專利名稱：分體式太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分體式太陽能熱水器。
背景技術(shù)：
在已有的分體式太陽能熱水器中，太陽能集熱器和儲(chǔ)水箱是分開的，利于安裝和承壓運(yùn)行，一般集熱器高于儲(chǔ)水箱，不能自然循環(huán)，集熱器收集的熱一般是利用水或其他液態(tài)工質(zhì)循環(huán)傳遞給儲(chǔ)水箱的水，又分為開口系統(tǒng)和閉口系統(tǒng)，開口系統(tǒng)的儲(chǔ)水箱與循環(huán)管路連通，混合式換熱，不能很好的解決管路結(jié)垢和水壓波動(dòng)，集熱器側(cè)的換熱也不好處理，閉口系統(tǒng)的傳熱是封閉的，能解決開口系統(tǒng)的一些缺點(diǎn)，但有換熱溫差大、換熱循環(huán)量大、材料浪費(fèi)的缺點(diǎn)，既有的分體式太陽能熱水器無論開口系統(tǒng)還是閉口系統(tǒng)，都是利用顯熱傳熱，其傳熱效率都低，換熱溫差大，浪費(fèi)材料和循環(huán)用電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種分體式太陽能熱水器，可以解決現(xiàn)有分體式太陽能熱水器換熱溫差大、浪費(fèi)材料和循環(huán)用電的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是包括太陽能集熱器，儲(chǔ)水箱，在太陽能集熱器上設(shè)置間壁式蒸發(fā)換熱器，在儲(chǔ)水箱內(nèi)設(shè)置間壁式冷凝換熱器，和連接上述兩個(gè)換熱器的上行液管和下行汽管，在上行液管的的合適位置串有屏蔽液體泵，間壁式蒸發(fā)換熱器、間壁式冷凝換熱器、下行汽管、上行液管和上行液管上串接屏蔽液體泵的內(nèi)部串聯(lián)連通空間是一個(gè)密閉空間，其中充填相變傳熱工質(zhì)，其內(nèi)部連通的密閉空間內(nèi)的不凝氣體在T＝373K時(shí)的分壓力pi≤2000Pa。
所述的分體式太陽能熱水器，還包括傳熱工質(zhì)補(bǔ)液機(jī)構(gòu)，在間壁式蒸發(fā)換熱器內(nèi)和上行液管之間設(shè)置液位控制閥，在屏蔽液體泵前串接儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐前靠近間壁式冷凝換熱器一端高于儲(chǔ)液罐工作液面的位置上串接阻汽閥，在屏蔽液體泵后靠近液位控制閥的一端串接恒壓罐，并與間壁式蒸發(fā)換熱器、間壁式冷凝換熱器、上行液管和下行汽管內(nèi)部串聯(lián)連通成是一個(gè)密閉空間，其中充填相變傳熱工質(zhì)，其內(nèi)部連通的密閉空間內(nèi)的不凝氣體在T＝373K時(shí)的分壓力pi≤2000Pa。
所述的分體式太陽能熱水器，下行汽管的傳熱工質(zhì)蒸汽入口設(shè)置高于間壁式蒸發(fā)換熱器內(nèi)的傳熱工質(zhì)液面，上行液管傳熱工質(zhì)液體入口或阻汽閥的傳熱工質(zhì)液體入口設(shè)置在間壁式冷凝換熱器的底部合適位置。
所述的分體式太陽能熱水器，恒壓罐的壓力維持是靠有壓不凝氣體來完成的，有壓不凝氣體存在于密閉的彈性高分子容器中，與傳熱工質(zhì)液體隔離。
所述的分體式太陽能熱水器，太陽能集熱器和儲(chǔ)水箱均可以是多個(gè)，多個(gè)上行液管或多個(gè)下行汽管之間可以采取串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)連通方式，屏蔽液體泵傳熱工質(zhì)液體入口或阻汽閥傳熱工質(zhì)液體入口低于任意一個(gè)間壁式冷凝換熱器的底部，各上行液管布置不產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象。
