專利名稱：太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的水箱，特別是一種能明顯提高水箱冬季儲(chǔ)水的日升溫幅度，并限制夏季儲(chǔ)水溫度超高的水箱，屬于太陽(yáng)能運(yùn)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)主要由系統(tǒng)集熱器、各種傳感器、電控制系統(tǒng)和水箱等組成，其水箱儲(chǔ)水量是以國(guó)標(biāo)“GB 50364-2005民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范”中
4.4. 2的推薦值設(shè)計(jì)。因各地區(qū)太陽(yáng)輻照能量相差較大，故導(dǎo)致熱水量的取值范圍也較大為1. 2 2. 0M2/100L(1. 2 2. 0平米/100升)，當(dāng)?shù)剌椪漳芰吭酱髣t取值越小。如江蘇地區(qū)每100L熱水量的系統(tǒng)集熱器面積推薦選用1. SM2 (即每平米系統(tǒng)集熱面積產(chǎn)55. 6升熱水)，其值的意義在于每百升水的集熱面積取值越大，則冬季儲(chǔ)水日升溫幅度也越大，所需輔助加熱能耗越少，也越節(jié)能。水箱儲(chǔ)水可供使用人數(shù)以保證冬季人均50L熱水用量計(jì)?，F(xiàn)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的集熱器絕大多數(shù)采用目前熱效最高的“真空玻璃集熱管”組裝，根據(jù)國(guó)標(biāo)“GB/T 19141”得系統(tǒng)的集熱效率應(yīng)> 38. 23%，實(shí)測(cè)“真空玻璃集熱管”組裝的熱水系統(tǒng)的熱效為40% 45%。但因標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)測(cè)中都包含了其管內(nèi)存水所占用的能量，而這部分管內(nèi)存水的能量卻不能被使用，則扣除管內(nèi)存留能量后的最大實(shí)際集熱效率僅為35% (如IOOM2集熱器需用(j5 58mmX 1800mm真空玻璃集熱管725根，單根管內(nèi)的留存水量為2. 7Kg，總量將高達(dá)1. 96噸，可配備水箱容量為5 8噸。)。由于，太陽(yáng)的日平均輻照能量冬夏季間相差近倍，以南京為例，冬至前后的日輻照量接近17MJ/M2 (17兆焦/平米)，按35%的實(shí)際集熱效率以標(biāo)準(zhǔn)推薦值1. 8M2/100L設(shè)計(jì)的水箱，其冬季儲(chǔ)水日升溫僅25.6°，自來水水溫為7°C，當(dāng)日水箱儲(chǔ)水溫度為32. 6 V，洗浴用水則需45°C，故對(duì)于天天需洗浴用水的系統(tǒng)，冬季則仍依賴于輔助加熱補(bǔ)足。而夏季太陽(yáng)的日輻照量可達(dá)30MJ/M2，儲(chǔ)水日升溫45. 2 °，夏季自來水溫度為25°C，當(dāng)日水箱儲(chǔ)水溫度將高達(dá)70. 2°C，因夏季洗浴用水僅需40°C，且洗浴用水量較冬季少，即使人均洗浴用水量仍以冬季的50L計(jì)，實(shí)耗水箱儲(chǔ)存熱水則降低到18. 45L/人，僅占水箱儲(chǔ)水量的三分之一，使水箱夜間補(bǔ)入自來水后的水溫仍達(dá)61. 9°C，導(dǎo)致水箱儲(chǔ)水第二天即會(huì)沸騰。故江蘇地區(qū)的實(shí)際取值只能大大小于1. 8M2/100L。由于，水箱上的聚氨酯發(fā)泡保溫層長(zhǎng)時(shí)間處于高溫下易產(chǎn)生收縮，使保溫性能降低，過高的水箱儲(chǔ)水溫度亦會(huì)加速系統(tǒng)集熱器上大量使用的橡膠密封件的老化，且高于60°C的熱水將加速集熱管內(nèi)結(jié)垢，這些均對(duì)太陽(yáng)能熱水器的熱效率和可靠度造成嚴(yán)重影響，同時(shí)過高的水溫在夏季洗浴調(diào)節(jié)水溫時(shí)也易于造成燙傷。故在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的招標(biāo)中，招標(biāo)方均對(duì)水箱儲(chǔ)水最高溫度提出了限定，一般為不大于60°C，導(dǎo)致現(xiàn)江蘇地區(qū)的水箱儲(chǔ)水量實(shí)際是按1. 