專利名稱：一種太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能光熱領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前，隨著全球能源供應(yīng)的日益緊張，太陽能已經(jīng)成為研究開發(fā)最多、應(yīng)用最為廣泛的可再生能源，由此衍生的太陽能熱水器技術(shù)也在飛速發(fā)展。在我國，太陽能熱水器的熱利用轉(zhuǎn)換技術(shù)已有30多年的發(fā)展過程，但是太陽能熱水器在使用方面仍然存在缺陷。例 如，在太陽輻射能密度較低時(shí)，太陽能集熱不能滿足生活用水加熱需求，因此，一般需要經(jīng)過長時(shí)間的集熱蓄能才能使水箱中的水溫達(dá)到使用水平，或加裝電加熱和其他輔助加熱裝置提高水溫。這樣不僅不利于人們的正常使用，而且耗費(fèi)了大量寶貴的一次能源。目前，大部分太陽能水箱，對(duì)水的加熱方法為，將加熱裝置置于水箱內(nèi)部，采用這種方法，長時(shí)間使用后，其加熱裝置表面會(huì)覆上一層水垢，使加熱效率降低，導(dǎo)致熱量的大部分流失,而且傳熱阻力大,并需要水泵驅(qū)動(dòng)內(nèi)部介質(zhì)流通,從而使產(chǎn)品成本大大增加。近年來，為了保證水箱內(nèi)水體衛(wèi)生和優(yōu)化水箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，國外專家學(xué)者提出了一種包裹在內(nèi)膽四周的夾套管式水箱。當(dāng)水箱工作時(shí)，循環(huán)水進(jìn)入內(nèi)膽與夾套管之間的間隙與生活用水進(jìn)行間接換熱，不直接通入生活用水中，從而保證水箱內(nèi)水體的潔凈衛(wèi)生。但是該種水箱在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面也存在缺陷。當(dāng)循環(huán)水進(jìn)入夾套管時(shí)，由于循環(huán)水重力以及夾套管阻力問題，容易造成循環(huán)水只在內(nèi)膽一側(cè)進(jìn)行換熱或直接隨循環(huán)水快速流動(dòng)到出水口，使內(nèi)膽兩側(cè)換熱不均，間接換熱不充分，浪費(fèi)大量換熱面積，大量熱量流失。這樣不僅浪費(fèi)了蓄集的太陽能，而且加熱效果并不明顯，影響人們的正常使用。所以，開發(fā)一種傳熱效率高、防水垢、防電化學(xué)腐蝕的太陽能水箱，成為較為迫切
的需要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決太陽能水箱，加熱時(shí)熱利用效率底的問題，提供一種太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱方法及裝置，該裝置具有傳熱效率高，傳熱阻力小，防水垢，防電化學(xué)腐蝕和可實(shí)現(xiàn)介質(zhì)自然循環(huán)的特點(diǎn)。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方法為一種太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱方法，其特征在于，其包括以下步驟(I)設(shè)置一水箱內(nèi)膽，在該水箱內(nèi)膽內(nèi)注入待加熱的儲(chǔ)熱介質(zhì)；(2)在所述水箱內(nèi)膽的外表面上設(shè)置一換熱裝置，該換熱裝置由設(shè)置在水箱內(nèi)膽頂部的一膨脹罐、一環(huán)繞在水箱內(nèi)膽外壁的集流管、多條首尾分別連接膨脹罐和集流管的換熱介質(zhì)管以及將換熱介質(zhì)管緊密包覆的導(dǎo)熱套管組成；且在膨脹罐及其連通的管道內(nèi)充有循環(huán)導(dǎo)熱介質(zhì)；(3)在所述水箱內(nèi)膽及換熱裝置的外側(cè)設(shè)置一保溫層，所述的換熱裝置被包覆在該保溫層內(nèi)，減少熱損失；(4)設(shè)置一水箱外殼，將上述步驟中所述的保溫層包裹在外殼內(nèi)；(5)將與所述換熱裝置連通的太陽能集