所述的分體式太陽能熱水器，太陽能集熱器上設(shè)置的間壁式蒸發(fā)換熱器可以是太陽能集熱器的一部分，也可以是太陽能集熱器將集熱以合適方式傳遞給間壁式蒸發(fā)換熱器，其物理位置可以不是一個(gè)整體。
所述的分體式太陽能熱水器，屏蔽液體泵是齒輪泵或活塞泵，泵的運(yùn)轉(zhuǎn)部件制造材料為工程塑料材料，特別是酚醛樹脂或復(fù)合酚醛樹脂。
所述的分體式太陽能熱水器，下行汽管內(nèi)截面積或當(dāng)量?jī)?nèi)截面積和是上行液管內(nèi)截面積或當(dāng)量?jī)?nèi)截面積和的4倍以上。
本發(fā)明利用傳熱工質(zhì)相變傳熱，大大減少傳熱工質(zhì)循環(huán)量，并減小換熱溫差，節(jié)省循環(huán)管路的材料，節(jié)約循環(huán)用電，降低造價(jià)，提高分體式太陽能熱水器的效能。


附圖1是本發(fā)明的主組成圖。
附圖2是本發(fā)明的上行液管的附加裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3是多太陽能集熱器和多儲(chǔ)水箱的管路連接和結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4A是間壁式蒸發(fā)換熱器作為太陽能集熱器一部分的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4B是間壁式蒸發(fā)換熱器與太陽能集熱器有一定間隔的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1，該實(shí)施例包括太陽能集熱器1，儲(chǔ)水箱2，在太陽能集熱器1上設(shè)置間壁式蒸發(fā)換熱器3，在儲(chǔ)水箱2內(nèi)設(shè)置間壁式冷凝換熱器4，和連接上述兩個(gè)換熱器的上行液管5和下行汽管6，在上行液管5的的合適位置串有屏蔽液體泵7，間壁式蒸發(fā)換熱器3、間壁式冷凝換熱器4、下行汽管5、上行液管6和上行液管6上串接屏蔽液體泵7的內(nèi)部串聯(lián)連通空間是一個(gè)密閉空間，其中充填相變傳熱工質(zhì)8，其內(nèi)部連通的密閉空間內(nèi)的不凝氣體在T＝373K時(shí)的分壓力pi≤2000Pa。
參見圖2，除圖1的所有結(jié)構(gòu)外，還包括傳熱工質(zhì)補(bǔ)液機(jī)構(gòu)，在間壁式蒸發(fā)換熱器3內(nèi)和上行液管5之間設(shè)置液位控制閥31，在屏蔽液體泵7前串接儲(chǔ)液罐71，儲(chǔ)液罐71前靠近間壁式冷凝換熱器4的一端高于儲(chǔ)液罐71工作液面的位置上串接阻汽閥72，在屏蔽液體泵7后靠近液位控制閥31的一端串接恒壓罐73，在屏蔽液體泵7與恒壓罐73之間串接止回閥74，并與間壁式蒸發(fā)換熱器3、間壁式冷凝換熱器4、上行液管5和下行汽管6內(nèi)部串聯(lián)連通成是一個(gè)密閉空間，其中充填相變傳熱工質(zhì)8，其內(nèi)部連通的密閉空間內(nèi)的不凝氣體在T＝373K時(shí)的分壓力pi≤2000Pa。
參見圖1、2，分體式太陽能熱水器的下行汽管6的傳熱工質(zhì)蒸汽82入口設(shè)置高于間壁式蒸發(fā)換熱器3內(nèi)的傳熱工質(zhì)液體81的液面，上行液管5的傳熱工質(zhì)液體81入口或阻汽閥72的傳熱工質(zhì)液體81入口設(shè)置在間壁式冷凝換熱器4的底部合適位置。
參見圖2，分體式太陽能熱水器的恒壓罐73的壓力維持是靠有壓不凝氣體731來完成的，有壓不凝氣體存在于密閉的彈性高分子容器732中，與傳熱工質(zhì)液體81隔離。
參見圖3，分體式太陽能熱水器的太陽能集熱器1和儲(chǔ)水箱2均是2個(gè)，2個(gè)上行液管5或2個(gè)下行汽管6之間用并聯(lián)方式連通，屏蔽液體泵7的傳熱工質(zhì)液體81入口或阻汽閥72的傳熱工質(zhì)液體入口低于任意一個(gè)間壁式冷凝換熱器4的底部，各上行液管5的布置不產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象。