43M2/100L即每平米系統(tǒng)集熱面積產(chǎn)70升熱水設(shè)計(jì)，造成冬季水箱儲(chǔ)水日升溫降低到20. 3°，當(dāng)日儲(chǔ)水溫度僅達(dá)27. 3°C，加之夜間儲(chǔ)水的溫度下降，則須連續(xù)二天的大晴天才能勉強(qiáng)達(dá)到冬季洗浴用水45°C的溫度要求。冬季每噸45°C的熱水需耗電44. 14千瓦小時(shí)，對(duì)于天天需洗浴用水供應(yīng)的賓館、醫(yī)院、部隊(duì)、院校等，不計(jì)入陰雨天的輔助能耗，太陽(yáng)能只提供了其中53. 4%的能量，其余46. 6%的能量則需依賴于其它輔助加熱系統(tǒng)，增加了一次性能源消耗。到了夏季，儲(chǔ)水日升溫為35.9°，當(dāng)日儲(chǔ)水溫度仍達(dá)60. 90C，人均日耗儲(chǔ)存熱水量為29. 25L，達(dá)儲(chǔ)水量的42 %，水箱52 %的余留儲(chǔ)存熱水在補(bǔ)入自來水后的水溫則達(dá)50. 40C。導(dǎo)致只是測(cè)試當(dāng)日儲(chǔ)水溫度達(dá)到招標(biāo)要求，而夏季實(shí)際水箱的儲(chǔ)水溫度仍可達(dá)80°C以上。故江蘇地區(qū)按1. 43M2/100L左右儲(chǔ)水量設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能集中供熱系統(tǒng)水箱，僅能避免夏季水箱儲(chǔ)水經(jīng)常性的沸騰燒開，并不能克服其它缺陷，但卻使冬季水箱儲(chǔ)水需用的輔助加熱能耗占比由按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的32. 6%增加到46. 6%，降低了太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的水箱的不足之處，改善國(guó)標(biāo)“GB50364-2005”中每100L熱水量的取值范圍，設(shè)計(jì)一種能大幅度提高水箱冬季儲(chǔ)水的日升溫幅度，提高儲(chǔ)水溫度，減少冬季輔助能耗，并可控制水箱溫度，使水箱的夏季儲(chǔ)水溫度限制在60°C以內(nèi)或按需設(shè)定，且結(jié)構(gòu)合理，工藝簡(jiǎn)單，易于生產(chǎn)的高可靠度的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱。本發(fā)明的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱，其結(jié)構(gòu)主要包括儲(chǔ)水箱、水溫水位儀探頭、儲(chǔ)水循環(huán)泵、管結(jié)構(gòu)散熱器、溢流閥、排水閥、兩位三通電磁閥和遮陽(yáng)棚，所述兩位三通電磁閥其中之一的出水接口安裝在管結(jié)構(gòu)散熱器的進(jìn)水管的接口上，所述兩位三通電磁閥的另一出水接口通過系統(tǒng)的保溫管道與儲(chǔ)水箱上的循環(huán)加熱進(jìn)水管安裝連接，所述兩位三通電磁閥的進(jìn)水接口通過系統(tǒng)的保溫管道與儲(chǔ)水循環(huán)泵的出水接口安裝連接，所述管結(jié)構(gòu)散熱器的出水管接口與儲(chǔ)水箱上的循環(huán)散熱進(jìn)水管接口安裝連接，所述溢流閥安裝在管結(jié)構(gòu)散熱器的出水管內(nèi)，所述排水閥安裝在管結(jié)構(gòu)散熱器的進(jìn)水管上，所述遮陽(yáng)棚罩裝在管結(jié)構(gòu)散熱器上，所述排水閥選用電磁閥或選用手動(dòng)閥門開關(guān)。所述管結(jié)構(gòu)散熱器由等壓供水管道、散熱管、內(nèi)管、散熱翅片和出水橫管構(gòu)成、所述管結(jié)構(gòu)散熱器的進(jìn)水端的等壓供水管道或選用與出水端的出水橫管結(jié)構(gòu)相同的管道結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)管插入安裝在散熱管內(nèi)，與散熱管內(nèi)壁構(gòu)成環(huán)形水道截面，即形成環(huán)形水流道，所述散熱翅片選用鋁板或銅板沖壓加工、安裝在散熱管上，所述管結(jié)構(gòu)散熱器上的管道選用不銹鋼管或選用鋁管加工、焊接組裝。