專利名稱：內(nèi)置無壓水介質太陽能集熱自動除垢裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種除垢裝置，具體涉及一種內(nèi)置無壓水介質太陽能集熱自動除垢裝置。
背景技術：
眾所周知，水在60° C及其以上溫度時容易產(chǎn)生以鈉鎂離子為主要成分的沉積物，又稱“水垢”。在太陽能集熱循環(huán)換熱系統(tǒng)中，尤其是100° C左右的中低溫集熱時，結垢非常嚴重，甚至無法集熱運行。目前比較好方式是采用其它循環(huán)介質來替代水介質，尤其在平板式集熱系統(tǒng)、U型管真空管太陽能集熱系統(tǒng)幾乎都采用防凍液、丙二醇等混合“專用太陽液”循環(huán)介質。圖1是采用“專用太陽液”的系統(tǒng)結構，它主要是在循環(huán)泵的吸液口安裝一套專用介質罐，包括壓力表、液位計、安全閥、介質罐等；實際使用中暴露出多個不足之處:一是換熱器、循環(huán)泵需要特種型號，尤其是換熱器，一旦漏液將會嚴重污染儲水箱水質；造價高，存在衛(wèi)生安全隱患；二是不適合對水質衛(wèi)生要求較高的場合，如食品、醫(yī)藥等場合，使太陽能應用范圍受到限制；三是由于太陽能輻射量的變化太大，高溫時安全閥打開，介質噴出后減少，需要隨時補充液體，會降低系統(tǒng)效率，增大維修率。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術技術存在的上述缺點和不足，本實用新型提供了一種內(nèi)置無壓水介質太陽能集熱自動除垢裝置，對于以水作為導熱工質的間接換熱太陽能集熱換熱系統(tǒng)，本實用新型在太陽能集熱系統(tǒng)換熱運行工程中自動生成無垢載熱水工質，且除垢效果顯著，換熱效率更高，水質衛(wèi)生有保障，結構簡單，容易加工，裝配簡單，故障率低，運行安全可靠，便于維修維護。本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn):一種內(nèi)置無壓水介質太陽能集熱自動除垢裝置，包括氣水分離器、凈化緩沖器、鎂棒除垢器、波紋管連接器、呼吸管、礦物質過濾堆和導氣管；所述氣水分離器一端通過波紋管與儲熱水箱的“水-水”換熱器的低溫管機械連接，所述氣水分離器另一端通過波紋管與所述鎂棒除垢器機械連接，所述鎂棒除垢器與水泵進水管機械連接，所述凈化緩沖器的頂部與所述呼吸管機械連接，所述凈化緩沖器的下部通過所述導氣管與所述氣水分離器機械連接，所述礦物質過濾堆放置在所述凈化緩沖器的內(nèi)部。優(yōu)選的，所述內(nèi)置無壓水介質太陽能集熱自動除垢裝置的主體放置在儲熱水箱的內(nèi)膽底部并浸泡在水中，所述呼吸管的管口低于儲熱水箱最低水位，所述呼吸管是所述內(nèi)置無壓水介質太陽能集熱自動除垢裝置與儲熱水箱內(nèi)部水連通的唯一敞開管口，所述呼吸管是太陽能循環(huán)換熱管路系統(tǒng)唯一與外界的連通口，且開口與儲熱水箱軸線垂直，所述呼吸管的管口內(nèi)徑為20mm至30mm。優(yōu)選的，所述氣水分離器的主體外殼是一段不銹鋼圓管，所述不銹鋼圓管的內(nèi)管徑為所述不銹鋼波紋管內(nèi)管徑的兩倍，進水端的外側焊接一段不銹鋼波紋管，進水端的內(nèi)側與中心軸傾斜45°角焊接疏汽板，出水端外側焊接一段不銹鋼波紋管，出水端圓周側上方垂直焊接導氣管，底部焊接支撐腳。優(yōu)選的，所述凈化緩沖器的主殼體是不銹鋼材質的圓柱體，內(nèi)直徑為200mm 500mm,兩個端部為弧形端蓋，壁厚均為1.5mm 2.5mm,高度為200mm 500mm。優(yōu)選的，所述凈化緩沖器的主殼體內(nèi)部高度的1/5處焊接有多孔圓盤，所述多孔圓盤的上部設有礦物質磁化過濾堆，下部弧形端蓋中心焊接內(nèi)絲接頭，上部弧形板焊接呼吸管。優(yōu)選的，所述鎂棒除垢器的主殼體是不銹鋼材質的圓柱體，所述鎂棒除垢器與儲熱水箱軸線垂直焊接在一起，且出水口伸出儲熱水箱內(nèi)膽，出水端口與鎂棒機械連接，出水端里側圓周向與水泵進水管連接，管路鎂棒伸入除垢器內(nèi)孔，其進水端與波紋管機械連接。對于以水作為導熱工質的間接換熱太陽能集熱換熱系統(tǒng)，采用本實用新型對循環(huán)水工質實施降垢除垢，并在太陽能集熱系統(tǒng)換熱運行工程中自動生成無垢載熱水工質，與其它方式相比較，本實用新型結構簡單，容易加工，裝配簡單，故障率低，除垢效果顯著，換熱效率更高，水質衛(wèi)生有保障，運行安全可靠，便于維修維護。