參見圖4A，分體式太陽能熱水器的太陽能集熱器1上設(shè)置的間壁式蒸發(fā)換熱器3是太陽能集熱器1的一部分，即間壁式蒸發(fā)換熱器3和太陽能集熱器1結(jié)合為一個(gè)整體；參見圖4B，太陽能集熱器1將集熱經(jīng)管路11傳遞給間壁式蒸發(fā)換熱器3，其物理位置可以不是一個(gè)整體。
參見圖1、2、3，分體式太陽能熱水器的屏蔽液體泵7是齒輪泵或活塞泵，泵的運(yùn)轉(zhuǎn)部件制造材料為工程塑料材料，特別是酚醛樹脂或復(fù)合酚醛樹脂。
參見圖1、2、3，分體式太陽能熱水器的下行汽管6內(nèi)截面積或當(dāng)量?jī)?nèi)截面積和是上行液管5內(nèi)截面積或當(dāng)量?jī)?nèi)截面積和的4倍以上。
下面以圖2的實(shí)施例為例說明本發(fā)明的工作原理太陽能集熱器1接收太陽的輻射能量，加熱間壁式蒸發(fā)換熱器3內(nèi)的傳熱工質(zhì)液體81，蒸發(fā)出傳熱工質(zhì)蒸汽82，傳熱工質(zhì)蒸汽82沿下行汽管6到間壁式冷凝換熱器4內(nèi)，釋放相變潛熱加熱儲(chǔ)水罐2內(nèi)的水，冷凝成傳熱工質(zhì)液體81，沿上行液管5流經(jīng)阻汽閥72到儲(chǔ)液罐71，在屏蔽液體泵7的泵壓下，傳熱工質(zhì)液體81流經(jīng)止回閥74到恒壓罐73，在恒壓罐73壓力作用和液位控制閥31控制下將傳熱工質(zhì)液體81沿上行液管5送到間壁式蒸發(fā)換熱器3內(nèi)，完成一個(gè)工作循環(huán)。
實(shí)際中，附圖1給出的實(shí)施例是最簡(jiǎn)化的，適合單太陽能集熱器的情況，但是需要控制屏蔽液體泵7的流量，或者控制屏蔽液體泵7間歇工作，對(duì)于不等高度的設(shè)置2個(gè)和2個(gè)以上太陽能集熱器的情況，附圖2給出的實(shí)施例是恰當(dāng)?shù)摹Ｓ捎谡麄€(gè)傳熱和換熱的內(nèi)部空間的不凝氣體保持極低壓力，傳熱工質(zhì)8的蒸發(fā)溫度低，可以保證系統(tǒng)在低溫下保持傳熱能力，同時(shí)極少的不凝氣體使相變換熱可以保持較高的效率。對(duì)于傳熱工質(zhì)，可以使用純凈水，也可以使用以水為基質(zhì)的混合工質(zhì)，還可以選擇其他的工作溫度在250K～500K的汽—液相變傳熱工質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種分體式太陽能熱水器，包括太陽能集熱器，儲(chǔ)水箱，其特征在于在太陽能集熱器上設(shè)置間壁式蒸發(fā)換熱器，在儲(chǔ)水箱內(nèi)設(shè)置間壁式冷凝換熱器，和連接上述兩個(gè)換熱器的上行液管和下行汽管，在上行液管的的合適位置串有屏蔽液體泵，間壁式蒸發(fā)換熱器、間壁式冷凝換熱器、下行汽管、上行液管和上行液管上串接屏蔽液體泵的內(nèi)部串聯(lián)連通空間是一個(gè)密閉空間，其中充填相變傳熱工質(zhì)，其內(nèi)部連通的密閉空間內(nèi)的不凝氣體在T＝373K時(shí)的分壓力pi≤2000Pa。
2.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的分體式太陽能熱水器，其特征在于還包括傳熱工質(zhì)補(bǔ)液機(jī)構(gòu)，在間壁式蒸發(fā)換熱器內(nèi)和上行液管之間設(shè)置液位控制閥，在屏蔽液體泵前串接儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐前靠近間壁式冷凝換熱器一端高于儲(chǔ)液罐工作液面的位置上串接阻汽閥，在屏蔽液體泵后靠近液位控制閥的一端串接恒壓罐，并與間壁式蒸發(fā)換熱器、間壁式冷凝換熱器、上行液管和下行汽管內(nèi)部串聯(lián)連通成是一個(gè)密閉空間，其中充填相變傳熱工質(zhì)，其內(nèi)部連通的密閉空間內(nèi)的不凝氣體在T＝373K時(shí)的分壓力pi≤2000Pa。