所述儲(chǔ)水箱上的進(jìn)排氣孔和循環(huán)散熱進(jìn)水管設(shè)置在儲(chǔ)水箱上部，高于儲(chǔ)水箱內(nèi)膽儲(chǔ)水的最高水位線，所述水溫水位控制儀探頭穿過儲(chǔ)水箱上的進(jìn)排氣孔吊掛安裝在儲(chǔ)水箱內(nèi)，所述循環(huán)散熱進(jìn)水管處的儲(chǔ)水箱的內(nèi)壁上焊有控流罩，所述儲(chǔ)水箱內(nèi)壁進(jìn)排氣孔的上方焊有R形擋水板，所述在進(jìn)排氣孔處的儲(chǔ)水箱外壁上設(shè)有防風(fēng)罩，所述防風(fēng)罩用螺絲緊固在儲(chǔ)水箱的外壁上。所述遮陽(yáng)棚為柵欄式結(jié)構(gòu)，由棚頂板、兩側(cè)遮陽(yáng)板和支架構(gòu)成，所述遮陽(yáng)棚罩裝在管結(jié)構(gòu)散熱器上，所述遮陽(yáng)棚支架頂端橫梁與儲(chǔ)水箱外殼連接固定。本發(fā)明的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱，是在現(xiàn)有水箱基礎(chǔ)上增加了管結(jié)構(gòu)散熱器和柵欄式的遮陽(yáng)棚及相關(guān)控制閥門等，并利用現(xiàn)有熱水系統(tǒng)擁有的電控系統(tǒng)控制兩位三通電磁閥，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)集熱器的熱水流向控制。當(dāng)儲(chǔ)水箱的儲(chǔ)水溫度低于設(shè)定值時(shí)，儲(chǔ)水循環(huán)泵抽取系統(tǒng)集熱器的熱水直接進(jìn)入水箱對(duì)儲(chǔ)水循環(huán)加熱；當(dāng)夏季水箱儲(chǔ)水達(dá)到設(shè)定的限制溫度時(shí)，則將抽取的熱水通過結(jié)構(gòu)散熱器散器后再進(jìn)入儲(chǔ)水箱，使夏季系統(tǒng)集熱器獲取的過余熱量經(jīng)管結(jié)構(gòu)散熱器散發(fā)到空氣中，達(dá)到限制水箱儲(chǔ)水溫度繼續(xù)升高，實(shí)現(xiàn)控制儲(chǔ)水溫度的目的。從而在系統(tǒng)水箱儲(chǔ)水量的設(shè)計(jì)中，突破了國(guó)標(biāo)“GB 50364-2005”中推薦的各地每100L熱水量的系統(tǒng)集熱器面積選用值范圍，江蘇地區(qū)的熱水量可由現(xiàn)實(shí)際采用的1. 43M2/100L左右提高到2M2/100L以上設(shè)計(jì)，大大提高了冬季水箱儲(chǔ)水的日升溫度數(shù)，提高了儲(chǔ)水水溫，大幅度降低了冬季輔助加熱能耗，并使夏季的水箱儲(chǔ)水溫度控制在60°C或按需要設(shè)定溫度，提高了系統(tǒng)的實(shí)用性和可靠度，滿足了客戶的需求，使太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)獲得更好的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)性。由于在穩(wěn)定質(zhì)量流的條件下，水在各處管徑不等的管結(jié)構(gòu)散熱器內(nèi)的流速隨流道截面積的減小而增大，水壓則隨流道截面積的減小而減小。通過在出水管內(nèi)安裝的溢流閥，管結(jié)構(gòu)散熱器內(nèi)獲得了穩(wěn)定的質(zhì)量流，通過等壓供水管道保證了各散熱管均獲得相等的供水水壓及流量，通過散熱管與內(nèi)管構(gòu)成的環(huán)形水流道大大減小了散熱管的流道截面積，使出水橫管的流道截面積與散熱管流道截面積總和形成3倍以上的倍率。在溢流閥的限流作用下，使出水橫管內(nèi)水壓大幅度增加，使其相當(dāng)于一壓力儲(chǔ)水罐，管內(nèi)水壓高流速低，而散熱管內(nèi)卻水壓小流速聞，與出水橫管間形成較大的壓力差，從而消除因各散熱管與出水橫管的出水口不等距造成的相互管間水壓不均的影響。