專利名稱：一種雙回路太陽(yáng)能熱水器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板太陽(yáng)能熱水器和真空管太陽(yáng)能熱水器，尤其是雙回路太陽(yáng)能熱水器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的雙回路太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱水箱一般為承壓水箱。有集熱器與儲(chǔ)熱水箱一體的一體式的，例申請(qǐng)?zhí)枮?00720156780。4的專利提及的自然循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器。也有集熱器與儲(chǔ)熱水箱分體的分體式的，例申請(qǐng)?zhí)枮?00720169516。4和申請(qǐng)?zhí)枮?201020169613。5的專利提及的自然循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器。還有國(guó)外常用的防凍液強(qiáng)制循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器。

發(fā)明內(nèi)容
為使雙回路太陽(yáng)能熱水器的功能更完善，性能更完美。本發(fā)明的一種雙回路太陽(yáng)能熱水器由集熱器、儲(chǔ)熱水箱、散熱水箱(散熱水箱在散熱功能上等同于散熱冷凝箱或散熱器，散熱冷凝箱比其多了冷凝功能。)、冷凝箱(傳熱介質(zhì)為閉式時(shí)，如不設(shè)有冷凝箱，同時(shí)散熱水箱也不是具有冷凝功能的散熱冷凝箱時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有膨脹罐。)用管道連接組成； 集熱器與儲(chǔ)熱水箱以間接方式連接形成加熱循環(huán)回路，集熱器與散熱水箱以直接方式連接形成散熱循環(huán)回路。傳熱介質(zhì)可以是水也可以是防凍液，傳熱介質(zhì)可以是敞開(kāi)式的也可以是封閉式的。系統(tǒng)可采用自然循環(huán)也可采用強(qiáng)制循環(huán)，采用自然循環(huán)時(shí)加熱循環(huán)回路上設(shè)有恒溫閥(集熱器與儲(chǔ)熱水箱一體時(shí)不設(shè)有。)，散熱循環(huán)回路上設(shè)有散熱閥(散熱循環(huán)回路的上循環(huán)管入口設(shè)在散熱冷凝箱的水位線之上時(shí)可以不設(shè)。)；采用強(qiáng)制循環(huán)時(shí)設(shè)有循環(huán)泵，利用動(dòng)力進(jìn)行加熱循環(huán)和散熱循環(huán)；各個(gè)循環(huán)回路可以采用不同的循環(huán)方式?？刂品椒▋?chǔ)熱水箱的水溫低于設(shè)定溫度(在50度至75度內(nèi)設(shè)定為佳。)時(shí)，集熱器受太陽(yáng)輻射，通過(guò)加熱循環(huán)加熱儲(chǔ)熱水箱的水，儲(chǔ)熱水箱的水溫達(dá)到設(shè)定溫度后停止加熱，將儲(chǔ)熱水箱的水溫恒定在設(shè)定溫度，停止加熱后啟動(dòng)散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能帶到散熱水箱排出，防止系統(tǒng)超溫，維護(hù)系統(tǒng)的使用性能、延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命。系統(tǒng)斷開(kāi)電源時(shí)散熱閥為常開(kāi)狀態(tài)、恒溫閥為常閉狀態(tài)，系統(tǒng)保持在散熱的工作狀態(tài)(只適用自然循環(huán)系統(tǒng)。)；傳熱介質(zhì)升溫?fù)]發(fā)產(chǎn)生的氣體經(jīng)散熱冷凝箱冷凝后再經(jīng)冷凝箱冷凝，介質(zhì)氣體根少流出大氣，傳熱介質(zhì)升溫?fù)]發(fā)膨脹產(chǎn)生的壓力經(jīng)散熱冷凝箱和冷凝箱冷凝降壓后得到平衡，傳熱介質(zhì)為封閉式時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生高壓；系統(tǒng)始終保持在較低的溫度內(nèi)工作，加上傳熱介質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生高壓和不易流失，使得系統(tǒng)更易維護(hù)。系統(tǒng)在集熱器上設(shè)有空氣散熱器。在平板集熱器的集熱板的板底與保溫層之間留有一定空間形成空氣流道，或在真空管集熱器的聯(lián)箱的內(nèi)膽與保溫層之間留有一定空間形成空氣流道，在空氣流道的下端設(shè)有進(jìn)氣口，上端設(shè)有出氣口，形成空氣散熱循環(huán)通道，在空氣散熱循環(huán)通道上設(shè)有空氣散熱閥，也可設(shè)有散熱風(fēng)機(jī)。