一種分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水裝置及其方法
【專利摘要】一種分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水裝置及其方法，包括真空管集熱器、儲(chǔ)熱水箱和分離式熱管，儲(chǔ)熱水箱位于陽(yáng)臺(tái)，內(nèi)設(shè)夏季水位線，底部接有補(bǔ)水管和生活熱水管；分離式熱管的蒸發(fā)段和分離式是分開的，分離式熱管蒸發(fā)段和冷凝段通過(guò)蒸汽上升管和液體下降管連通，形成自然循環(huán)回路，分離式熱管蒸發(fā)段置于水箱夏季水位線的上方，分離式熱管冷凝段嵌入內(nèi)墻中，進(jìn)行供暖。本裝置采用分離式熱管有效解決長(zhǎng)距離無(wú)動(dòng)力傳熱問(wèn)題，分離式熱管直接作為散熱末端，傳熱能力高效并實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能與建筑一體化。
【專利說(shuō)明】一種分罔式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水裝置及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能供暖【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水裝置及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能是建筑上具有很大利用潛力的清潔能源。建筑能耗中，采暖及生活熱水需求是低品位熱能，通過(guò)采用適宜的技術(shù)手段，完全可以利用太陽(yáng)能來(lái)滿足。太陽(yáng)能低溫輻射供暖系統(tǒng)是一種較為有效的太陽(yáng)能供暖技術(shù)。建筑能耗占了社會(huì)總能耗的30 %，而在北方地區(qū)，采暖能耗更是占了建筑能耗的40 %左右。夏熱冬冷地區(qū)同寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)一樣，冬季有采暖需求。寒冷地區(qū)采用集中供熱的方式供暖，而夏熱冬冷地區(qū)通常采用單體空調(diào)來(lái)承擔(dān)建筑采暖熱負(fù)荷。近年來(lái)，國(guó)家在大力發(fā)展建筑節(jié)能事業(yè)，建筑的保溫技術(shù)發(fā)展迅速，建筑的節(jié)能水平在不斷提高，冬季建筑的采暖熱負(fù)荷正在逐漸下降，使得利用太陽(yáng)能供暖成為了可能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)傳統(tǒng)太陽(yáng)能建筑供暖系統(tǒng)依賴熱水環(huán)路，循環(huán)水泵消耗電能量大的問(wèn)題，提出一種分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水裝置及其方法。將供暖末端與墻體結(jié)合，實(shí)現(xiàn)墻體輻射供暖，通過(guò)墻體的輻射與對(duì)流換熱進(jìn)行室內(nèi)供暖。本發(fā)明利用分離式熱管自然循環(huán)的特性，無(wú)動(dòng)力輸送熱量，即可滿足供暖和供熱水需求。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水裝置，它包括真空管集熱器、儲(chǔ)熱水箱和分離式熱管；
所述真空管集熱器安裝在南向陽(yáng)臺(tái)，它的出水、進(jìn)水口分別連接儲(chǔ)熱水箱的熱水口和冷水口 ；
儲(chǔ)熱水箱位于陽(yáng)臺(tái)，水箱內(nèi)設(shè)有夏季水位線，所述儲(chǔ)熱水箱底部接有補(bǔ)水管和生活熱水管，所述的補(bǔ)水管連接外部水源，生活熱水管連接需要用熱水的設(shè)備，提供生活熱水；
分離式熱管包括蒸發(fā)段、蒸汽上升管、冷凝段和液體下降管，蒸發(fā)段和冷凝段是分開的，蒸發(fā)段和冷凝段通過(guò)蒸汽上升管和液體下降管連通，形成自然循環(huán)回路，蒸發(fā)段置于水箱夏季水位線的上方，冷凝段嵌入內(nèi)墻中，進(jìn)行供暖。
[0005]本發(fā)明的分離式熱管的冷凝段的位置高于蒸發(fā)段。
