專利名稱：分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，用于非承壓式分體太陽能熱水系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
換熱器是工業(yè)化生產(chǎn)過程中，尤其是給配熱、暖通、化工工程上常用的熱交換設(shè)備，種類繁多用途廣泛。在國內(nèi)太陽能熱水器中應(yīng)用的換熱器方式僅有幾種方式，主要是夾套式、盤管式、小膽式、翅片式等幾種結(jié)構(gòu)形式，其中的熱交換過程都是一些典型的熱傳導(dǎo)過程。所實(shí)現(xiàn)的功能也僅現(xiàn)為換熱一種方式而沒有其他的功能，換熱器的附加功能的開發(fā)在整個太陽能系統(tǒng)飛躍式發(fā)展中具有決定性的意義，對太陽能熱水器和熱泵熱水器等新能源熱水器，具有很大的推動作用。目前在太陽能熱水器使用的換熱器有說明書附圖1所示的夾套式換熱器、附圖2 所示的翅片式換熱器、附圖3所示的盤管式換熱器，這三種換熱器是目前太陽能熱水器最為常見三種換熱器。目前在太陽能熱水器行業(yè)應(yīng)用的換熱器相對簡單。功能單一，在國標(biāo) GB 151-1999《管殼式換熱器》已有明確描述，對換熱器材料、厚度、設(shè)計溫度、耐壓、密封方式、換熱面積、連接方式等等都有了詳細(xì)的要求，這也是換熱器形式鮮有新形式出現(xiàn)的主要原因?，F(xiàn)有換熱器的典型缺點(diǎn)之一如前所述是其功能僅僅是換熱一個功能。另外因換熱器內(nèi)充填有換熱介質(zhì)，具有一般物質(zhì)熱脹冷縮的屬性，換熱過程中的介質(zhì)膨脹現(xiàn)象，尤其是因介質(zhì)相變而產(chǎn)生的較大的膨脹，致使換熱器內(nèi)會產(chǎn)生很大壓力。為了安全的在太陽能系統(tǒng)中使用換熱器通常必須配套相應(yīng)的膨脹罐來緩沖換熱系統(tǒng)因系統(tǒng)內(nèi)換熱介質(zhì)熱脹冷縮而對換熱系統(tǒng)的負(fù)面影響。膨脹罐的使用完全解決了這一問題，不過膨脹罐是一個封閉的帶有橡膠內(nèi)膽的罐體，通常設(shè)置在換熱系統(tǒng)的管路上，直接受到工質(zhì)的熱影響，橡膠內(nèi)膽容易失效，維護(hù)費(fèi)用較高。2002年國內(nèi)太陽能熱水器行業(yè)引進(jìn)了國外先進(jìn)的分體雙循環(huán)熱水系統(tǒng)，到目前日趨完善，普及率越來越高，但分體雙循環(huán)熱水系統(tǒng)也必須有換熱器，同時也要配套膨脹罐。 品質(zhì)有保證的公司所使用的膨脹罐一直執(zhí)行歐盟的德國標(biāo)準(zhǔn)DIN EN 13831-2007《水中裝置用安裝在隔膜內(nèi)的封閉式膨脹罐》，高標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行也為分體雙循環(huán)熱水系統(tǒng)推廣帶來很大困難。
發(fā)明內(nèi)容因此本實(shí)用新型的目的在于提供一種新結(jié)構(gòu)形式的用于分體太陽能熱水系統(tǒng)的換熱器，使其既具有換熱器的功能，也具有膨脹罐的功能。本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案該實(shí)用新型分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，包括換熱器本體；[0010]外接管路，匹配連接在所述換熱器本體上；以及膽，為一封閉的腔體，且底部與換熱器本體內(nèi)熱媒通道相連通。依據(jù)本實(shí)用新型的用于分體太陽能熱水系統(tǒng)的換熱器，換熱器本體主要用于熱交換，而膽則具有膨脹罐的功能。進(jìn)一步地，該換熱器用于非承壓式太陽能熱水系統(tǒng)，所述膽所承壓不大，類同于膨脹罐的承壓能力，也跟膨脹罐一樣不參與循環(huán)。區(qū)別在于所述膽與換熱器本體直接連成一體構(gòu)成一種新型的換熱器，置于水箱內(nèi)部，水箱外附件減少。不僅如此，這里的膽與膨脹罐的工作機(jī)理有區(qū)別，首先，膨脹罐通過橡膠隔膜進(jìn)行壓力緩沖，膽主要通過對膽內(nèi)氣體的壓縮實(shí)現(xiàn)壓力的緩沖，當(dāng)然，一定程度上也可以使用膨脹罐，但工作機(jī)理也與已知的膨脹罐工作機(jī)理不同；本方案也沒有排除膨脹罐作為膽來使用，只是膨脹罐不僅不是最佳的選擇，而且還是相對較差的選擇，較佳的選擇是膽內(nèi)中空，通過氣體可壓縮比大的特點(diǎn)進(jìn)行壓力緩沖，不僅成本低，而且可維護(hù)性能好，尤其是容易做防腐處理。并且當(dāng)工質(zhì)發(fā)生相變時，若使用膨脹罐做膽其作用就極其有限了。此外，由于膽作為換熱器的一部分而在使用狀態(tài)下位于水箱內(nèi)部，膽的熱量散逸直接為水所吸收，熱利用率高，且發(fā)生相變的工質(zhì)(太陽能熱水器中所使用的工質(zhì)，也就是熱媒的沸點(diǎn)都高于水的沸點(diǎn))重新變?yōu)橐簯B(tài)，系統(tǒng)壓力隨之降低。顯然，設(shè)置在水箱外部的膨脹罐會對換熱系統(tǒng)的熱利用帶來不利影響。上述分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，所述膽的有效容積為
