之间分别以管道连通。
2、根据权利要求1所述的沼气太阳能可调控散热器冷暖自然循环系统，其特征是：有可调控钢铝散热器：散热器主体是钢管铝柱翼翅片外套铝筒，主体的进水口管自带过滤调压阀：该阀是在一对进出口容腔式法兰中有过滤网和调压孔板，法兰外有进、出水管分别与散热器进水口管、散热器支管阀门旁的活接头连通。
3、根据权利要求1所述的沼气太阳能可调控散热器冷暖自然循环系统，其特征是：有吸附冷藏箱，分箱体和转角架两部分，箱体的上箱体内是吸附容器，它是在钢管两端有法兰的容器内装吸附剂制冷剂并有传热管伸出钢管外的上箱体内分别以管道与膨胀热水箱、上水箱连接，上箱体冷水管与中箱体连接，中箱体内有冷凝器进口用管道与吸附容器出口管连接，冷凝器出口进储液罐经膨胀阀、毛细管与下箱体内蒸发器进口连接，蒸发器出口与吸附容器进口管连接，箱体中上部有轴孔，以转角轴座落在转角架上，上箱体内热水出口管与生活热水箱内换热器进口管连接，换热器出口管与立式沼气热水炉进回水管连通。
4、根据权利要求1所述的沼气太阳能可调控散热器冷暖自然循环系统，其特征是：有太阳能热水器，太阳能热水器保温水箱的热水出口管向上与膨胀热水箱连通，其排气管向上接到膨胀热水箱的顶部，其进回水管与沼气热水炉进回水管连通。
5、根据权利要求1所述的沼气太阳能可调控散热器冷暖自然循环系统，其特征是：有立式沼气热水炉，在立式炉体炉膛内有沼气灶通风燃烧室，中心部位是立式炉胆，以横水管与炉体内热水连
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CN102087035A (zh) * 2009-12-08 2011-06-08 诸暨市农村能源技术推广站 可兼容淋浴洗澡的沼气水暖气
CN102263530A (zh) * 2011-06-21 2011-11-30 海德尔开曼有限公司 多核心固体热发电设备及其热电级联转换应用

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