[0006]本發(fā)明的分離式熱管的蒸發(fā)段和冷凝段均由多根支管并聯(lián)而成，支管外均設(shè)有肋片。
[0007]本發(fā)明的分離式熱管的冷凝段分多個(gè)支管均嵌入內(nèi)墻，平行排列于墻體中。
[0008]本發(fā)明的真空管集熱器的集熱板可兼作遮陽(yáng)板。
[0009]一種分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水方法，應(yīng)用分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水裝置，夏季時(shí):通過(guò)儲(chǔ)熱水箱底部的補(bǔ)水管和生活熱水管對(duì)箱體內(nèi)的水位進(jìn)行控制，保持在夏季水位線以下，使得分離式熱管的蒸發(fā)段置于水箱夏季水位線的上方，分離式熱管供暖功能未啟動(dòng)，僅由真空管集熱器對(duì)水進(jìn)行加熱，存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱水箱供生活使用；
冬季時(shí):通過(guò)儲(chǔ)熱水箱底部的補(bǔ)水管和生活熱水管對(duì)箱體內(nèi)的水位進(jìn)行控制，保證水位遠(yuǎn)超過(guò)夏季水位線，使得分離式熱管蒸發(fā)段完全置于水里，分離式熱管內(nèi)的工質(zhì)受熱蒸發(fā)，氣體通過(guò)蒸汽上升管流通至冷凝段冷凝放熱，將熱量傳至內(nèi)墻，實(shí)現(xiàn)供暖；同時(shí)，氣體冷凝成液體后通過(guò)液體下降管回流至蒸發(fā)段，形成自然循環(huán)回路。
[0010]本發(fā)明中，冬季時(shí):儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的熱水也能夠供生活使用。
[0011]本發(fā)明的氣體通過(guò)蒸汽上升管流通至冷凝段冷凝放熱，通過(guò)肋片將熱量傳至內(nèi)墻，實(shí)現(xiàn)供暖。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明的熱源為清潔、可再生的太陽(yáng)能，其來(lái)源充足，取之不盡，用之不竭。
[0013]本發(fā)明的熱管作為集、傳熱元件，熱阻小，導(dǎo)熱能力強(qiáng)，依靠結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(自然循環(huán))，可無(wú)動(dòng)力輸送熱量。
[0014]本發(fā)明的熱管內(nèi)工質(zhì)，一旦受熱達(dá)到工作溫度即蒸發(fā)，而且在較低的溫度下即可立即汽化。其不僅有快速啟動(dòng)性能，而且具有良好的低溫啟動(dòng)性能，同時(shí)還有很強(qiáng)的防凍性倉(cāng)泛。
[0015]本發(fā)明的熱管具有單向?qū)嵝允蛊渲辉试S熱流向一個(gè)方向流動(dòng)，分離式熱管蒸發(fā)段源源不斷地將儲(chǔ)熱水箱中的熱量輸送至冷凝段，及時(shí)高效。
[0016]本發(fā)明的分離式熱管適應(yīng)長(zhǎng)距離輸送，散熱末端與內(nèi)墻結(jié)合，冷凝段嵌入墻內(nèi)，與建筑一體化。夏季提供生活熱水；冬季供暖，內(nèi)墻可同時(shí)提升兩個(gè)房間的溫度。
[0017]本發(fā)明的蒸發(fā)段和冷凝段可分離，對(duì)安裝要求低。蒸發(fā)段、冷凝段位置可根據(jù)用戶需求放置，可靈活安裝。
[0018]本發(fā)明中，將熱管布置在墻體內(nèi)部，與地板輻射供暖系統(tǒng)相比，有與家具的布置相互影響小，且熱管的傾角可按最高傳熱效率布置、對(duì)室內(nèi)空氣的擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。
[0019]本發(fā)明的系統(tǒng)具有不影響房間使用面積、不減小房間層高、不增加樓板荷載等一系列優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)以超低能耗取得較滿意的室內(nèi)熱環(huán)境的最終目標(biāo)。
