專(zhuān)利名稱(chēng)：利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用太陽(yáng)熱的供熱水裝置，特別是涉及一種可大幅節(jié)約電能或燃料，并有利于環(huán)保的利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在通常使用的供暖及供熱水系統(tǒng)，其利用太陽(yáng)熱的供熱水裝置和利用電能或燃料鍋爐的供暖裝置是相互獨(dú)立的。當(dāng)利用所述太陽(yáng)能供熱水裝置進(jìn)行供暖及供熱水時(shí)，因不使用燃料，沒(méi)有廢氣的排出，因此既可減少燃料費(fèi)，又能環(huán)保。但是，由于太陽(yáng)熱所能提供的熱量變化有限，因此， 太陽(yáng)能熱水裝置僅適用于為小型住宅或小空間供暖，而對(duì)大型設(shè)施只能作為熱水供應(yīng)裝置使用。所述電能或燃?xì)夤┡b置則通過(guò)燃燒燃料而取得熱源，因此，不僅需要支出大量取暖費(fèi)，增加用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且，因燃燒燃料時(shí)要排出廢氣，因此既污染環(huán)境，又有害于人體健康。近年來(lái)，為了彌補(bǔ)上述不足而發(fā)明并公開(kāi)了很多將太陽(yáng)能熱水器和利用鍋爐的供暖裝置相結(jié)合而減少鍋爐的燃料費(fèi)用，同時(shí)大幅減少燃燒燃料時(shí)排出的廢氣量的利用太陽(yáng)熱和鍋爐的供暖及供熱水裝置。如圖7所示，現(xiàn)有的利用太陽(yáng)熱和鍋爐的供暖及供熱水裝置50由集中太陽(yáng)熱而加熱循環(huán)熱介質(zhì)液的集熱器51 ；使流入的水在所述集熱器51得到加熱的熱介質(zhì)液的作用下得到加熱的蓄熱箱52 ；用于供應(yīng)氮，以使熱介質(zhì)液的循環(huán)更加順暢的氮箱53 ；用于補(bǔ)充所述集熱器51熱介質(zhì)的充壓箱M和壓力泵55 ；使熱介質(zhì)液在所述集熱器51內(nèi)強(qiáng)制循環(huán)的流體壓力泵56 ；用于冷卻過(guò)熱的熱介質(zhì)液的鼓風(fēng)冷卻裝置57 ；用于加熱原水，并供給供熱水部58或供暖部59等的鍋爐60構(gòu)成。所述熱介質(zhì)液可使用不凍液等流體。如上所述的利用太陽(yáng)熱和鍋爐的供暖及供熱水裝置50，在所述集熱器51中得到加熱的熱介質(zhì)液流入所述蓄熱箱52，并通過(guò)循環(huán)，對(duì)蓄熱箱52內(nèi)的水進(jìn)行加熱。之后，在所述蓄熱箱52內(nèi)進(jìn)行熱傳遞的熱介質(zhì)液得到冷卻，并循環(huán)返回至所述集熱器51。此時(shí)，所述冷卻的熱介質(zhì)液和加熱的熱介質(zhì)液在所述集熱器51內(nèi)形成自然對(duì)流或者在所述流體壓力泵56的作用下進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，以在密閉狀態(tài)下反復(fù)進(jìn)行熱傳遞，從而降低熱介質(zhì)液的流體壓力。當(dāng)熱介質(zhì)液的流體壓力下降時(shí)，可通過(guò)所述壓力泵55補(bǔ)充所述充壓箱M內(nèi)的熱介質(zhì)。此外，如果在夏季等外部氣溫較高時(shí)，所述集熱器51內(nèi)的熱介質(zhì)液的溫度過(guò)高， 則通過(guò)溫度傳感器、三方閥門(mén)等將熱介質(zhì)液送至所述鼓風(fēng)冷卻裝置57進(jìn)行冷卻。這樣在所述蓄熱箱52內(nèi)形成熱傳遞，通過(guò)太陽(yáng)熱得到第一次加熱的原水流入所述鍋爐60，在所述鍋爐內(nèi)進(jìn)行第二次加熱后供給供暖部59或供熱水部58。采用上述方法供給采暖熱水時(shí)，由于在所述鍋爐內(nèi)是對(duì)已通過(guò)太陽(yáng)熱得到第一次加熱的原水進(jìn)行二次加熱，因此，僅用少量燃料就能啟動(dòng)鍋爐，既可節(jié)約取暖費(fèi)，又可減少?gòu)U氣的排出量，進(jìn)而減少環(huán)境污染。此外，還有一種利用太陽(yáng)熱和鍋爐的供暖及供熱水裝置，即第10-0M5532號(hào)韓國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“太陽(yáng)熱供暖系統(tǒng)”和第20-0162269號(hào)韓國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利“太陽(yáng)熱熱水供暖系統(tǒng)的補(bǔ)助供暖裝置”。