專利名稱：太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱交換系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換裝置，尤其是一種既可利用太陽(yáng)能的熱能，又可利 用燃燒器作為熱源的太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱交換系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的熱交換裝置，從使用場(chǎng)合分， 一般分為家用熱交換裝置，如淋浴器， 或?yàn)樵∈矣脽峤粨Q裝置，如工廠或浴室所使用的蒸汽鍋爐。從所使用的熱能源 來分， 一般分為太陽(yáng)能熱水裝置或燃油、燃?xì)饣蛉济簾崴b置。目前的太陽(yáng)能 熱水裝置， 一般包括太陽(yáng)能真空吸熱管和與其相通的儲(chǔ)水箱，太陽(yáng)能將真空吸 熱管的水加熱后，儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱內(nèi)備用，這種太陽(yáng)能熱交換裝置，由于其儲(chǔ)水 量有限，現(xiàn)大多用于家庭使用；而以燃油、燃?xì)饣蛉济簽槟茉吹臒崴b置，由 于其造價(jià)貴、體積大， 一般都只在用水量較大的場(chǎng)合，如工廠、浴室使用。
為了達(dá)到既能利用太陽(yáng)能，又適合于用水量較大的場(chǎng)合使用的熱交換裝 置，人們發(fā)明了太陽(yáng)能與燃油、燃?xì)饴?lián)合使用的熱交換裝置，這種熱交換裝置 一般包括太陽(yáng)能集熱板、熱水交換器及燃油、燃?xì)饧訜崞?，在所述熱水交換器 內(nèi)分別有各自獨(dú)立的與太陽(yáng)能集熱板和燃油、燃?xì)饧訜崞飨嘟拥募訜峁艿?。這 種熱水交換器其實(shí)質(zhì)上還是兩臺(tái)獨(dú)立的加熱系統(tǒng)，故其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本也 相對(duì)較高。
為此，本發(fā)明人在2006年7月11日申請(qǐng)了中國(guó)實(shí)用新型專利 200620016952.3號(hào)，提出了一種太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱交換裝 置。其采用了水熱交換裝置和燃燒室裝在儲(chǔ)水容器內(nèi)，在燃燒室之上有一與其 相通的隔水箱，燃燒器裝在隔水箱內(nèi)，水熱交換裝置串接在太陽(yáng)能吸熱裝置和 燃燒室之間的結(jié)構(gòu)，這樣，太陽(yáng)能吸熱裝置與燃油、氣燃燒器共用一個(gè)水熱交 換裝置，并可交替使用，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。然而，這種結(jié)構(gòu)的水熱交換裝置還存在以下的缺點(diǎn)1、由于燃油、氣燃燒器在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生 廢氣，而且廢氣中通常包含一些有害物質(zhì)，如粉塵、含硫化合物等，廢棄的排 放會(huì)污染環(huán)境，不利于產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。2、太陽(yáng)能加熱的空氣僅僅在水熱交 換裝置內(nèi)進(jìn)行熱交換，熱空氣的熱量往往無(wú)法完全的交換，從水熱交換裝置的 太陽(yáng)能出口排出的空氣仍然帶有一定的熱量，其熱交換效率低。3、其太陽(yáng)能 吸熱裝置是由一根蛇管構(gòu)成的，由于蛇管的受熱面積有限，其吸收太陽(yáng)能的面 積也受到了局限，無(wú)法充分的利用太陽(yáng)能，其太陽(yáng)能的利用效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是克服上述缺點(diǎn)，提供一種能夠有效利用經(jīng)水熱交 換裝置換熱后的太陽(yáng)能出口的熱空氣余熱的太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的 水熱交換系統(tǒng)。