Vs = J^. 1-狗，式中，Vs——膽的有效容積，L ；Vp——所述換熱器本體內(nèi)傳熱工質(zhì)的容量，L ；E——傳熱工質(zhì)的熱膨脹系數(shù)，無量綱；k——安全系數(shù)，無綱量，取值1. 3^1. 8 ；Pi——膽內(nèi)初始壓力，MPa ；Pf——膽內(nèi)最大工作壓力，MPa。上述分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，所述安全系數(shù)取1. 5。上述分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，所述膽為一中空的殼體，表面有防腐層。上述分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，所述防腐層為搪瓷層，使該相應(yīng)膽成為搪瓷膽。上述分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，所述膽配有壓力安全裝置。上述分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，所述壓力安全裝置包括一豎直探入所述換熱器本體的安全管，在該安全管上設(shè)有一安全閥。上述分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，所述安全管的下端口與膽底部的距離膽內(nèi)部高度=1 :12 1 :14ο上述分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，所述換熱器本體為盤管體，且盤管體的盤繞軸線為豎直線。上述分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，所述膽位于換熱器本體的上方，通過一段管路與所述換熱器本體上部連通。


權(quán)利要求1.一種分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，其特征在于，包括 換熱器本體；外接管路，匹配連接在所述換熱器本體上；以及膽(3)，為一封閉的腔體，且底部與換熱器本體內(nèi)熱媒通道相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，其特征在于，所述膽的有效容積為Vs =-f-；巧/Pf ，式中，Vs——膽的有效容積，L ； Vp——所述換熱器本體內(nèi)傳熱工質(zhì)的容量，L ； E——傳熱工質(zhì)的熱膨脹系數(shù)，無量綱； k——安全系數(shù)，無綱量，取值1. 3^1. 8 ； Pi——膽內(nèi)初始壓力，MPa ； Pf——膽內(nèi)最大工作壓力，MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，其特征在于，所述安全系數(shù)取1. 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，其特征在于，所述膽為一中空的殼體，表面有防腐層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，其特征在于，所述防腐層為搪瓷層，使該相應(yīng)膽成為搪瓷膽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，其特征在于，所述膽配有壓力安全裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，其特征在于，所述壓力安全裝置包括一豎直探入所述換熱器本體的安全管(2 )，在該安全管上設(shè)有一安全閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，其特征在于，所述安全管的下端口與膽底部的距離膽內(nèi)部高度=1 12^1 :14。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，其特征在于，所述換熱器本體為盤管體，且盤管體的盤繞軸線為豎直線。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，其特征在于，所述膽位于換熱器本體的上方，通過一段管路與所述換熱器本體上部連通。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器，包括換熱器本體；外接管路，匹配連接在所述換熱器本體上；以及膽，為一封閉的腔體，且底部與換熱器本體內(nèi)熱媒通道相連通。依據(jù)本實(shí)用新型的分體太陽能熱水系統(tǒng)換熱器使其既具有換熱器的功能，也具有膨脹罐的功能。
文檔編號F24J2/46GK202267257SQ20112035818
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者豐中玉, 馬光柏, 馬迎昌 申請人:山東力諾瑞特新能源有限公司