熱器置于陽光下，集熱器開始工作，所述的循環(huán)導(dǎo)熱介質(zhì)被加熱后流入所述換熱裝置的換熱介質(zhì)管內(nèi)，再經(jīng)該換熱介質(zhì)管流入到膨脹罐，膨脹罐對(duì)流進(jìn)的熱介質(zhì)進(jìn)行分流，使熱介質(zhì)分流到其他換熱介質(zhì)管中，各換熱介質(zhì)管通過與水箱內(nèi)膽的緊密接觸進(jìn)行熱傳遞，內(nèi)膽自外部向內(nèi)傳導(dǎo)熱能，對(duì)水箱內(nèi)的儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱。步驟(2)中所述換熱裝置，還包括一介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管和一介質(zhì)循環(huán)流出管；其中所述介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管下端與所述太陽能集熱器連通，其上端與所述膨脹罐相連通；所述的多條換熱介質(zhì)管，呈中心輻射狀均勻分布，包繞在所述水箱內(nèi)膽的外表面上，其中每一換熱介質(zhì)管的上端與所述膨脹罐的下端相連通，其下端與所述集流管相連通；所述的集流管呈環(huán)形環(huán)繞于所述水箱內(nèi)膽的下端，其設(shè)有多個(gè)入口端分別與所述的換熱介質(zhì)管相連通，其 出口端與所述的介質(zhì)循環(huán)流出管連通，該介質(zhì)循環(huán)流出管將冷卻后的介質(zhì)輸送回所述的太陽能集熱器內(nèi)。其還包括以下步驟(6)步驟(5)所述熱介質(zhì)經(jīng)介質(zhì)循環(huán)流入管流入膨脹罐后，經(jīng)膨脹罐分流，進(jìn)入換熱介質(zhì)管，在換熱介質(zhì)管內(nèi)進(jìn)行熱傳遞后，各換熱介質(zhì)管中的介質(zhì)流入到集流管中，集流管中的介質(zhì)經(jīng)介質(zhì)循環(huán)流出管回流至太陽能集熱器中；(7)步驟(6)所述介質(zhì)經(jīng)介質(zhì)循環(huán)流出管流進(jìn)太陽能集熱器后，太陽能集熱器對(duì)介質(zhì)再加熱，加熱后的介質(zhì)再流入所述的換熱裝置的介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管中；(8)重復(fù)步驟(5) (7)，使換熱裝置對(duì)水箱內(nèi)的儲(chǔ)熱介質(zhì)持續(xù)加熱。所述的導(dǎo)熱套管，包覆在換熱介質(zhì)管的外表面，用來輔助換熱介質(zhì)管更好的導(dǎo)熱；該導(dǎo)熱套管的兩側(cè)焊接在所述的水箱內(nèi)膽的外表面上。所述的導(dǎo)熱套管為一橫截面呈U形的半開放式金屬構(gòu)件，其開口兩側(cè)分別設(shè)有一側(cè)翼，該側(cè)翼緊密焊接在所述的水箱內(nèi)膽的外壁上。所述的導(dǎo)熱套管為一橫截面呈Ω形的半開放式金屬構(gòu)件，其開口兩側(cè)分別設(shè)有一側(cè)翼，該側(cè)翼緊密焊接在所述的水箱內(nèi)膽的外壁上。步驟(2)所述的膨脹罐內(nèi)預(yù)留有未充滿介質(zhì)的空間，供介質(zhì)受熱體積膨脹后流入該膨脹罐預(yù)留空間內(nèi)進(jìn)行緩沖和減壓；在所述膨脹罐的上端還設(shè)有一介質(zhì)注入口及密封
至JHL ο一種實(shí)施上述方法的太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱裝置，其包括一水箱內(nèi)膽，在該水箱內(nèi)膽內(nèi)注入待加熱的儲(chǔ)熱介質(zhì)；在所述水箱內(nèi)膽的外表面上設(shè)置一換熱裝置，該換熱裝置由設(shè)置在水箱內(nèi)膽頂部的一膨脹罐、一環(huán)繞在水箱內(nèi)膽外壁的集流管、多條首尾分別連接膨脹罐和集流管的換熱介質(zhì)管以及將換熱介質(zhì)管緊密包覆的導(dǎo)熱套管組成；且在膨脹罐及其連通的管道內(nèi)充有循環(huán)導(dǎo)熱介質(zhì)；在所述水箱內(nèi)膽及換熱裝