本發(fā)明進(jìn)一步解決的技術(shù)問題是提供一種能有效降低燃油、氣燃燒器工作 時(shí)產(chǎn)生的廢氣污染的太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱交換系統(tǒng)。
本發(fā)明進(jìn)一步解決的技術(shù)問題是提供一種能夠有效增大太陽(yáng)能吸熱裝置 的熱交換面積、提高太陽(yáng)能利用效率的太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱 交換系統(tǒng)。
本發(fā)明解決的另一技術(shù)問題是提供一種太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用 的、能夠有效減少?gòu)U氣污染的水熱交換方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱交換系 統(tǒng)，包括太陽(yáng)能吸熱裝置、燃油/氣燃燒器、燃燒室、水熱交換裝置及儲(chǔ)水容 器；所述水熱交換裝置和所述燃燒室裝在所述儲(chǔ)水容器內(nèi)，并且在所述燃燒室 之上設(shè)有與其相通的隔水箱，所述燃燒器裝在所述隔水箱內(nèi)，所述水熱交換裝 置串接在所述太陽(yáng)能吸熱裝置和所述燃燒室之間，該系統(tǒng)還包括太陽(yáng)能余熱吸 收裝置，用于吸收經(jīng)過所述水熱交換裝置的熱氣的余熱。
本發(fā)明的系統(tǒng)的所述太陽(yáng)能余熱吸收裝置包括中空的外殼體，在所述外殼 體上設(shè)有接入所述水熱交換裝置的熱氣的余熱氣入口管；在所述外殼體內(nèi)設(shè)有 與余熱氣入口管連通的吸熱風(fēng)管；在所述外殼體的下部設(shè)有與所述吸熱風(fēng)管連通并連通至所述太陽(yáng)能吸熱裝置的回饋風(fēng)管；
所述外殼體內(nèi)在所述吸熱風(fēng)管的周圍形成水層，所述外殼體上還設(shè)有與所 述水層連通的給水入口和給水出口。
本發(fā)明的系統(tǒng)的所述吸熱風(fēng)管的外壁設(shè)有輔助吸熱片。
本發(fā)明的系統(tǒng)的所述外殼體的頂段和底段分別設(shè)有與所述吸熱風(fēng)管連通 的緩沖室；所述余熱氣入口管出口接入到所述頂段的緩沖室；所述底段的緩沖 室與所述回饋風(fēng)管連通。
本發(fā)明的系統(tǒng)還包括過濾裝置，用于過濾來自所述燃油/氣燃燒器運(yùn)作時(shí) 產(chǎn)生的廢氣。
本發(fā)明的系統(tǒng)還包括與所述燃燒室連通的煙氣余熱交換裝置； 所述過濾裝置包括排煙管道、以及排污水箱；所述排煙管道入口與所述煙
氣余熱交換裝置連通引入廢氣，并且所述排煙管道的出口插入到所述排污水箱中。
本發(fā)明的系統(tǒng)的所述太陽(yáng)能吸熱裝置為由多個(gè)太陽(yáng)能吸熱單元組成的太 陽(yáng)能吸熱裝置矩陣；
每一太陽(yáng)能吸熱單元包括上金屬板、下金屬板和四周金屬板圍成的平板箱 體；并且在所述平板箱體內(nèi)設(shè)有錯(cuò)位排列的隔風(fēng)板，形成迷宮型流道。
本發(fā)明的系統(tǒng)的所述上金屬板的外側(cè)鋪設(shè)有無(wú)色玻璃蓋板。
本發(fā)明的系統(tǒng)的所述下金屬板內(nèi)側(cè)設(shè)置有隔熱墊板，所述隔熱墊板隔開所 述下金屬板和隔風(fēng)板。
本發(fā)明還提供一種太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的方法，包括以下 步驟
當(dāng)燃油/氣燃燒器工作時(shí)，關(guān)閉太陽(yáng)能吸熱裝置與水熱交換裝置的排 煙管道的連通通道，并且打開排煙管閥門、開啟排煙引風(fēng)機(jī)，開啟燃燒 器工作，并將所述燃油/氣燃燒器燃燒的廢氣通過過濾裝置過濾后排出， 此時(shí)開放太陽(yáng)能吸熱裝置的太陽(yáng)能余熱排氣管；