本發(fā)明的別一方案是不設(shè)有散熱水箱，散熱水箱的散熱功能被設(shè)在集熱器上的空氣散熱器代替。集熱器與儲(chǔ)熱水箱以間接方式連接形成加熱循環(huán)回路(在不需防凍液時(shí)和集熱器能接受儲(chǔ)熱水箱的水壓時(shí)可以用直接方式連接)，空氣散熱器的空氣散熱循環(huán)通道與大氣形成空氣散熱循環(huán)回路?？刂品椒▋?chǔ)熱水箱的水溫低于設(shè)定溫度時(shí)，集熱器受太陽(yáng)輻射，通過(guò)加熱循環(huán)加熱儲(chǔ)熱水箱的水，儲(chǔ)熱水箱的水溫達(dá)到設(shè)定溫度后停止加熱，停止加熱后啟動(dòng)空氣散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能排出。系統(tǒng)斷開(kāi)電源時(shí)空氣散熱閥為常開(kāi)狀態(tài)、恒溫閥為常閉狀態(tài)。為使系統(tǒng)能優(yōu)先利用太陽(yáng)能，系統(tǒng)設(shè)有2個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)熱水箱，集熱器并聯(lián)2個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)熱水箱，形成2條或多條加熱循環(huán)回路?？刂品椒療崞魇芴?yáng)輻射，通過(guò)加熱循環(huán)由始到次加熱每個(gè)儲(chǔ)熱水箱的水，每個(gè)儲(chǔ)熱水箱的水溫都達(dá)到設(shè)定溫度后停止加熱。在換熱器設(shè)在集熱器上時(shí)，同時(shí)加熱循環(huán)為自然循環(huán)時(shí)，加熱循環(huán)回路的上循環(huán)管的上端設(shè)有空氣隔斷器。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，其中圖I是傳熱介質(zhì)為敞開(kāi)式的自然循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器。圖2是傳熱介質(zhì)為封閉式的自然循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器。圖3是傳熱介質(zhì)為封閉式的多水箱自然循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器。圖4是傳熱介質(zhì)為封閉式的一體式自然循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器。圖5是傳熱介質(zhì)為封閉式的換熱器設(shè)在集熱器上的自然循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器。圖6是傳熱介質(zhì)為封閉式的散熱循環(huán)回路的上循環(huán)管入口設(shè)在散熱冷凝箱的水位線之上的自然循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器。圖7是傳熱介質(zhì)為封閉式的散熱循環(huán)回路為自然循環(huán)的加熱循環(huán)回路為強(qiáng)制循環(huán)的雙回路太陽(yáng)能熱水器。圖8是傳熱介質(zhì)為封閉式的強(qiáng)制循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器。圖9是傳熱介質(zhì)為封閉式的散熱循環(huán)回路為空氣散熱循環(huán)回路的加熱循環(huán)回路為強(qiáng)制循環(huán)的雙回路太陽(yáng)能熱水器。圖10是傳熱介質(zhì)為封閉式的集熱器上設(shè)有空氣散熱器的強(qiáng)制循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器。
具體實(shí)施例方式圖I所示傳熱介質(zhì)為敞開(kāi)式的自然循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器由集熱器I、儲(chǔ)熱水箱2、散熱冷凝箱3、換熱器4、恒溫閥5、散熱閥6、自來(lái)水進(jìn)水7、熱水出水8、冷凝箱9、排氣口 11用管道連接組成。散熱冷凝箱內(nèi)的稀線為傳熱介質(zhì)的水位線。儲(chǔ)熱水箱的水溫低于設(shè)定溫度時(shí)恒溫閥為打開(kāi)狀態(tài)、散熱閥為關(guān)閉狀態(tài)，集熱器受太陽(yáng)輻射，通過(guò)加熱循環(huán)加熱儲(chǔ)熱水箱的水，儲(chǔ)熱水箱的水溫達(dá)到設(shè)定溫度后恒溫閥關(guān)閉停止加熱，停止加熱后散熱閥打開(kāi)啟動(dòng)散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能帶到散熱冷凝箱排出。