置的外側(cè)設(shè)有一保溫層，所述的換熱裝置被包覆在該保溫層內(nèi)，減少熱損失；在所述保溫層外表面設(shè)有一水箱外殼，將上述步驟中所述的保溫層包裹在外殼內(nèi)；將與所述換熱裝置連通的太陽能集熱器置于陽光下，集熱器開始工作，所述的循環(huán)導(dǎo)熱介質(zhì)被加熱后流入所述換熱裝置的換熱介質(zhì)管內(nèi)，再經(jīng)該換熱介質(zhì)管流入到膨脹罐，膨脹罐對(duì)流進(jìn)的熱介質(zhì)進(jìn)行分流，使熱介質(zhì)分流到其他換熱介質(zhì)管中，各換熱介質(zhì)管通過與水箱內(nèi)膽的緊密接觸進(jìn)行熱傳遞，內(nèi)膽自外部向內(nèi)傳導(dǎo)熱能，對(duì)水箱內(nèi)的儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱。所述換熱裝置的換熱介質(zhì)管,包括相互連通的一介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管、多條換熱介質(zhì)管、一集流管及一介質(zhì)循環(huán)流出管；其中所述介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管下端與所述太陽能集熱器連通，其上端與所述膨脹罐相連通；所述的多條換熱介質(zhì)管，呈中心輻射狀均勻分布，包繞在所述水箱內(nèi)膽的外表面上，其中每一換熱介質(zhì)管的上端與所述膨脹罐的下端相連通，其下端與所述集流管相連通；所述的集流管呈環(huán)形環(huán)繞于所述水箱內(nèi)膽的下端，其設(shè)有多個(gè)入口端分別與所述的換熱介質(zhì)管相連通，其 出口端與所述的介質(zhì)循環(huán)流出管連通，該介質(zhì)循環(huán)流出管將冷卻后的介質(zhì)輸送回所述的太陽能集熱器內(nèi)。所述的導(dǎo)熱套管，包覆在換熱介質(zhì)管的外表面，用來輔助換熱介質(zhì)管更好的導(dǎo)熱；該導(dǎo)熱套管的兩側(cè)焊接在所述的水箱內(nèi)膽的外表面上。所述的導(dǎo)熱套管為一橫截面呈U形的半開放式金屬構(gòu)件，其開口兩側(cè)分別設(shè)有一側(cè)翼，該側(cè)翼緊密焊接在所述的水箱內(nèi)膽的外壁上。所述的導(dǎo)熱套管為一橫截面呈Ω形的半開放式金屬構(gòu)件，其開口兩側(cè)分別設(shè)有一側(cè)翼，該側(cè)翼緊密焊接在所述的水箱內(nèi)膽的外壁上。所述的膨脹罐內(nèi)預(yù)留有未充滿介質(zhì)的空間，供介質(zhì)受熱體積膨脹后流入該膨脹罐預(yù)留空間內(nèi)進(jìn)行緩沖和減壓；在所述膨脹罐的上端還設(shè)有一介質(zhì)注入口及密封蓋。本發(fā)明的有益效果是通過將加熱裝置設(shè)置于太陽能水箱內(nèi)膽的外表面，有效解決了在長時(shí)間使用后，因結(jié)水垢而導(dǎo)致傳熱效率降低的問題，且采用外置換熱介質(zhì)管，大大減小了熱傳遞流動(dòng)的阻力，并防止電化學(xué)腐蝕；再加上在水箱內(nèi)膽頂端還設(shè)有一膨脹罐，使管內(nèi)介質(zhì)能夠自然循環(huán)，無需水泵的輔助，大大降低了產(chǎn)品成本，同時(shí)膨脹罐還具有熱緩沖減壓和收集介質(zhì)中氣體的作用，使介質(zhì)能夠流暢的實(shí)現(xiàn)循環(huán)。
圖I為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的剖視圖；圖3為本發(fā)明的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明Ω形導(dǎo)熱套管焊接放大圖；圖5為本發(fā)明U形導(dǎo)熱套管焊接放大圖。圖中1.水箱內(nèi)膽2.保溫層3.外殼4.膨脹罐5.介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管6.介質(zhì)循環(huán)出管7.換熱介質(zhì)管8.集流管9.介質(zhì)注入口 10.水箱內(nèi)膽壁11.導(dǎo)熱套管12.側(cè)翼13.焊接點(diǎn)14.密封蓋