當(dāng)所述太陽(yáng)能吸熱裝置工作時(shí)，關(guān)閉所述燃油/氣燃燒器與所述水熱 交換裝置的連通通道；關(guān)閉排煙管閥門、太陽(yáng)能余熱排氣管、排煙引風(fēng)
機(jī)和燃燒器，開啟太陽(yáng)能開關(guān)、太陽(yáng)能熱氣循環(huán)泵及其開關(guān)，并且通過 太陽(yáng)能余熱吸收裝置吸收經(jīng)過所述水熱交換裝置的熱氣的余熱。
本發(fā)明由于采用了水熱交換裝置和燃燒室裝在儲(chǔ)水容器內(nèi)，在燃燒室之上 有一與其相通的隔水箱，燃燒器裝在隔水箱內(nèi)，水熱交換裝置串接在太陽(yáng)能吸 熱裝置和燃燒室之間的結(jié)構(gòu)，這樣，太陽(yáng)能吸熱裝置與燃油、氣燃燒器共用一 個(gè)水熱交換裝置，并可交替使用，通過在太陽(yáng)能出口處設(shè)置太陽(yáng)能余熱吸收裝 置，來進(jìn)一步的利用來自太陽(yáng)能出口的熱氣的熱量，對(duì)進(jìn)入儲(chǔ)水容器內(nèi)的水進(jìn) 行預(yù)熱，充分利用太陽(yáng)能的能量，具有熱交換充分、效率高的優(yōu)點(diǎn)。
進(jìn)一步的，通過在煙氣余熱吸收裝置的排煙管上連接的過濾裝置對(duì)廢氣進(jìn) 行處理，從而降低燃燒器燃燒時(shí)產(chǎn)生的廢氣對(duì)空氣的污染，具有環(huán)保、減排的 優(yōu)點(diǎn)，可廣泛適用于企業(yè)、單位各種場(chǎng)合熱水供應(yīng)。
進(jìn)一步的，空氣在循環(huán)泵動(dòng)力推動(dòng)下，在箱式的太陽(yáng)能吸熱裝置內(nèi)的多個(gè) 錯(cuò)位排列的隔風(fēng)板隔成的流道內(nèi)自下而上流動(dòng)，增加了空氣與太陽(yáng)能吸熱裝置 的熱交換時(shí)間及面積，達(dá)到全面積吸收太陽(yáng)熱能的作用。


圖l :本發(fā)明一種實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖2 :為本發(fā)明另一種水熱交換裝置的結(jié)構(gòu)俯視示意圖3 :為圖2中的A-A剖視示意圖4 :為圖2所示實(shí)施例主視示意圖5 :為圖2所示實(shí)施例后視示意圖6 :為圖2所示實(shí)施例右視示意圖7 :為圖2所示實(shí)施例左視示意圖8 :為本發(fā)明的過濾裝置的示意圖9 :為本發(fā)明的太陽(yáng)能余熱吸收裝置的示意圖10 :為本發(fā)明的太陽(yáng)能吸熱裝置的俯視示意圖11 :為本發(fā)明的太陽(yáng)能吸熱裝置的側(cè)視示意圖12 :為本發(fā)明的太陽(yáng)能吸熱裝置的另一種形式的俯視示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了清楚地說明本發(fā)明的實(shí)施方式，現(xiàn)將圖中所示圖例作一個(gè)總的說明:
1.太陽(yáng)能吸熱裝置；
11 、太陽(yáng)能吸熱裝置矩陣；12 、矩陣排污閥;
13 、太陽(yáng)能管三通；
15 、太陽(yáng)能余熱排氣閥；
17、下金屬板；
14 、太陽(yáng)能余熱排氣管; 16 、上金屬板； 18、四周金屬板；
32、預(yù)熱列管；33、連通水管道進(jìn)口; 35 、預(yù)熱水出口；
太陽(yáng)能散熱部件； 太陽(yáng)能總管；
19、隔風(fēng)板；
2、儲(chǔ)水容器； 21 、熱水排水閥；
3、水熱交換裝置； 31、煙氣余熱交換裝置； 34 、太陽(yáng)能進(jìn)口隔熱器； 36 、太陽(yáng)能開關(guān)； 38 、細(xì)氣管；
4、燃油、氣燃燒器； 41 、隔水箱；42燃燒室；43 、水管;46、熱氣道；47 、集熱箱;
44 、火管；
45 、回程管； 461 、熱氣道進(jìn)口端；
5、太陽(yáng)能熱氣循環(huán)泵；
51 、循環(huán)泵進(jìn)口開關(guān)；52 、太陽(yáng)能出口隔熱器;