[0020]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明的右剖視圖。
[0023]圖3是本發(fā)明的裝置與建筑一體化示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記:
I真空管集熱器，2熱水口，3冷水口，4儲(chǔ)熱水箱，5蒸發(fā)段，6蒸汽上升管，7冷凝段，8液體下降管，9內(nèi)墻，10補(bǔ)水管，11生活熱水管，12夏季水位線，13陽(yáng)臺(tái)，14外墻。
[0025]

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0027]如圖1至圖3所示，一種分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水裝置，包括真空管集熱器1、儲(chǔ)熱水箱4、蒸發(fā)段5、蒸汽上升管6、冷凝段7、液體下降管8和內(nèi)墻9。
[0028]裝置中真空管集熱器I安裝在南向陽(yáng)臺(tái)，熱水口 2將真空管集熱器I與儲(chǔ)熱水箱4連接起來(lái)構(gòu)成熱循環(huán)，冷水口 3將真空管集熱器I與儲(chǔ)熱水箱4連接起來(lái)構(gòu)成冷循環(huán)。儲(chǔ)熱水箱4底部連接補(bǔ)水管10和生活熱水管11，儲(chǔ)熱水箱4中設(shè)置夏季水位線12，通過(guò)控制水箱的水量實(shí)現(xiàn)冬夏季切換，冬季水箱滿量時(shí)供暖，夏季水量位于夏季水位線12以下方可供熱水。水箱與外露的連接管段均有保溫措施。
[0029]供暖系統(tǒng)中分離式熱管的蒸發(fā)段5和分離式熱管冷凝段7是分開的，通過(guò)蒸汽上升管6和液體下降管8連通起來(lái)，形成一個(gè)自然循環(huán)回路。分離式熱管蒸發(fā)段5安裝在儲(chǔ)熱水箱4內(nèi)部，位于夏季水位線12上方。工作時(shí)，吸收水箱內(nèi)熱水的熱量，熱管內(nèi)工質(zhì)蒸發(fā)，通過(guò)蒸汽上升管6將熱量輸送至冷凝段7并釋放到內(nèi)墻9，凝結(jié)的液體在重力作用下通過(guò)液體下降管8回流至蒸發(fā)段5，形成另一個(gè)自然循環(huán)回路，工作前提條件是分離式熱管冷凝段7必須高于蒸發(fā)段5。
[0030]本發(fā)明中的儲(chǔ)熱水箱冬季作為分離式熱管的熱源，實(shí)現(xiàn)供暖，熱管內(nèi)部相變換熱，集、傳熱效率極高，兩相流動(dòng)、自然循環(huán)，不消耗其他能源，無(wú)需外加動(dòng)力而實(shí)現(xiàn)熱量由室外至室內(nèi)的輸送。夏季可提供生活熱水。
[0031]本發(fā)明中的集熱器與南向陽(yáng)臺(tái)結(jié)合,散熱末端與內(nèi)墻結(jié)合，實(shí)現(xiàn)建筑一體化構(gòu)造，同時(shí)提升兩個(gè)房間的溫度。
[0032]具體實(shí)施時(shí):
夏季時(shí):通過(guò)儲(chǔ)熱水箱4底部的補(bǔ)水管10和生活熱水管11對(duì)箱體內(nèi)的水位進(jìn)行控制，保持在夏季水位線12以下，使得分離式熱管蒸發(fā)段5置于水箱夏季水位線12的上方，分離式熱管供暖功能未啟動(dòng)，僅由真空管集熱器I對(duì)水進(jìn)行加熱，存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱水箱4供生活使用；
冬季時(shí):通過(guò)儲(chǔ)熱水箱4底部的補(bǔ)水管10和生活熱水管11對(duì)箱體內(nèi)的水位進(jìn)行控制，保持水位遠(yuǎn)超過(guò)夏季水位線12，使得分離式熱管蒸發(fā)段5置于水里，分離式熱管內(nèi)的工質(zhì)受熱蒸發(fā)，氣體通過(guò)蒸汽上升管6流通至分離式熱管冷凝段7冷凝放熱，通過(guò)肋片將熱量傳至內(nèi)墻9，實(shí)現(xiàn)供暖。同時(shí)，氣體冷凝成液體后通過(guò)液體下降管8回流至蒸發(fā)段5，形成自然循環(huán)回路。