所述第10-0M5532號(hào)韓國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“太陽(yáng)熱供暖系統(tǒng)”，可使供暖管內(nèi)的水在鍋爐循環(huán)泵的作用下依次通過(guò)循環(huán)口、熱交換器、循環(huán)排出口進(jìn)行循環(huán)。作為太陽(yáng)能熱水器， 熱交換器內(nèi)的熱水在循環(huán)泵的作用下經(jīng)過(guò)止回閥、供水裝置和太陽(yáng)熱熱水器后循環(huán)至熱水裝置，循環(huán)至熱水裝置的熱水在止回閥的作用下通過(guò)鍋爐流出口向外排出，供水口的涼水通過(guò)止回閥流入太陽(yáng)熱熱水器。所述第20-0162269號(hào)韓國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利“太陽(yáng)熱熱水供暖系統(tǒng)的補(bǔ)助供暖裝置” 則在太陽(yáng)熱熱水器和鍋爐之間設(shè)置熱水循環(huán)管，并用導(dǎo)管連接循環(huán)管，以此在太陽(yáng)熱熱水或鍋爐熱水中選擇用于供暖及供熱水的方式。并且，作為可同時(shí)使用太陽(yáng)能熱水和鍋爐熱水的裝置，在太陽(yáng)熱熱水器和熱水循環(huán)管之間的管路上設(shè)置蓄熱箱，用于儲(chǔ)存在太陽(yáng)能熱水器得到加熱且用剩的熱水，以便在鍋爐不能啟動(dòng)或者啟動(dòng)之前臨時(shí)需要供暖時(shí)使用。但是，如上所述的現(xiàn)有供暖及供熱水裝置50上由于設(shè)有用于將熱介質(zhì)液循環(huán)至集熱器內(nèi)的氮箱、充填箱、壓力泵及當(dāng)熱介質(zhì)液的溫度過(guò)高時(shí)用于冷卻熱介質(zhì)液的鼓風(fēng)冷卻裝置等，因此，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本增加。并且，上述的第10-0M5532號(hào)韓國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“太陽(yáng)熱供暖系統(tǒng)”和第20-0165569 號(hào)韓國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利“太陽(yáng)熱熱水供暖系統(tǒng)的補(bǔ)助供暖裝置”中對(duì)集熱器的結(jié)構(gòu)和功能沒(méi)有進(jìn)行具體說(shuō)明，因此，不能確認(rèn)因集熱器而產(chǎn)生的附加效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種熱介質(zhì)液流出管的直徑小于流入管的直徑，從而使通過(guò)太陽(yáng)熱得到加熱的熱介質(zhì)液在集熱器內(nèi)有效進(jìn)行自然循環(huán)，并通過(guò)直徑之差加快熱介質(zhì)液的加熱循環(huán)速度，并且，增大真空管內(nèi)吸收太陽(yáng)熱的集熱板的單位面積，提高集熱效率，另外，設(shè)置帶有止回閥的開(kāi)放式箱體，以防止熱介質(zhì)液溫度過(guò)高，從而簡(jiǎn)化太陽(yáng)能集熱器和蓄熱箱之間的熱傳遞，進(jìn)而減少費(fèi)用、降低成本和故障率、提高使用效率的利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置。為了達(dá)到上述目的本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
本發(fā)明利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置將利用太陽(yáng)熱的集熱器和利用電能或燃?xì)獾腻仩t結(jié)合起來(lái)使用，其中，所述供暖及供熱水裝置由用于集中太陽(yáng)熱，并加熱循環(huán)熱介質(zhì)液的集熱器；連接于集熱器，并通過(guò)在所述集熱器得到加熱的熱介質(zhì)液循環(huán)時(shí)所形成的熱傳遞對(duì)水進(jìn)行加熱的蓄熱箱；連通于所述蓄熱箱，使在所述集熱器得到加熱的熱介質(zhì)液的循環(huán)更加順暢的開(kāi)放式箱體；設(shè)置于所述開(kāi)放式箱體的入口側(cè)，并可使在所述蓄熱箱內(nèi)進(jìn)行熱傳遞后得到冷卻的熱介質(zhì)液流向所述開(kāi)放式箱體的第一止回閥(check valve)； 設(shè)置于所述開(kāi)放式箱體的出口側(cè)，并將流入所述開(kāi)放式箱體內(nèi)的熱介質(zhì)液循環(huán)供給所述集熱器的循環(huán)泵；連接于所述蓄熱箱，并加熱流入的水，供給供熱水器或供暖裝置的鍋爐構(gòu)成。