通過穩(wěn)流、等壓供水、出水增壓減速和散熱管減壓增速等技術(shù)措施，最終保證了各散熱管工作時(shí)相互間管內(nèi)流速、流量的均等，保證了管結(jié)構(gòu)散熱器工作時(shí)各散熱管均處于均衡散熱狀態(tài)。由于熱水是通過儲(chǔ)水循環(huán)泵泵入散熱管，使熱水與散熱管形成強(qiáng)迫對(duì)流換熱，保證了熱交換速率。通過采用較大直徑的散熱管管徑，大幅度增加了散熱翅片的表面積，通過散熱管與內(nèi)管組成的環(huán)形水流道結(jié)構(gòu)，可使單根的管內(nèi)截面積由Ilcm2減小到1.8cm2，相當(dāng)于015mm的管內(nèi)徑，大幅度減小了散熱管的流道截面積，使散熱管內(nèi)的流速大大增加，進(jìn)一步提高了管內(nèi)強(qiáng)迫對(duì)流的熱傳遞速率，提高了散熱管的散熱效率。由于在管結(jié)構(gòu)散熱器的最低位置上設(shè)置了排水閥，其冬季處長(zhǎng)開狀態(tài)，以排空副水箱管道內(nèi)的儲(chǔ)水，避免冬季結(jié)冰炸管，而其它季節(jié)則處于長(zhǎng)閉狀態(tài)。通過儲(chǔ)水箱內(nèi)壁進(jìn)排氣孔上方設(shè)置的R形擋水板，改變了儲(chǔ)水箱內(nèi)頂面蒸汽冷凝水的流向，避免冷凝水由進(jìn)排氣管流出。特別是冬季因冷凝水結(jié)冰造成堵塞氣孔的問題。通過在儲(chǔ)水循環(huán)散熱進(jìn)水管處的儲(chǔ)水箱內(nèi)壁上設(shè)置的控流罩，控制了進(jìn)入水的流向，防止了流水的飛濺。由于夏季太陽(yáng)的輻照強(qiáng)度大，且太陽(yáng)夏季照角在日出后和日落前的一定時(shí)段內(nèi)為東北向和西北向，柵欄式的遮陽(yáng)棚全天均遮擋了陽(yáng)光對(duì)管結(jié)構(gòu)散熱器的照射，又保證了其通風(fēng)散熱的需要，提高了系統(tǒng)的散熱效率。因現(xiàn)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的水箱是按1.43M2/100L熱水量設(shè)計(jì)，現(xiàn)系統(tǒng)集熱器大多選用“真空玻璃管”組裝，其“真空玻璃管”內(nèi)存水占用能量與水箱儲(chǔ)水占用能量比已高達(dá)22%，且占用能量比例隨MVlOOL取值增加而增加，實(shí)際集熱效率則隨占用能量比例的增加而減小，故限制了熱水量的取值范圍進(jìn)一步加大，仍需一定的輔助能耗。但選用太陽(yáng)能“翅片式熱管”集熱管(專利號(hào)201120018590. 2)或太陽(yáng)能“翅片式U形”集熱管(專利號(hào)201120018551. 2)組裝的系統(tǒng)集熱器，則避免了管內(nèi)留存能量的影響，可進(jìn)一步加大水箱熱水量的2M2/100L取值，使輔助能耗降低到100%，且提高了系統(tǒng)集熱器的集熱效率。
太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱上所使用的各項(xiàng)技術(shù)措施都能明顯提高相應(yīng)的效能，產(chǎn)生明顯的技術(shù)效果。對(duì)于天天需洗浴用水的熱水系統(tǒng)，可使冬季晴天水箱儲(chǔ)水需用的輔助加熱能耗占比由現(xiàn)在的46. 6%降低到25%，相比獲得降低輔助能耗46%以上，每噸洗浴用水多節(jié)電9. 6度，且夏季儲(chǔ)水溫度可按需要設(shè)定控制的效果。特別是選用集熱效率高的太陽(yáng)能“翅片式熱管”集熱管組裝的系統(tǒng)集熱器，可使輔助能耗降低到100%，冬季每噸熱水多節(jié)約輔助電耗20. 6度。相比現(xiàn)有系統(tǒng)水箱，大幅度提高了太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的可靠度、經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能效果，具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、工藝簡(jiǎn)單、新增成本低、易生產(chǎn)、安裝使用方便等優(yōu)點(diǎn)。


附圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中的一種結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本發(fā)明附圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是本發(fā)明附圖1的右視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4是本發(fā)明圖附I的左視剖面結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5是本發(fā)明的儲(chǔ)水箱的儲(chǔ)水循環(huán)加熱和散熱控制示意圖。附圖1中01是循環(huán)加熱進(jìn)水管，02是儲(chǔ)水箱內(nèi)膽，03是儲(chǔ)水箱外殼，04是儲(chǔ)水箱自來水進(jìn)水管，05是儲(chǔ)水箱的手動(dòng)泄水閥，06是儲(chǔ)水循環(huán)排出管，07是熱水供應(yīng)管，08是保溫層，09是遮陽(yáng)棚的支架，10是排水閥，11是兩位三通電磁閥，12是管結(jié)構(gòu)散熱器的等壓供水管道，13是遮陽(yáng)棚的兩側(cè)遮陽(yáng)板，14是管結(jié)構(gòu)散熱器的散熱翅片，15是管結(jié)構(gòu)散熱器的散熱管，16是散熱管的內(nèi)管，17是出水橫管接口即管結(jié)構(gòu)散熱器的出水管接口，18是管結(jié)構(gòu)散熱器的出水橫管，19是溢流閥，20是遮陽(yáng)棚的棚頂板，21是儲(chǔ)水箱的循環(huán)散熱進(jìn)水管，22是控流罩，23是儲(chǔ)水箱的進(jìn)排氣孔，24是儲(chǔ)水箱蓋，25是R形擋水板，26是水溫水位儀探頭。附圖2中03是儲(chǔ)水箱外殼，12是管結(jié)構(gòu)散熱器的等壓供水管道，13是遮陽(yáng)棚的兩側(cè)遮陽(yáng)板，14是管結(jié)構(gòu)散熱器的散熱翅片，15是管結(jié)構(gòu)散熱器的散熱管，17管結(jié)構(gòu)散熱器的出水橫管接口，18是管結(jié)構(gòu)散熱器的出水橫管，20是遮陽(yáng)棚的棚頂板，24是儲(chǔ)水箱蓋。附圖3中09是遮陽(yáng)棚支架，10是排水閥，11是兩位三通電磁閥，12是管結(jié)構(gòu)散熱器的等壓供水管道，12A是等壓供水管道的進(jìn)水管即管結(jié)構(gòu)散熱器的進(jìn)水管，13是遮陽(yáng)棚的兩側(cè)遮陽(yáng)板，14是管結(jié)構(gòu)散熱器的散熱翅片，15是管結(jié)構(gòu)散熱器的散熱管，17A是出水橫管的出水口，18是管結(jié)構(gòu)散熱器的出水橫管，20是遮陽(yáng)棚的棚頂板，24是儲(chǔ)水箱蓋，27是遮陽(yáng)板緊固螺絲，28是遮陽(yáng)棚支架緊固螺絲。附圖4中01是儲(chǔ)水循環(huán)熱水進(jìn)入管，06是儲(chǔ)水循環(huán)排出水管，21是儲(chǔ)水箱的儲(chǔ)水循環(huán)散熱進(jìn)水管，22是控流罩，23是儲(chǔ)水箱進(jìn)排氣孔，26是水溫水位儀探頭，25是R形擋水板，29是進(jìn)排氣孔的防風(fēng)罩。附圖5中01是循環(huán)加熱進(jìn)水管，06是儲(chǔ)水循環(huán)排出管，10是排水閥，11是兩位三通電磁閥，12A是管結(jié)構(gòu)散熱器等壓供水管道的進(jìn)水管，12是管結(jié)構(gòu)散熱器的等壓供水管道，15是管結(jié)構(gòu)散熱器的散熱管，18是管結(jié)構(gòu)散熱器的出水橫管，19是溢流閥，21是儲(chǔ)水箱的循環(huán)散熱進(jìn)水管，30是太陽(yáng)能系統(tǒng)集熱器，31是儲(chǔ)水循環(huán)泵，32是儲(chǔ)水箱，圖中虛線是系統(tǒng)保溫管道，圖中箭頭指向水流方向。