系統(tǒng)斷開(kāi)電源時(shí)散熱閥為常開(kāi)狀態(tài)、恒溫閥為常閉狀態(tài)，系統(tǒng)保持在散熱的工作狀態(tài)；傳熱介質(zhì)升溫?fù)]發(fā)產(chǎn)生的氣體經(jīng)散熱冷凝箱冷凝后再經(jīng)冷凝箱冷凝，介質(zhì)氣體很少流出排氣口。圖2所示傳熱介質(zhì)為封閉式的自然循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器與圖I不同的是其沒(méi)有排氣口 11，其設(shè)有低壓安全閥10。集熱器受太陽(yáng)輻射，傳熱介質(zhì)升溫?fù)]發(fā)膨脹產(chǎn)生的壓力經(jīng)散熱冷凝箱和冷凝箱冷凝降壓后得到平衡，傳熱介質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生高壓。當(dāng)傳熱介質(zhì)升溫產(chǎn)生的壓力高于系統(tǒng)的安全范圍時(shí)低壓安全閥打開(kāi)，氣體排出大氣，當(dāng)傳熱介質(zhì)降溫產(chǎn)生的負(fù)壓力低于系統(tǒng)的安全范圍時(shí)低壓安全閥打開(kāi)，大氣流入系統(tǒng)。圖3所示傳熱介質(zhì)為封閉式的多水箱自然循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器與圖2不同的是其設(shè)有第二儲(chǔ)熱水箱22、第二換熱器42、第二恒溫閥52。第一儲(chǔ)熱水箱的水溫低于設(shè)定溫度時(shí)第一恒溫閥為打開(kāi)狀態(tài)、第二恒溫閥為關(guān)閉狀態(tài)，集熱器受太陽(yáng)輻射，第一儲(chǔ)熱水箱的水溫達(dá)到設(shè)定溫度后第一恒溫閥關(guān)閉，此時(shí)第二恒溫閥打開(kāi)，第二儲(chǔ)熱水箱的水溫達(dá)到設(shè)定溫度后第二恒溫閥關(guān)閉停止加熱。圖4所示傳熱介質(zhì)為封閉式的一體式自然循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器與圖2不同的是其沒(méi)有恒溫閥，集熱器與儲(chǔ)熱水箱為一體式。集熱器受太陽(yáng)輻射，儲(chǔ)熱水箱的水溫達(dá)到設(shè)定溫度后散熱閥打開(kāi)。圖5所示傳熱介質(zhì)為封閉式的換熱器設(shè)在集熱器上的自然循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器與圖2不同的是其換熱器設(shè)在集熱器上，其設(shè)有空氣隔斷器12。集熱器受太陽(yáng)輻射，儲(chǔ)熱水箱的水溫達(dá)到設(shè)定溫度后停止加熱，由于空氣隔斷器的作用，集熱器的溫度高于設(shè)定溫度時(shí)也不會(huì)影向儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的水溫。圖6所示傳熱介質(zhì)為封閉式的散熱循環(huán)回路的上循環(huán)管入口設(shè)在散熱冷凝箱的水位線之上的自然循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器與圖2不同的是其沒(méi)有散熱閥，散熱循環(huán)回路的上循環(huán)管入口設(shè)在散熱冷凝箱的水位線之上。集熱器受太陽(yáng)輻射，儲(chǔ)熱水箱的水溫達(dá)到設(shè)定溫度后恒溫閥關(guān)閉停止加熱，集熱器和上循環(huán)管內(nèi)的傳熱介質(zhì)繼續(xù)升溫，密度變小，水位高出散熱冷凝箱的水位線，當(dāng)水位升到三通位置時(shí)高溫介質(zhì)流入低水位的散熱冷凝箱形成散熱循環(huán)。圖7所示傳熱介質(zhì)為封閉式的散熱循環(huán)回路為自然循環(huán)的加熱循環(huán)回路為強(qiáng)制循環(huán)的雙回路太陽(yáng)能熱水器由集熱器I、儲(chǔ)熱水箱2、散熱水箱3、換熱器4、循環(huán)泵50、散熱閥6、自來(lái)水進(jìn)水7、熱水出水8、冷凝箱9、底壓安全閥10用管道連接組成。冷凝箱內(nèi)的稀線為傳熱介質(zhì)的水位線。儲(chǔ)熱水箱的水溫低于設(shè)定溫度時(shí)散熱閥為關(guān)閉狀態(tài)，集熱器受太陽(yáng)輻射，加熱循環(huán)以強(qiáng)制溫差循環(huán)的方式加熱儲(chǔ)熱水箱的水，儲(chǔ)熱水箱的水溫達(dá)到設(shè)定溫度后停止加熱，停止加熱后散熱閥打開(kāi)啟動(dòng)散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能帶到散熱水箱排出。