[0033]本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水裝置，其特征在于:它包括真空管集熱器(I)、儲(chǔ)熱水箱(4)和分離式熱管； 所述真空管集熱器(I)安裝在南向陽(yáng)臺(tái)，它的出水、進(jìn)水口分別連接儲(chǔ)熱水箱(4)的熱水口(2)和冷水口(3)； 儲(chǔ)熱水箱(4)位于陽(yáng)臺(tái)，水箱內(nèi)設(shè)有夏季水位線(12)，所述儲(chǔ)熱水箱(4)底部接有補(bǔ)水管(10)和生活熱水管(11 )，所述的補(bǔ)水管(10)連接外部水源，生活熱水管(11)連接需要用熱水的設(shè)備，提供生活熱水； 分離式熱管包括蒸發(fā)段(5)、蒸汽上升管(6)、冷凝段(7)和液體下降管(8)，蒸發(fā)段(5)和冷凝段(7)是分開的，蒸發(fā)段(5)和冷凝段(7)通過(guò)蒸汽上升管(6)和液體下降管(8)連通，形成自然循環(huán)回路，蒸發(fā)段(5)置于水箱夏季水位線(12)的上方，冷凝段(7)嵌入內(nèi)墻(9)中，進(jìn)行供暖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水裝置，其特征在于:所述分離式熱管的冷凝段(7)的位置高于蒸發(fā)段(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水裝置，其特征在于:所述分離式熱管的蒸發(fā)段(5)和冷凝段(7)均由多根支管并聯(lián)而成，支管外均設(shè)有肋片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水裝置，其特征在于:所述的分離式熱管的冷凝段(7)分多個(gè)支管均嵌入內(nèi)墻(9)，平行排列于墻體中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水裝置，其特征在于:真空管集熱器(I)的集熱板可兼作遮陽(yáng)板。
6.一種分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水方法，應(yīng)用權(quán)利要求1-5之一所述的分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水裝置，其特征在于: 夏季時(shí):通過(guò)儲(chǔ)熱水箱(4)底部的補(bǔ)水管(10)和生活熱水管(11)對(duì)箱體內(nèi)的水位進(jìn)行控制，保持在夏季水位線(12)以下，使得分離式熱管的蒸發(fā)段(5)置于水箱夏季水位線(12)的上方，分離式熱管供暖功能未啟動(dòng)，僅由真空管集熱器(I)對(duì)水進(jìn)行加熱，存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱水箱(4)供生活使用； 冬季時(shí):通過(guò)儲(chǔ)熱水箱(4)底部的補(bǔ)水管(10)和生活熱水管(11)對(duì)箱體內(nèi)的水位進(jìn)行控制，保證水位遠(yuǎn)超過(guò)夏季水位線(12)，使得分離式熱管蒸發(fā)段(5)完全置于水里，分離式熱管內(nèi)的工質(zhì)受熱蒸發(fā)，氣體通過(guò)蒸汽上升管(6 )流通至冷凝段(7 )冷凝放熱，將熱量傳至內(nèi)墻(9)，實(shí)現(xiàn)供暖；同時(shí)，氣體冷凝成液體后通過(guò)液體下降管(8)回流至蒸發(fā)段(5)，形成自然循環(huán)回路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水方法，其特征在于:冬季時(shí):儲(chǔ)熱水箱(4)內(nèi)的熱水也能夠供生活使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種分離式太陽(yáng)能熱管供暖供熱水方法，其特征在于:氣體通過(guò)蒸汽上升管(6)流通至冷凝段(7)冷凝放熱，通過(guò)肋片將熱量傳至內(nèi)墻(9)，實(shí)現(xiàn)供暖。
【文檔編號(hào)】F24J2/32GK104296229SQ201410526834
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】龔延風(fēng), 孫龍, 周亞平 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué), 江蘇省綠色建筑工程技術(shù)研究中心