圖1是常用特種介質太陽能循環(huán)換熱系統(tǒng)結構圖；圖2是本實用新型水介質太陽能循環(huán)換熱系統(tǒng)結構圖；圖3是本實用新型的除垢裝置主體結構圖；圖4是本實用新型的氣水分離器結構圖；圖5是本實用新型的凈化緩沖器結構圖；圖6是本實用新型的鎂棒除垢器的主視圖；圖7是本實用新型的鎂棒除垢器的縱切圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。如圖2至圖7所示的除垢裝置，除垢裝置主體由氣水分離器6、凈化緩沖器7、鎂棒除垢器8、波紋管連接器14、波紋管連接器16、呼吸管13、礦物過濾堆19、導氣管20等有序機械連接；其中氣水分離器6的一端通過波紋管14與儲熱水箱的“水-水”換熱器5的低溫管機械連接，另一端通過波紋管16與鎂棒除垢器8機械連接，鎂棒除垢器8與水泵進水管9機械連接，凈化緩沖器7的頂部機械連接呼吸管13，下部通過導氣管20與氣水分離器6機械連接，礦物過濾堆19放置在凈化緩沖器7的內(nèi)部。在圖2中，整個除垢器主體放置在儲熱水箱3的內(nèi)膽底部，浸泡在水4中，呼吸管13的管口低于儲熱水箱最低水位，呼吸管13是除垢裝置與儲熱水箱3內(nèi)部水連通的唯一敞開管口，也是太陽能循環(huán)換熱管路系統(tǒng)唯一的與外界的連通口，且開口與儲熱水箱3軸線垂直。[0022]在圖4中，氣水分離器6的主體外殼是一段不銹鋼圓管，內(nèi)管徑為D，D = 2d，進水端的外側焊接一段公稱通徑為d的不銹鋼波紋管14，內(nèi)側與中心軸傾斜45°角焊接疏氣板21，出水端外側焊接一段公稱通徑為D的不銹鋼波紋管16，出水端圓周側上方垂直焊接導氣管20，底部焊接支撐腳15。在圖5中，凈化緩沖器7的主殼體是不銹鋼材質的圓柱體，內(nèi)直徑為Φ，Φ =200mm 500mm,兩個端部為弧形端蓋，壁厚均為δ，δ = 1.5mm 2.5mm,高度為H, H =200mm 500mmo在圖5中，凈化緩沖器7主殼體內(nèi)部高度H/5處于焊接直徑為Φ的多孔圓盤18，圓盤的上部有礦物過濾堆19，下部弧形端蓋中心焊接直徑為d的內(nèi)絲接頭17，上部弧形板焊接呼吸管13，且呼吸管13的開口與儲熱水箱3軸線垂直，管口內(nèi)徑為20mm至30mm。在圖6和圖7中，鎂棒除垢器8的主殼體是不銹鋼材質的圓柱體，公稱通徑為D，它與儲熱水箱3的軸線垂直焊接在一起，且出水口伸出儲熱水箱內(nèi)膽，出水端口與鎂棒22機械連接，出水端里側圓周向與水泵進水管9連接，鎂棒伸入除垢器殼內(nèi)孔，其進水端與波紋管16機械連接。制作時，鎂棒除垢器8的殼體在制作儲熱水箱3時預焊接，其它部件按照圖3所示裝配為成品；并在水箱安裝換熱器5時一起裝配在儲熱水箱內(nèi)部。現(xiàn)場安裝時只是按照圖2所示太陽能集熱循環(huán)換熱系統(tǒng)，把循環(huán)泵11側低溫管路9與鎂棒除垢器8連接即可。在圖2中，初次水箱注水時，新水4從呼吸管13、凈化緩沖器7、鎂棒除垢器8進入循環(huán)系統(tǒng)，啟動循環(huán)泵，打開排氣閥12，太陽能集熱循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的空氣隨著被排出。當排氣閥12處有水噴出時隨即關閉。水泵繼續(xù)循環(huán)，新水逐漸補入到循環(huán)管路里，同時管路里的空氣也通過氣水分離器6、凈化緩沖器7、呼吸管13排到儲熱水箱。