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :參見圖I至圖4，本實(shí)施例提供一種太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱方法，其包括以下步驟—種太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱方法，其包括以下步驟(I)設(shè)置一水箱內(nèi)膽1，在該水箱內(nèi)膽I內(nèi)注入待加熱的儲(chǔ)熱介質(zhì)；(2)在所述水箱內(nèi)膽I的外表面上設(shè)置一換熱裝置，該換熱裝置由設(shè)置在水箱內(nèi)膽頂部的一膨脹罐4、一環(huán)繞在水箱內(nèi)膽外壁的集流管8、多條首尾分別連接膨脹罐4和集流管8的換熱介質(zhì)管7以及將換熱介質(zhì)管7緊密包覆的導(dǎo)熱套管11組成；且在膨脹罐4及其連通的管道內(nèi)充有循環(huán)導(dǎo)熱介質(zhì)；(3)在所述水箱內(nèi)膽I及換熱裝置的外側(cè)設(shè)置一保溫層2，所述的換熱裝置被包覆在該保溫層2內(nèi)，減少熱損失；(4)設(shè)置一水箱外殼3，將上述步驟中所述的保溫層2包裹在外殼3內(nèi)；(5)將與所述換熱裝置連通的太陽能集熱器置于陽光下，集熱器開始工作，所述的循環(huán)導(dǎo)熱介質(zhì)被加熱后流入所述換熱裝置的換熱介質(zhì)管內(nèi)，再經(jīng)該換熱介質(zhì)管流入到膨脹罐4,膨脹罐4對(duì)流進(jìn)的熱介質(zhì)進(jìn)行分流,使熱介質(zhì)分流到其他換熱介質(zhì)管中，各換熱介質(zhì)管通過與水箱內(nèi)膽的緊密接觸進(jìn)行熱傳遞，內(nèi)膽自外部向內(nèi)傳導(dǎo)熱能，對(duì)水箱內(nèi)的儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱。步驟(2)所述換熱裝置的換熱介質(zhì)管，包括相互連通的一介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管5、多條換熱介質(zhì)管7、一集流管8及一介質(zhì)循環(huán)流出管6 ;其中所述介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管5下端與所述 太陽能集熱器連通，其上端與所述膨脹罐4相連通；所述的多條換熱介質(zhì)管7，呈中心輻射狀均勻分布，包繞在所述水箱內(nèi)膽I的外表面上，其中每一換熱介質(zhì)管7的上端與所述膨脹罐4的下端相連通，其下端與所述集流管8相連通；所述的集流管8呈環(huán)形環(huán)繞于所述水箱內(nèi)膽I的下端，其設(shè)有多個(gè)入口端分別與所述的換熱介質(zhì)管7相連通，其出口端與所述的介質(zhì)循環(huán)流出管6連通，該介質(zhì)循環(huán)流出管6將冷卻后的介質(zhì)輸送回所述的太陽能集熱器內(nèi)。其還包括以下步驟(6)步驟(5)所述熱介質(zhì)經(jīng)介質(zhì)循環(huán)流入管流入膨脹罐后，經(jīng)膨脹罐分流，進(jìn)入換熱介質(zhì)管，在換熱介質(zhì)管內(nèi)進(jìn)行熱傳遞后，各換熱介質(zhì)管中的介質(zhì)流入到集流管中，集流管中的介質(zhì)經(jīng)介質(zhì)循環(huán)流出管回流至太陽能集熱器中；(7)步驟(6)所述介質(zhì)經(jīng)介質(zhì)循環(huán)流出管流進(jìn)太陽能集熱器后，太陽能集熱器對(duì)介質(zhì)再加熱，加熱后的介質(zhì)再流入所述的換熱裝置的介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管中；(8)重復(fù)步驟(5) (7)，使換熱裝置對(duì)水箱內(nèi)的水持續(xù)加熱。所述的導(dǎo)熱套管11，包覆在換熱介質(zhì)管7的外表面，用來輔助換熱介質(zhì)管7更好的導(dǎo)熱；該導(dǎo)熱套管11的兩側(cè)焊接在所述的水箱內(nèi)膽I的外表面上。