本發(fā)明利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置的有益效果是通過(guò)簡(jiǎn)化利用太陽(yáng)熱的集熱器和蓄熱箱之間的熱傳遞循環(huán)，減少費(fèi)用、降低成本、減少故障率、提高使用壽命， 從而大幅提高使用效率；通過(guò)熱介質(zhì)液流出管和熱介質(zhì)液流入管的直徑差，即熱介質(zhì)液流出管的直徑小于熱介質(zhì)液流入管的直徑，使通過(guò)太陽(yáng)熱得到加熱的熱介質(zhì)液能在所述集熱器內(nèi)進(jìn)行自然循環(huán)，從而提高熱介質(zhì)液的循環(huán)速度；通過(guò)增大真空管內(nèi)的吸收太陽(yáng)熱的集熱板的單位面積，提高集熱效率。另外，本發(fā)明利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置，由于在鍋爐內(nèi)是對(duì)利用太陽(yáng)熱已進(jìn)行一次加熱的原水進(jìn)行第二次加熱，因此，用少量燃料即可啟動(dòng)鍋爐，不但可以減少取暖費(fèi)用，而且，還可以減少?gòu)U氣的排出，減少環(huán)境污染。


圖1是本發(fā)明利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置的循環(huán)狀態(tài)示意圖。圖2是本發(fā)明利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置的集熱器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的A-A'剖面圖。圖4是圖2的B-B'剖面圖。圖5是本發(fā)明利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置的另一種集熱器結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖4的A-A'剖面圖。圖7是現(xiàn)有封閉式供暖及供熱水裝置的循環(huán)狀態(tài)示意圖。圖中，100、供暖及供熱水裝置 110、集熱器 120、蓄熱箱 130、開(kāi)放式箱體 140、第一止回閥 150、循環(huán)泵 160、供熱水器 170、供暖裝置 180、鍋爐 190、第二止回閥 111、流入管 112、流出管 113、第一分支管 114、第二分支管 115、真空管 116、保溫殼體117、吸熱板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員易于實(shí)施。圖1至圖6所示，本發(fā)明利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置100由用于集中太陽(yáng)熱，并加熱循環(huán)熱介質(zhì)液的集熱器110 ；連接于集熱器110，并通過(guò)在所述集熱器110得到加熱的熱介質(zhì)液循環(huán)時(shí)所形成的熱傳遞對(duì)水進(jìn)行加熱的蓄熱箱120 ；連通于所述蓄熱箱 120，使在所述集熱器110得到加熱的熱介質(zhì)液的循環(huán)更加順暢的開(kāi)放式箱體130 ；設(shè)置于所述開(kāi)放式箱體130的入口側(cè)，并使在所述蓄熱箱120內(nèi)進(jìn)行熱傳遞后得到冷卻的熱介質(zhì)液流向所述開(kāi)放式箱體130的第一止回閥(check valve) 140 ；設(shè)置于所述開(kāi)放式箱體130 的出口側(cè)，并使流入所述開(kāi)放式箱體130內(nèi)的熱介質(zhì)液循環(huán)供應(yīng)至所述集熱器110的循環(huán)泵150 ；連接于所述蓄熱箱120，并加熱流入的水而供給供熱水器160或供暖裝置170的鍋爐180構(gòu)成。所述循環(huán)泵150的出口側(cè)還設(shè)有控制熱介質(zhì)液流向所述集熱器110的第二止回閥 190。