具體實(shí)施例方式附圖是以太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱為例，非限制性公開了本發(fā)明中的具體實(shí)施例，對(duì)于其它類型的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)同樣適用。結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述如下。參見附圖1和附圖5 :本發(fā)明的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱，其結(jié)構(gòu)主要包括儲(chǔ)水箱、水溫水位儀探頭26、儲(chǔ)水循環(huán)泵31、管結(jié)構(gòu)散熱器、溢流閥19、排水閥10、兩位三通電磁閥11和遮陽(yáng)棚，所述兩位三通電磁閥11其中之一的出水接口安裝在管結(jié)構(gòu)散熱器的進(jìn)水管的接口 12A上，所述兩位三通電磁閥11的另一出水接口通過系統(tǒng)的保溫管道與儲(chǔ)水箱上的循環(huán)加熱進(jìn)水管01安裝連接，所述兩位三通電磁閥11的進(jìn)水接口通過系統(tǒng)的保溫管道與儲(chǔ)水循環(huán)泵31的出水接口安裝連接，所述管結(jié)構(gòu)散熱器的出水管17接口與儲(chǔ)水箱上的循環(huán)散熱進(jìn)水管接口安裝連接，所述溢流閥19安裝在管結(jié)構(gòu)散熱器的出水管接口 17內(nèi)，所述排水閥10安裝在管結(jié)構(gòu)散熱器的進(jìn)水管12A上，所述遮陽(yáng)棚罩裝在管結(jié)構(gòu)散熱器上，所述排水閥10選用電磁閥或選用手動(dòng)閥門開關(guān)。附圖2、3、4反映水箱主要部件在其它投影面上的結(jié)構(gòu)和相互間的位置關(guān)系。參見附圖1、2、3和4 :所述管結(jié)構(gòu)散熱器由等壓供水管道12、散熱管15、內(nèi)管16、散熱翅片14和出水橫管18構(gòu)成、所述內(nèi)管16插入安裝在散熱管15內(nèi)，與散熱管內(nèi)壁構(gòu)成環(huán)形水道截面，即形成環(huán)形水流道，所述散熱翅片14選用鋁板或銅板沖壓加工、安裝在散熱管15上，所述管結(jié)構(gòu)散熱器上的管道選用不銹鋼管或選用鋁管加工、焊接組裝，所述等壓供水管道結(jié)構(gòu)12可將水流量最均勻的分配給各撒熱管15，但散熱管15的數(shù)量需按4的倍率設(shè)計(jì)配置，如采用的撒熱管15的數(shù)量不是4的倍數(shù)或需進(jìn)一步增加撒熱管15的數(shù)量或需簡(jiǎn)化進(jìn)水結(jié)構(gòu)，亦可將等壓供水管道12更換成與出水橫管18相同的管道結(jié)構(gòu)，將起到與等壓共供水管道12相似的效果。所述儲(chǔ)水箱上的進(jìn)排氣孔23和循環(huán)散熱進(jìn)水管21設(shè)置在儲(chǔ)水箱上部，高于儲(chǔ)水箱內(nèi)膽儲(chǔ)水的最高水位線，所述水溫水位儀探頭26穿過儲(chǔ)水箱的進(jìn)排氣孔23吊掛安裝在儲(chǔ)水箱內(nèi)，所述儲(chǔ)水循環(huán)散熱進(jìn)水管21處的儲(chǔ)水箱的內(nèi)壁上焊有控流罩22，所述儲(chǔ)水箱內(nèi)壁進(jìn)排氣孔23的上方焊有R形擋水板25，所述進(jìn)排氣孔23處的儲(chǔ)水箱外壁上設(shè)有防風(fēng)罩29，所述防風(fēng)罩29用螺絲緊固在儲(chǔ)水箱的外壁上。所述遮陽(yáng)棚為柵欄式結(jié)構(gòu)，由兩側(cè)遮陽(yáng)板13、棚頂板20和支架09構(gòu)成，通過遮陽(yáng)板緊固螺絲27和遮陽(yáng)棚支架緊固螺絲28組裝固定，所述遮陽(yáng)棚罩裝在管結(jié)構(gòu)散熱器上，所述遮陽(yáng)棚支架09頂端橫梁與儲(chǔ)水箱外殼03連接固定，所述支架09可選用不銹鋼管焊接加工，所述兩側(cè)遮陽(yáng)板13和棚頂板20可選用玻璃鋼制造?，F(xiàn)有太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)自身?yè)碛幸惶讉鞲泻碗娍刂葡到y(tǒng)，通過水溫顯示水位控制儀探頭及光線、溫度、壓力等傳感器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)多個(gè)電磁閥和儲(chǔ)水循環(huán)泵及高壓提升泵的自動(dòng)控制，以及陰雨天和冬季輔助電加熱的自動(dòng)加溫。