這樣在循環(huán)一段時間后，新水充滿整個循環(huán)換熱系統(tǒng)，呼吸管13永遠被儲熱水箱水浸泡。充滿在系統(tǒng)內(nèi)常溫下循環(huán)水的容量是一定的，成為“固有介質”。當太陽能集熱器I溫度升高時循環(huán)泵11啟動，系統(tǒng)“固有介質”通過管路2、換熱器5、氣水分離器6、鎂棒除垢器8構成循環(huán)，并通過換熱器5向儲熱水箱3內(nèi)的水4釋放熱量。當水溫升高到一定溫度時，“固有介質”會出現(xiàn)結垢，溫度越高結垢越快，在循環(huán)過程中，鎂棒除垢器8吸收水中的結垢離子，一段時間后，“固有介質”的結垢離子完全消除，失去內(nèi)部結垢條件，不在結垢。這部分自動形成失去內(nèi)部結垢條件的“固有介質”將繼續(xù)存在用整個循環(huán)換熱系統(tǒng)進行循環(huán)換熱。由于“固有介質”在溫度變化時會膨脹收縮，升溫膨脹時，通過凈化過濾器的呼吸管釋放壓力；降溫收縮時部分儲熱水箱水通過呼吸管經(jīng)過凈化后進入循環(huán)系統(tǒng)，減少負壓。由于“固有介質”容量很小，這個膨脹收縮換水量較小。大幅度降低結垢，保證集熱換熱效率。同時，系統(tǒng)才用水介質循環(huán)，與儲熱水箱屬于相同介質，不會對水質構成危害，尤其是適合于水質要求較高的太陽能中低溫利用場合。
權利要求1.一種內(nèi)置無壓水介質太陽能集熱自動除垢裝置，其特征在于，包括氣水分離器、凈化緩沖器、鎂棒除垢器、波紋管連接器、呼吸管、礦物質過濾堆和導氣管；所述氣水分離器一端通過波紋管與儲熱水箱的“水-水”換熱器的低溫管機械連接，所述氣水分離器另一端通過波紋管與所述鎂棒除垢器機械連接，所述鎂棒除垢器與水泵進水管機械連接，所述凈化緩沖器的頂部與所述呼吸管機械連接，所述凈化緩沖器的下部通過所述導氣管與所述氣水分離器機械連接，所述礦物質過濾堆放置在所述凈化緩沖器的內(nèi)部。
2.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)置無壓水介質太陽能集熱自動除垢裝置，其特征在于，所述內(nèi)置無壓水介質太陽能集熱自動除垢裝置的主體放置在儲熱水箱的內(nèi)膽底部并浸泡在水中，所述呼吸管的管口低于儲熱水箱最低水位，所述呼吸管是所述內(nèi)置無壓水介質太陽能集熱自動除垢裝置與儲熱水箱內(nèi)部水連通的唯一敞開管口，所述呼吸管是太陽能循環(huán)換熱管路系統(tǒng)唯一與外界的連通口，且開口與儲熱水箱軸線垂直，所述呼吸管的管口內(nèi)徑為20mm 至 30mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的內(nèi)置無壓水介質太陽能集熱自動除垢裝置，其特征在于，所述凈化緩沖器的主殼體是不銹鋼材質的圓柱體，內(nèi)直徑為200mm 500mm，兩個端部為弧形端蓋，壁厚均為1.5mm 2.5mm，高度為200_ 500mm。
專利摘要本實用新型涉及一種內(nèi)置無壓水介質太陽能集熱自動除垢裝置，包括氣水分離器、凈化緩沖器、鎂棒除垢器、波紋管連接器、呼吸管、礦物質過濾堆和導氣管；所述氣水分離器一端通過波紋管與儲熱水箱的“水-水”換熱器的低溫管機械連接，所述氣水分離器另一端通過波紋管與所述鎂棒除垢器機械連接，所述鎂棒除垢器與水泵進水管機械連接，所述凈化緩沖器的頂部與所述呼吸管機械連接，所述凈化緩沖器的下部通過所述導氣管與所述氣水分離器機械連接，所述礦物質過濾堆放置在所述凈化緩沖器的內(nèi)部。本實用新型結構簡單，除垢效果顯著，換熱效率更高，運行安全可靠，適用于以水作為導熱工質的間接換熱太陽能集熱換熱系統(tǒng)降垢除垢。
文檔編號F24J2/46GK203024456SQ20122053998
公開日2013年6月26日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權日2012年10月22日
發(fā)明者劉永久 申請人:上海鎂雙蓮太陽能熱水器有限公司