所述的導(dǎo)熱套管10為一橫截面呈Ω形的半開放式金屬構(gòu)件，其開口兩側(cè)分別設(shè)有一側(cè)翼11，該側(cè)翼11緊密焊接在所述的水箱內(nèi)膽I的外壁上。步驟(2)所述的膨脹罐4內(nèi)預(yù)留有未充滿介質(zhì)的空間，供介質(zhì)受熱體積膨脹后流入該膨脹罐4預(yù)留空間內(nèi)進(jìn)行緩沖和減壓；在所述膨脹罐4的上端還設(shè)有一介質(zhì)注入口 9及密封蓋14。當(dāng)換熱裝置內(nèi)的介質(zhì)被加熱后，密度變小，體積增大，使得換熱裝置內(nèi)的壓力變大，而膨脹罐4內(nèi)的氣體被壓縮，從而起到緩沖的作用。一種實(shí)施上述方法的太陽能蓄熱水箱外置鼠籠式換熱裝置，其包括一水箱內(nèi)膽1，在該水箱內(nèi)膽I內(nèi)注入待加熱的儲(chǔ)熱介質(zhì)；在所述水箱內(nèi)膽I的外表面上設(shè)置一換熱裝置，該換熱裝置由設(shè)置在水箱內(nèi)膽頂部的一膨脹罐4、一環(huán)繞在水箱內(nèi)膽外壁的集流管8、多條首尾分別連接膨脹罐4和集流管8的換熱介質(zhì)管7以及將換熱介質(zhì)管7緊密包覆的導(dǎo)熱套管11組成；且在膨脹罐4及其連通的管道內(nèi)充有循環(huán)導(dǎo)熱介質(zhì)；在所述水箱內(nèi)膽I及換熱裝置的外側(cè)設(shè)有一保溫層2，所述的換熱裝置被包覆在該保溫層2內(nèi)，減少熱損失；在所述保溫層2外表面設(shè)有一水箱外殼3，將上述步驟中所述的保溫層2包裹在外殼3內(nèi)；將與所述換熱裝置連通的太陽能集熱器置于陽光下，集熱器開始工作，所述的循環(huán)導(dǎo)熱介質(zhì)被加熱后流入所述換熱裝置的換熱介質(zhì)管內(nèi)，再經(jīng)該換熱介質(zhì)管流入到膨脹罐4，膨脹罐4對(duì)流進(jìn)的熱介質(zhì)進(jìn)行分流，使熱介質(zhì)分流到其他換熱介質(zhì)管中，各換熱介質(zhì)管通過與水箱內(nèi)膽I的緊密接觸進(jìn)行熱傳遞，內(nèi)膽自外部向內(nèi)傳導(dǎo)熱能，對(duì)水箱內(nèi)的儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱。所述換熱裝置的換熱介質(zhì)管,包括相互連通的一介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管5、多條換熱介質(zhì)管7、一集流管8及一介質(zhì)循環(huán)流出管6 ;其中所述介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管5下端與所述太陽能集熱器連通，其上端與所述膨脹罐4相連通；所述的多條換熱介質(zhì)管7，呈中心輻射狀均勻分布，包繞在所述水箱內(nèi)膽I的外表面上，其中每一換熱介質(zhì)管7的上端與所述膨脹罐4的下端相連通，其下端與所述集流管8相連通；所述的集流管8呈環(huán)形環(huán)繞于所述水箱內(nèi)膽I的下端，其設(shè)有多個(gè)入口端分別與所述的換熱介質(zhì)管7相連通，其出口端與所述的介質(zhì)循環(huán)流出管6連通，該介質(zhì)循環(huán)流出管6將冷卻后的介質(zhì)輸送回所述的太陽能集熱器內(nèi)。
所述的導(dǎo)熱套管11，包覆在換熱介質(zhì)管7的外表面，用來輔助換熱介質(zhì)管7更好的導(dǎo)熱；該導(dǎo)熱套管11的兩側(cè)焊接在所述的水箱內(nèi)膽I的外表面上。所述的導(dǎo)熱套管10為一橫截面呈Ω形的半開放式金屬構(gòu)件，其開口兩側(cè)分別設(shè)有一側(cè)翼11，該側(cè)翼11緊密焊接在所述的水箱內(nèi)膽I的外壁上。所述的膨脹罐4內(nèi)預(yù)留有未充滿介質(zhì)的空間，供介質(zhì)受熱體積膨脹后流入該膨脹罐4預(yù)留空間內(nèi)進(jìn)行緩沖和減壓；在所述膨脹罐4的上端還設(shè)有一介質(zhì)注入口 9及密封蓋14。