系統(tǒng)斷開(kāi)電源時(shí)散熱閥為常開(kāi)狀態(tài)，系統(tǒng)保持在散熱的工作狀態(tài)；冷凝箱吸收和平衡傳熱介質(zhì)升溫產(chǎn)生的壓力，低壓安全閥保護(hù)傳熱介質(zhì)的壓力安全。圖8所示傳熱介質(zhì)為封閉式的強(qiáng)制循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器由集熱器I、儲(chǔ)熱水箱2、散熱水箱3、換熱器4、恒溫閥5、散熱閥6、自來(lái)水進(jìn)水7、熱水出水8、安全閥10、膨脹罐13、循環(huán)泵50用管道連接組成。儲(chǔ)熱水箱的水溫低于設(shè)定溫度時(shí)恒溫閥為打開(kāi)狀態(tài)、散熱閥為關(guān)閉狀態(tài)，集熱器受太陽(yáng)輻射，加熱循環(huán)以強(qiáng)制溫差循環(huán)的方式加熱儲(chǔ)熱水箱的水， 儲(chǔ)熱水箱的水溫達(dá)到設(shè)定溫度后恒溫閥關(guān)閉停止加熱，停止加熱后散熱閥打開(kāi)啟動(dòng)散熱循環(huán)，散熱循環(huán)以強(qiáng)制溫差循環(huán)的方式將集熱器吸收的熱能帶到散熱水箱排出。膨脹罐吸收傳熱介質(zhì)升溫產(chǎn)生的壓力，安全閥保護(hù)傳熱介質(zhì)的壓力安全。
圖9所示傳熱介質(zhì)為封閉式的散熱循環(huán)回路為空氣散熱循環(huán)回路的加熱循環(huán)回路為強(qiáng)制循環(huán)的雙回路太陽(yáng)能熱水器與圖7不同的是其沒(méi)有散熱水箱、散熱閥，其在集熱器上設(shè)有空氣散熱器，散熱水箱的散熱功能被設(shè)在集熱器上的空氣散熱器代替。空氣散熱器由空氣流道30、進(jìn)氣口 14、出氣口 15、空氣散熱閥06、散熱風(fēng)機(jī)60組成。儲(chǔ)熱水箱的水溫低于設(shè)定溫度時(shí)空氣散熱閥為關(guān)閉狀態(tài)，集熱器受太陽(yáng)輻射，儲(chǔ)熱水箱的水溫達(dá)到設(shè)定溫度后停止加熱，停止加熱后空氣散熱閥打開(kāi)(有散熱風(fēng)機(jī)時(shí)可啟動(dòng)散熱風(fēng)機(jī)。)啟動(dòng)空氣散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能帶出大氣。系統(tǒng)斷開(kāi)電源時(shí)空氣散熱閥為常開(kāi)狀態(tài)，系統(tǒng)保持在散熱的工作狀態(tài)。圖10是傳熱介質(zhì)為封閉式的集熱器上設(shè)有空氣散熱器的強(qiáng)制循環(huán)雙回路太陽(yáng)能熱水器與圖8不同的是其在集熱器上設(shè)有空氣散熱器。
權(quán)利要求
1.一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，由集熱器、儲(chǔ)熱水箱用管道連接組成，其特征在于還設(shè)有散熱水箱，集熱器與儲(chǔ)熱水箱以間接方式連接形成加熱循環(huán)回路，集熱器與散熱水箱以直接方式連接形成散熱循環(huán)回路；控制方法儲(chǔ)熱水箱的水溫低于設(shè)定溫度時(shí)，集熱器受太陽(yáng)輻射，通過(guò)加熱循環(huán)加熱儲(chǔ)熱水箱的水，儲(chǔ)熱水箱的水溫達(dá)到設(shè)定溫度后停止加熱，停止加熱后啟動(dòng)散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能帶到散熱水箱排出。
2.如權(quán)利要求I所述的一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，其特征在于在散熱循環(huán)回路上設(shè)有循環(huán)泵。
3.如權(quán)利要求I所述的一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，其特征在于在散熱循環(huán)回路上設(shè)有散熱閥；控制方法系統(tǒng)斷開(kāi)電源時(shí)散熱閥為常開(kāi)狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求I所述的一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，其特征在于散熱循環(huán)回路的上循環(huán)管入口設(shè)在散熱冷凝箱的水位線之上。
5.如權(quán)利要求I所述的一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，其特征在于在集熱器上設(shè)有空氣散熱器。
6.如權(quán)利要求5所述的一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，其特征在于空氣散熱器的空氣流道的下端設(shè)有進(jìn)氣口，上端設(shè)有出氣口，形成空氣散熱循環(huán)通道。