本發(fā)明的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱的水循環(huán)工作控制是利用現(xiàn)有熱水系統(tǒng)的傳感器和電控制系統(tǒng)，控制新增的電磁閥實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)水循環(huán)流向的控制。參見附圖5 :兩位三通電磁閥11的兩出水口中的一個(gè)處于打開狀態(tài)時(shí)另一個(gè)則處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)兩位三通電磁閥11與循環(huán)加熱進(jìn)水管道01連接的出水口打開時(shí)，儲(chǔ)水箱內(nèi)的儲(chǔ)水流過系統(tǒng)的太陽(yáng)能集熱器30時(shí)被加熱，加熱后的熱水由儲(chǔ)水循環(huán)泵31抽取經(jīng)兩位三通電磁閥11及保溫管道直接泵回水箱32中，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)水箱儲(chǔ)水的循環(huán)加熱；當(dāng)儲(chǔ)水箱內(nèi)的水溫達(dá)到某一設(shè)定值如60°C時(shí)，兩位三通電磁閥11與儲(chǔ)水箱的循環(huán)加熱進(jìn)水管道OI連接的出水口被關(guān)閉，該閥11原被關(guān)閉的另一個(gè)出水口，即兩位三通電磁閥11與管結(jié)構(gòu)散熱器的進(jìn)水管12A連接的出水口隨之同時(shí)被打開，循環(huán)泵31抽取的熱水經(jīng)兩位三通電磁閥11、管結(jié)構(gòu)散熱器的等壓進(jìn)水管道12進(jìn)入散熱管15，在水流通過散熱管15時(shí)，水中的熱量經(jīng)散熱管15上安裝的散熱翅片14在空氣中散發(fā)，經(jīng)冷卻的水流通過出水橫管18和內(nèi)中的溢流閥19及循環(huán)散熱進(jìn)水管21再泵回到儲(chǔ)水箱32中。排水閥10可選用電控或人工控制，在春、夏、秋三季或環(huán)境溫度高于一定溫度時(shí)處于長(zhǎng)閉狀態(tài)，在冬季或環(huán)境溫度低于一定溫度時(shí)兩位三通電磁閥11與進(jìn)水管12A連接的出水口處于長(zhǎng)閉狀態(tài)，排水閥則10處于長(zhǎng)開狀態(tài)，排空了散熱器各管道內(nèi)的存水，避免了冬季結(jié)冰炸管，保證了結(jié)構(gòu)的可行性。本發(fā)明的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱具有足夠的散熱面積，附圖是6噸儲(chǔ)水量的水箱，儲(chǔ)水箱內(nèi)膽的外表面積約為18M2，其管結(jié)構(gòu)散熱器所占圓周夾角為110°，散熱管管徑為$ 40mm，在散熱翅片間距為IOmm時(shí)，散熱面積高達(dá)50M2，并隨儲(chǔ)水箱儲(chǔ)水量的增加而成近似比例增加，從而滿足了降低水溫的速率需要。且具有成倍擴(kuò)大散熱面積的空間條件，可進(jìn)一步提聞散熱速率。最后應(yīng)說明的是顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。故這里也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱，結(jié)構(gòu)包括儲(chǔ)水箱、遮陽(yáng)棚、水溫水位儀探頭和儲(chǔ)水循環(huán)泵，其特征還在于包括管結(jié)構(gòu)散熱器、溢流閥、排水閥和兩位三通電磁閥，所述兩位三通電磁閥其中之一的出水接口安裝在管結(jié)構(gòu)散熱器的進(jìn)水管的接口上，所述兩位三通電磁閥的另一出水接口通過系統(tǒng)的保溫管道與儲(chǔ)水箱上的循環(huán)加熱進(jìn)水管安裝連接，所述兩位三通電磁閥的進(jìn)水接口通過系統(tǒng)的保溫管道與儲(chǔ)水循環(huán)泵的出水接口安裝連接，所述管結(jié)構(gòu)散熱器的出水管接口與儲(chǔ)水箱上的循環(huán)散熱進(jìn)水管接口安裝連接，所述溢流閥安裝在管結(jié)構(gòu)散熱器的出水管內(nèi)，所述排水閥安裝在管結(jié)構(gòu)散熱器的進(jìn)水管上，所述遮陽(yáng)棚罩裝在管結(jié)構(gòu)散熱器上。