實(shí)施例2 :參見圖5，本實(shí)施例提供另外一種太陽能水箱外置式換熱方法及裝置，其步驟及結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I基本相同，其不同之處在于所述的導(dǎo)熱套管10為一橫截面呈U形的半開放式金屬構(gòu)件，其開口兩側(cè)分別設(shè)有一側(cè)翼11，該側(cè)翼11緊密焊接在所述的水箱內(nèi)膽I的外壁上。本實(shí)施例所述裝置的工作原理為通過介質(zhì)注入口 9，往換熱裝置中注入介質(zhì)，該介質(zhì)經(jīng)太陽能集熱器加熱后，由于熱虹吸作用，介質(zhì)沿著管路進(jìn)入換熱裝置，通過介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管5，進(jìn)入膨脹罐4，膨脹罐4對(duì)流入的熱介質(zhì)進(jìn)行分流，使熱介質(zhì)流入換熱介質(zhì)管7，熱介質(zhì)在換熱介質(zhì)管中，通過熱傳遞的方法，經(jīng)換熱介質(zhì)管，導(dǎo)熱套管11，將熱能傳遞至水箱內(nèi)膽外壁10上，然后通過水箱內(nèi)膽外壁10發(fā)熱，實(shí)現(xiàn)對(duì)水箱內(nèi)膽I內(nèi)的水進(jìn)行加熱；熱介質(zhì)經(jīng)過換熱介質(zhì)管7后，被冷卻，并流入集流管8，經(jīng)介質(zhì)循環(huán)出管6，流入集熱器中，進(jìn)行再加熱，然后再進(jìn)入介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管5，如此循環(huán)，達(dá)到加熱效果。但以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例，并非用以局限本發(fā)明的專利范圍，故凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱方法，其特征在于，其包括以下步驟 (1)設(shè)置一水箱內(nèi)膽，在該水箱內(nèi)膽內(nèi)注入待加熱的儲(chǔ)熱介質(zhì)； (2)在所述水箱內(nèi)膽的外表面上設(shè)置一換熱裝置，該換熱裝置由設(shè)置在水箱內(nèi)膽頂部的一膨脹罐、一環(huán)繞在水箱內(nèi)膽外壁的集流管、多條首尾分別連接膨脹罐和集流管的換熱介質(zhì)管以及將換熱介質(zhì)管緊密包覆的導(dǎo)熱套管組成；且在膨脹罐及其連通的管道內(nèi)充有循環(huán)導(dǎo)熱介質(zhì)； (3)在所述水箱內(nèi)膽及換熱裝置的外側(cè)設(shè)置一保溫層，所述的換熱裝置被包覆在該保溫層內(nèi)，減少熱損失； (4)設(shè)置一水箱外殼，將上述步驟中所述的保溫層包裹在外殼內(nèi)； (5)將與所述換熱裝置連通的太陽能集熱器置于陽光下，集熱器開始工作，所述的循環(huán)導(dǎo)熱介質(zhì)被加熱后流入所述換熱裝置的換熱介質(zhì)管內(nèi)，再經(jīng)該換熱介質(zhì)管流入到膨脹罐，膨脹罐對(duì)流進(jìn)的熱介質(zhì)進(jìn)行分流，使熱介質(zhì)分流到其他換熱介質(zhì)管中，各換熱介質(zhì)管通過與水箱內(nèi)膽的緊密接觸進(jìn)行熱傳遞，內(nèi)膽自外部向內(nèi)傳導(dǎo)熱能，對(duì)水箱內(nèi)的儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能蓄熱水箱外置鼠籠式換熱方法，其特征在于，步驟(2)中所述的換熱裝置，還包括一介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管和一介質(zhì)循環(huán)流出管；其中所述介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管下端與所述太陽能集熱器連通，其上端與所述膨脹罐相連通；所述的多條換熱介質(zhì)管，呈中心輻射狀均勻分布，包繞在所述水箱內(nèi)膽的外表面上，其中每一換熱介質(zhì)管的上端與所述膨脹罐的下端相連通，其下端與所述集流管相連通；所述的集流管呈環(huán)形環(huán)繞于所述水箱內(nèi)膽的下端，其設(shè)有多個(gè)入口端分別與所述的換熱介質(zhì)管相連通，其出口端與所述的介質(zhì)循環(huán)流出管連通，該介質(zhì)循環(huán)流出管將冷卻后的介質(zhì)輸送回所述的太陽能集熱器內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的太陽能蓄熱水箱外置鼠籠式換熱方法，其特征在于，其還包括以下步驟 (6)步驟(5)所述熱介質(zhì)經(jīng)介質(zhì)循環(huán)流入管流入膨脹罐后，經(jīng)膨脹罐分流，進(jìn)入換熱介質(zhì)管，在換熱介質(zhì)管內(nèi)進(jìn)行熱傳遞后，各換熱介質(zhì)管中的介質(zhì)流入到集流管中，集流管中的介質(zhì)經(jīng)介質(zhì)循環(huán)流出管回流至太陽能集熱器中； (7)步驟(6)所述介質(zhì)經(jīng)介質(zhì)循環(huán)流出管流進(jìn)太陽能集熱器后，太陽能集熱器對(duì)介質(zhì)再加熱，加熱后的介質(zhì)再流入所述的換熱裝置的介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管中； (8)重復(fù)步驟(5) (7)，使換熱裝置對(duì)水箱內(nèi)的儲(chǔ)熱介質(zhì)持續(xù)加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能蓄熱水箱外置鼠籠式換熱方法，其特征在于，所述的導(dǎo)熱套管，包覆在換熱介質(zhì)管的外表面，用來輔助換熱介質(zhì)管更好的導(dǎo)熱；該導(dǎo)熱套管的兩側(cè)焊接在所述的水箱內(nèi)膽的外表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的太陽能蓄熱水箱外置鼠籠式換熱方法，其特征在于，所述的導(dǎo)熱套管為一橫截面呈U形的半開放式金屬構(gòu)件，其開口兩側(cè)分別設(shè)有一側(cè)翼，該側(cè)翼緊密焊接在所述的水箱內(nèi)膽的外壁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的太陽能蓄熱水箱外置鼠籠式換熱方法，其特征在于，所述的導(dǎo)熱套管為一橫截面呈Ω形的半開放式金屬構(gòu)件，其開口兩側(cè)分別設(shè)有一側(cè)翼，該側(cè)翼緊密焊接在所述的水箱內(nèi)膽的外壁上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能蓄熱水箱外置鼠籠式換熱方法，其特征在于，步驟(2)所述的膨脹罐內(nèi)預(yù)留有未充滿介質(zhì)的空間，供介質(zhì)受熱體積膨脹后流入該膨脹罐預(yù)留空間內(nèi)進(jìn)行緩沖和減壓；在所述膨脹罐的上端還設(shè)有一介質(zhì)注入口及密封蓋。
8.一種實(shí)施權(quán)利要求I至7之一所述方法的太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱裝置，其特征在于，其包括一水箱內(nèi)膽，在該水箱內(nèi)膽內(nèi)注入待加熱的儲(chǔ)熱介質(zhì)；在所述水箱內(nèi)膽的外表面上設(shè)置一換熱裝置，該換熱裝置由設(shè)置在水箱內(nèi)膽頂部的一膨脹罐、一環(huán)繞在水箱內(nèi)膽外壁的集流管、多條首尾分別連接膨脹罐和集流管的換熱介質(zhì)管以及將換熱介質(zhì)管緊密包覆的導(dǎo)熱套管組成；且在膨脹罐及其連通的管道內(nèi)充有循環(huán)導(dǎo)熱介質(zhì)；在所述水箱內(nèi)膽及換熱裝置的外側(cè)設(shè)有一保溫層，所述的換熱裝置被包覆在該保溫層內(nèi)，減少熱損失；在所述保溫層外表面設(shè)有一水箱外殼，將上述步驟中所述的保溫層包裹在外殼內(nèi)；將與所述換熱裝置連通的太陽能集熱器置于陽光下，集熱器開始工作，所述的循環(huán)導(dǎo)熱介質(zhì)被加熱后流入所述