7.一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，由集熱器、儲(chǔ)熱水箱用管道連接組成，其特征在于在集熱器上設(shè)有空氣散熱器，集熱器與儲(chǔ)熱水箱以間接方式連接形成加熱循環(huán)回路，空氣散熱循環(huán)通道與大氣形成空氣散熱循環(huán)回路；控制方法儲(chǔ)熱水箱的水溫低于設(shè)定溫度時(shí)，集熱器受太陽(yáng)輻射，通過(guò)加熱循環(huán)加熱儲(chǔ)熱水箱的水，儲(chǔ)熱水箱的水溫達(dá)到設(shè)定溫度后停止加熱，停止加熱后啟動(dòng)空氣散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能排出。
8.如權(quán)利要求7所述的一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，其特征在于在空氣散熱循環(huán)通道上設(shè)有散熱風(fēng)機(jī)。
9.如權(quán)利要求7所述的一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，其特征在于在空氣散熱循環(huán)通道上設(shè)有空氣散熱閥；控制方法系統(tǒng)斷開(kāi)電源時(shí)空氣散熱閥為常開(kāi)狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求I或7所述的一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，其特征在于在加熱循環(huán)回路上設(shè)有循環(huán)泵。
11.如權(quán)利要求I或7所述的一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，其特征在于在加熱循環(huán)回路上設(shè)有恒溫閥；控制方法系統(tǒng)斷開(kāi)電源時(shí)恒溫閥為常閉狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求I或7所述的一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，其特征在于其設(shè)有冷凝箱。
13.如權(quán)利要求I或7所述的一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，其特征在于其設(shè)有2個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)熱水箱，集熱器并聯(lián)2個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)熱水箱，形成2條或多條加熱循環(huán)回路；控制方法集熱器受太陽(yáng)輻射，通過(guò)加熱循環(huán)由始到次加熱每個(gè)儲(chǔ)熱水箱的水，每個(gè)儲(chǔ)熱水箱的水溫都達(dá)到設(shè)定溫度后停止加熱。
14.如權(quán)利要求I或7所述的一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，其特征在于集熱器與儲(chǔ)熱水箱為一體式。
15.如權(quán)利要求I或7所述的一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，其特征在于加熱循環(huán)回路的換熱器設(shè)在集熱器上。
16.如權(quán)利要求15所述的一種雙回路太陽(yáng)能熱水器，其特征在于其設(shè)有空氣隔斷器。
全文摘要
一種雙回路太陽(yáng)能熱水器及其控制方法，涉及平板太陽(yáng)能熱水器和真空管太陽(yáng)能熱水器。系統(tǒng)主要由集熱器、儲(chǔ)熱水箱、散熱水箱用管道連接組成；集熱器與儲(chǔ)熱水箱以間接方式連接形成加熱循環(huán)回路，集熱器與散熱水箱以直接方式連接形成散熱循環(huán)回路。裝置中集熱器受太陽(yáng)輻射，通過(guò)加熱循環(huán)加熱儲(chǔ)熱水箱的水，儲(chǔ)熱水箱的水溫達(dá)到設(shè)定溫度后停止加熱，停止加熱后啟動(dòng)散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能帶到散熱水箱排出。本發(fā)明具有定溫加熱、防超溫、延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24J2/30GK102607201SQ201110036788
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者劉建榕 申請(qǐng)人:劉建榕