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱，其特征還在于，所述管結(jié)構(gòu)散熱器由等壓供水管道、散熱管、內(nèi)管、散熱翅片和出水橫管構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱，其特征還在于，所述內(nèi)管插入安裝在散熱管內(nèi)，與散熱管內(nèi)壁構(gòu)成環(huán)形水道截面。
4.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱，其特征還在于，所述散熱翅片選用鋁板沖壓加工、安裝在散熱管上。
5.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱，其特征還在于，所述管結(jié)構(gòu)散熱器的進(jìn)水端的等壓供水管道或選用與出水端的出水橫管結(jié)構(gòu)相同的管道結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱，其特征還在于，所述管結(jié)構(gòu)散熱器上的管道選用不銹鋼管或選用鋁管加工、焊接組裝。
7.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱，其特征還在于，所述儲(chǔ)水箱的循環(huán)散熱進(jìn)水管處的儲(chǔ)水箱內(nèi)壁上焊有控流罩。
8.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱，其特征還在于，所述儲(chǔ)水箱內(nèi)壁進(jìn)排氣孔的上方焊有R形擋水板。
9.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱，其特征還在于，所述排水閥選用電磁閥或選用手動(dòng)閥門開關(guān)。
10.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱，其特征還在于，所述遮陽(yáng)棚由棚頂板、兩側(cè)遮陽(yáng)板和支架構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的自控溫水箱主要由儲(chǔ)水箱、遮陽(yáng)棚、管結(jié)構(gòu)散熱器及相關(guān)控制閥等組成。通過電磁閥對(duì)系統(tǒng)集熱器的熱水流向控制，將系統(tǒng)獲取的過余熱量通過管結(jié)構(gòu)散熱器散發(fā)到空氣中，達(dá)到限制水溫升高，實(shí)現(xiàn)夏季水箱溫度控制在60℃或按需設(shè)定的目的。從而使江蘇地區(qū)的熱水量設(shè)計(jì)由現(xiàn)每百升1.43M2增加到2M2以上，突破了國(guó)標(biāo)“GB 50364-2005”的取值范圍，提高了冬季儲(chǔ)水的日升溫幅度，冬季能耗占比由46.6％降低到25％，相比降低46％，每噸熱水多節(jié)電9.6度，特別是選用太陽(yáng)能“翅片式熱管”集熱管(201110023016.0)組裝的系統(tǒng)集熱器，將輔助能耗進(jìn)一步降低，冬季每噸熱水則多節(jié)電20.6度，提高了熱水系統(tǒng)的可靠度、經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能效果。具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、工藝簡(jiǎn)單、安裝使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24J2/46GK103062934SQ201110315228
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者李光華, 謝河 申請(qǐng)人:南京綠盾電氣設(shè)備有限公司