如圖2至圖6所示，本發(fā)明利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置的用于集太陽(yáng)熱的所述集熱器110由用于導(dǎo)入和循環(huán)熱介質(zhì)液的流入管111 ；相隔于所述流入管111、并使通過(guò)太陽(yáng)熱得到加熱的熱介質(zhì)液循環(huán)供給所述蓄熱箱120的流出管112 ；內(nèi)部設(shè)有所述流入管111和流出管112、一側(cè)固設(shè)有真空管115的保溫殼體116構(gòu)成，所述真空管115內(nèi)分別設(shè)有與所述流入管111連通并由此分支的第一分支管113和與所述流出管112連通并由此分支的第二分支管114。本發(fā)明利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置的從所述流入管111分支的第一分支管113的直徑大于從所述流出管112分支的第二分支管114的直徑，即，所述第二分支管114的直徑小于所述第一分支管113的直徑。這樣可使流入所述第一分支管113的熱介質(zhì)液的加熱溫度比在同一時(shí)間流入所述第二分支管114的熱介質(zhì)液的加熱溫度更高，并且，因第一分支管113和第二分支管114的直徑之差，使熱介質(zhì)液的流速變得更快，從而使所述集熱器內(nèi)的熱介質(zhì)液的循環(huán)更加迅速。所述真空管115內(nèi)沿著其內(nèi)壁長(zhǎng)度方向設(shè)有圍繞著所述第一分支管113和第二分支管114、用于集太陽(yáng)熱的吸熱板117。如圖3和圖4所示，為了在同一空間內(nèi)具有更大的吸熱面積，S卩，為了增大吸收太陽(yáng)熱的吸熱面積，將所述吸熱板117設(shè)置成齒輪狀。如圖5所示，也可將所述集熱器110的第二分支管114以螺旋式纏設(shè)在第一分支管113上。并可將所述第二分支管114的長(zhǎng)度設(shè)置得大于所述第一分支管113的長(zhǎng)度，使在第二分支管內(nèi)循環(huán)的熱介質(zhì)液能受到更多的太陽(yáng)能，從而使第二分支管內(nèi)熱介質(zhì)液的溫度高于第一分支管內(nèi)熱介質(zhì)液的溫度，通過(guò)溫度差加快熱介質(zhì)液的循環(huán)。并且，通過(guò)延長(zhǎng)流入所述第一分支管113的熱介質(zhì)液經(jīng)過(guò)所述第二分支管114的時(shí)間，使熱介質(zhì)液獲得更多的太陽(yáng)熱，提高加熱溫度，從而提高熱效率。本發(fā)明的利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置100中，熱介質(zhì)液通過(guò)所述集熱器Iio的流入管111經(jīng)過(guò)所述第一分支管113時(shí)獲得太陽(yáng)熱而逐漸變熱，加熱的熱介質(zhì)液通過(guò)第二分支管114時(shí)溫度進(jìn)一步升高，其流速隨著加快，并通過(guò)所述流出管112流入所述蓄熱箱120。所述熱介質(zhì)液通過(guò)所述蓄熱箱120時(shí)將保有的高溫?zé)崃酷尫沤o儲(chǔ)存于所述蓄熱箱120內(nèi)的水，而得到冷卻。此過(guò)程中，熱介質(zhì)液得到冷卻，而儲(chǔ)存于所述蓄熱箱120內(nèi)的水則得到加熱。得到冷卻的熱介質(zhì)液通過(guò)所述第一止回閥140流入所述開(kāi)放式箱體130內(nèi)。此時(shí)， 高溫?zé)峤橘|(zhì)液加速循環(huán)并得到冷卻，以此可防止熱介質(zhì)液溫度過(guò)高。流入所述開(kāi)放式箱體130內(nèi)的熱介質(zhì)液通過(guò)所述循環(huán)泵150和第二止回閥190流入設(shè)置于所述集熱器110內(nèi)的流入管111進(jìn)行循環(huán)，并進(jìn)行熱傳遞。在進(jìn)行如上所述的熱傳遞循環(huán)過(guò)程中，太陽(yáng)能對(duì)所述蓄熱箱120內(nèi)的水進(jìn)行加熱，所述蓄熱箱120內(nèi)的熱水流入所述鍋爐180，在所述鍋爐180內(nèi)再次進(jìn)行加熱后供給用戶(hù)所需的供熱水器160或供暖裝置170。將在所述蓄熱箱120內(nèi)利用太陽(yáng)能得到第一次加熱的水供給所述鍋爐180，利用所述鍋爐180的三向閥調(diào)節(jié)所述蓄熱箱120傳遞的熱能，以此節(jié)約能量、節(jié)約燃料、節(jié)約取暖費(fèi)，并且，減少?gòu)U氣的排出，防止環(huán)境污染。當(dāng)熱介質(zhì)液通過(guò)熱變化處于膨脹(高溫)狀態(tài)時(shí)，所述第一止回閥140被打開(kāi)，反之，當(dāng)熱介質(zhì)通過(guò)熱變化處于收縮(低溫)狀態(tài)時(shí)，所述第二止回閥190被打開(kāi)，所述第一止回閥140關(guān)閉，以實(shí)現(xiàn)自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)，達(dá)到節(jié)能效果。