換熱裝置的換熱介質(zhì)管內(nèi)，再經(jīng)該換熱介質(zhì)管流入到膨脹罐，膨脹罐對(duì)流進(jìn)的熱介質(zhì)進(jìn)行分流，使熱介質(zhì)分流到其他換熱介質(zhì)管中，各換熱介質(zhì)管通過與水箱內(nèi)膽的緊密接觸進(jìn)行熱傳遞，內(nèi)膽自外部向內(nèi)傳導(dǎo)熱能，對(duì)水箱內(nèi)的儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱裝置，其特征在于，所述的換熱裝置，還包括一介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管和一介質(zhì)循環(huán)流出管；其中所述介質(zhì)循環(huán)進(jìn)入管下端與所述太陽能集熱器連通，其上端與所述膨脹罐相連通；所述的多條換熱介質(zhì)管，呈中心輻射狀均勻分布，包繞在所述水箱內(nèi)膽的外表面上，其中每一換熱介質(zhì)管的上端與所述膨脹罐的下端相連通，其下端與所述集流管相連通；所述的集流管呈環(huán)形環(huán)繞于所述水箱內(nèi)膽的下端，其設(shè)有多個(gè)入口端分別與所述的換熱介質(zhì)管相連通，其出口端與所述的介質(zhì)循環(huán)流出管連通，該介質(zhì)循環(huán)流出管將冷卻后的介質(zhì)輸送回所述的太陽能集熱器內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱裝置，其特征在于，所述的導(dǎo)熱套管，包覆在換熱介質(zhì)管的外表面，用來輔助換熱介質(zhì)管更好的導(dǎo)熱；該導(dǎo)熱套管的兩側(cè)焊接在所述的水箱內(nèi)膽的外表面上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱裝置，其特征在于，所述的導(dǎo)熱套管為一橫截面呈U形的半開放式金屬構(gòu)件，其開口兩側(cè)分別設(shè)有一側(cè)翼，該側(cè)翼緊密焊接在所述的水箱內(nèi)膽的外壁上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱裝置，其特征在于，所述的導(dǎo)熱套管為一橫截面呈Ω形的半開放式金屬構(gòu)件，其開口兩側(cè)分別設(shè)有一側(cè)翼，該側(cè)翼緊密焊接在所述的水箱內(nèi)膽的外壁上。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱裝置，其特征在于，所述的膨脹罐內(nèi)預(yù)留有未充滿介質(zhì)的空間，供介質(zhì)受熱體積膨脹后流入該膨脹罐預(yù)留空間內(nèi)進(jìn)行緩沖和減壓；在所述膨脹罐的上端還設(shè)有一介質(zhì)注入口及密封蓋。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱方法，其特征在于，其包括以下步驟(1)設(shè)置一水箱內(nèi)膽，在該水箱內(nèi)膽內(nèi)注入待加熱的儲(chǔ)熱介質(zhì)；(2)在所述水箱內(nèi)膽的外表面上設(shè)置一換熱裝置，該換熱裝置由設(shè)置在水箱內(nèi)膽頂部的一膨脹罐、一環(huán)繞在水箱內(nèi)膽外壁的集流管、多條首尾分別連接膨脹罐和集流管的換熱介質(zhì)管以及將換熱介質(zhì)管緊密包覆的導(dǎo)熱套管組成；且在膨脹罐及其連通的管道內(nèi)充有循環(huán)導(dǎo)熱介質(zhì)；(3)在所述水箱內(nèi)膽及換熱裝置的外側(cè)設(shè)置一保溫層，所述的換熱裝置被包覆在該保溫層內(nèi)；(4)設(shè)置一水箱外殼，將上述步驟中所述的保溫層包裹在外殼內(nèi)。本發(fā)明還公開了實(shí)施上述方法的一種太陽能蓄熱水箱鼠籠式換熱裝置。
文檔編號(hào)F24J2/24GK102878700SQ201210289018
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月14日
發(fā)明者楊憲杰 申請(qǐng)人:楊憲杰