3.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1、2所述的分體式太陽能熱水器，其特征在于下行汽管的傳熱工質(zhì)蒸汽入口設(shè)置高于間壁式蒸發(fā)換熱器內(nèi)的傳熱工質(zhì)液面，上行液管的傳熱工質(zhì)液體入口或阻汽閥的傳熱工質(zhì)液體入口設(shè)置在間壁式冷凝換熱器的底部合適位置。
4.根據(jù)權(quán)項(xiàng)2所述的分體式太陽能熱水器，其特征在于恒壓罐的壓力維持是靠有壓不凝氣體來完成的，有壓不凝氣體存在于密閉的彈性高分子容器中，與傳熱工質(zhì)液體隔離。
5.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1、2所述的分體式太陽能熱水器，其特征在于太陽能集熱器和儲(chǔ)水箱均可以是多個(gè)，多個(gè)上行液管或多個(gè)下行汽管之間可以采取串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)連通方式，屏蔽液體泵傳熱工質(zhì)液體入口或阻汽閥傳熱工質(zhì)液體入口低于任意一個(gè)間壁式冷凝換熱器的底部，各上行液管布置不產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象。
6.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1、2所述的分體式太陽能熱水器，其特征在于太陽能集熱器上設(shè)置的間壁式蒸發(fā)換熱器可以是太陽能集熱器的一部分，也可以是太陽能集熱器將集熱以合適方式傳遞給間壁式蒸發(fā)換熱器，其物理位置可以不是一個(gè)整體。
7.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1、2所述的分體式太陽能熱水器，其特征在于屏蔽液體泵是齒輪泵或活塞泵，泵的運(yùn)轉(zhuǎn)部件制造材料為工程塑料材料，特別是酚醛樹脂或復(fù)合酚醛樹脂。
8.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1、2、5所述的分體式太陽能熱水器，其特征在于下行汽管內(nèi)截面積或當(dāng)量?jī)?nèi)截面積和是上行液管內(nèi)截面積或當(dāng)量?jī)?nèi)截面積和的4倍以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分體式太陽能熱水器，包括太陽能集熱器，儲(chǔ)水箱，在太陽能集熱器上設(shè)置間壁式蒸發(fā)換熱器，在儲(chǔ)水箱內(nèi)設(shè)置間壁式冷凝換熱器，和連接上述兩個(gè)換熱器的上行液管和下行汽管，在上行液管的的合適位置串有屏蔽液體泵，以上串聯(lián)連通成一個(gè)密閉空間，其中充填相變傳熱工質(zhì)，利用傳熱工質(zhì)相變傳熱，大大減少傳熱工質(zhì)循環(huán)量，并減小換熱溫差，節(jié)省循環(huán)管路的材料，節(jié)約循環(huán)用電，降低造價(jià)，提高分體式太陽能熱水器的效能。
文檔編號(hào)F24J2/32GK1721785SQ20041006886
公開日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2004年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月13日
發(fā)明者聶紅軍, 李雪丹 申請(qǐng)人:聶紅軍