權(quán)利要求
1.一種利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置，它將利用太陽(yáng)熱的集熱器和利用電能或燃?xì)獾腻仩t結(jié)合起來(lái)使用，其特征在于所述供暖及供熱水裝置由用于集中太陽(yáng)熱，并加熱循環(huán)熱介質(zhì)液的集熱器(110)；連接于集熱器(110)，并通過(guò)在所述集熱器(110)得到加熱的熱介質(zhì)液循環(huán)時(shí)所形成的熱傳遞對(duì)水進(jìn)行加熱的蓄熱箱(120)；連通于所述蓄熱箱(120)，使在所述集熱器(110)得到加熱的熱介質(zhì)液的循環(huán)更加順暢的開(kāi)放式箱體(130);設(shè)置于所述開(kāi)放式箱體(130)的入口側(cè)，并可使在所述蓄熱箱(120)內(nèi)進(jìn)行熱傳遞后得到冷卻的熱介質(zhì)液流向所述開(kāi)放式箱體(130)的第一止回閥(check valve) (140)；設(shè)置于所述開(kāi)放式箱體(130)的出口側(cè)，并將流入所述開(kāi)放式箱體(130)內(nèi)的熱介質(zhì)液循環(huán)供給所述集熱器(110)的循環(huán)泵(150)；連接于所述蓄熱箱(120)，并加熱流入的水，供給供熱水器(160)或供暖裝置(170)的鍋爐(180)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置，其特征在于所述集熱器(110)由用于導(dǎo)入和循環(huán)熱介質(zhì)液的流入管(111);與所述流入管(111)相隔一定距離、并使通過(guò)太陽(yáng)熱加熱的熱介質(zhì)液循環(huán)供給所述蓄熱箱(120)的流出管(112)；內(nèi)部設(shè)有所述流入管(111)和流出管(112)、一側(cè)固設(shè)有真空管(115)的保溫殼體(116)構(gòu)成，所述真空管(115)內(nèi)分別設(shè)有與所述流入管(111)連通并由此分支的第一分支管(113)和與所述流出管(112)連通并由此分支的第二分支管(114)，所述真空管(115)內(nèi)沿著其內(nèi)壁長(zhǎng)度方向設(shè)有圍繞著所述第一分支管(113)和第二分支管(114)的用于集太陽(yáng)熱的齒輪狀吸熱板 (117)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置，其特征在于設(shè)置于所述真空管(15)內(nèi)的第一分支管(113)的外周緣上以螺旋式纏設(shè)有所述第二分支管 (114)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置，其特征在于所述循環(huán)泵(150)的出口側(cè)還設(shè)有可使熱介質(zhì)液流向所述集熱器(110)的第二止回閥(190)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用太陽(yáng)熱的開(kāi)放式供暖及供熱水裝置，它可將利用太陽(yáng)熱的集熱器和利用電能或燃?xì)獾腻仩t結(jié)合起來(lái)使用。所述供暖及供熱水裝置由用于集太陽(yáng)熱，并加熱循環(huán)熱介質(zhì)液的集熱器；連接于集熱器，通過(guò)熱傳遞對(duì)水進(jìn)行加熱的蓄熱箱；連通于所述蓄熱箱的開(kāi)放式箱體；設(shè)置于所述開(kāi)放式箱體入口側(cè)的第一止回閥；設(shè)置于所述開(kāi)放式箱體的出口側(cè)的循環(huán)泵；連接于所述蓄熱箱，并加熱流入的水供給供熱水器或供暖裝置的鍋爐構(gòu)成。本發(fā)明由于在鍋爐內(nèi)對(duì)利用太陽(yáng)熱進(jìn)行第一次加熱的原水進(jìn)行第二次加熱，因此，用少量燃料也能進(jìn)行供暖，以此可節(jié)約取暖費(fèi)用，減少?gòu)U氣排出量，防止環(huán)境污染。
文檔編號(hào)F24D19/00GK102331036SQ201110193600
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者南升見(jiàn), 南昌旻, 李抒映 申請(qǐng)人:南升見(jiàn), 南昌旻, 李抒映