53 、循環(huán)泵出口開關(guān)；54 、太陽(yáng)能進(jìn)氣管；
55 、翼片；56 、太陽(yáng)能出口；
6、自來水開關(guān)；
7、排煙管；
71 、排煙管閥門；72 、引風(fēng)機(jī)；
8 、可調(diào)式支撐腳；
9 、粗氣管；
91、排煙管道； 92、排污水箱
100、太陽(yáng)能余熱吸收裝置
101、外殼體； 104、水層； 107、給水出口；
200、 箱體
201、 無(wú)色玻璃蓋板；
102、緩沖室； 105、回饋風(fēng)管； 108、吸熱風(fēng)管；
93、自來水補(bǔ)水管；
103、余熱氣入口管； 106、給水入口； 109、輔助吸熱片；
202、隔熱墊板
請(qǐng)參見圖1和圖2 ，圖1本發(fā)明一種實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為 本發(fā)明水熱交換裝置的結(jié)構(gòu)俯視示意圖。本發(fā)明是一種太陽(yáng)能與燃油、氣熱能 交替應(yīng)用的水熱交換系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能吸熱裝置l，由數(shù)個(gè)太陽(yáng)能吸熱裝置l 組成太陽(yáng)能裝置矩陣ll，圖中矩陣ll為數(shù)排數(shù)個(gè)太陽(yáng)能吸熱裝置l組成，太 陽(yáng)能吸熱裝置1的數(shù)量和排數(shù)可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。
太陽(yáng)能矩陣11的出氣端與太陽(yáng)能三通13的一端相接，太陽(yáng)能三通13的 另一端經(jīng)過太陽(yáng)能余熱排氣閥15與太陽(yáng)能余熱排氣管14相接，太陽(yáng)能三通 13的第三端經(jīng)過太陽(yáng)能開關(guān)36與太陽(yáng)能進(jìn)口隔熱器34 —端相接。太陽(yáng)能進(jìn) 口隔熱器34的另一端與太陽(yáng)能進(jìn)氣管54相接，太陽(yáng)能進(jìn)氣管54通過太陽(yáng)能 散熱部件37和細(xì)氣管38與水熱交換裝置3相接?？諝庠谔?yáng)能熱氣循環(huán)泵5 的推動(dòng)下進(jìn)入到太陽(yáng)能吸熱裝置1，在太陽(yáng)的照射下升溫，吸收太陽(yáng)能的熱能， 從而形成具有一定溫度的熱氣，形成的熱氣通過太陽(yáng)能三通13、太陽(yáng)能開關(guān) 36等進(jìn)入到水熱交換裝置3進(jìn)行熱交換，詳后述。
該水熱交換裝置3和燃燒室42裝在儲(chǔ)水容器2內(nèi)，并且儲(chǔ)水容器2內(nèi)的 水將水熱交換裝置3和燃燒室42浸沒。在儲(chǔ)水容器2下部有熱水排水閥21 ， 從熱水排水閥21提供用戶的用水。在燃燒室42之上有一與燃燒室42相通的 隔水箱41，燃燒器4裝在隔水箱41內(nèi)。
該燃燒室42為一圓柱形罐體，在燃燒器4工作時(shí)，產(chǎn)生高溫?zé)釟猓瑢⒒?br> 學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能。同時(shí)，在圓柱形罐體的外壁上有與燃燒室42內(nèi)部相通的回 程管45，燃燒室42內(nèi)的熱氣進(jìn)入到回程管45中，回程管45的作用是直接將 燃燒室42內(nèi)的熱能交換到儲(chǔ)水容器2內(nèi)的水中，通過回程管45交換后，熱氣 沿圖中箭頭方向經(jīng)過火管44進(jìn)入熱交換管網(wǎng)的集熱箱47，進(jìn)一步與集熱箱47 內(nèi)的水管43交換熱量；然后經(jīng)過熱氣道進(jìn)口端461進(jìn)入熱氣道46，與分布在 熱氣道內(nèi)的水管43進(jìn)一步交換熱量，所述水管43為兩組數(shù)根平行布置的，其 中一組水管43的直徑大于另一組水管43的直徑。最后，進(jìn)入煙氣余熱交換裝 置31內(nèi)的列管32，與煙氣余熱交換裝置31內(nèi)的預(yù)熱水進(jìn)一步交換熱量后， 開啟排煙引風(fēng)機(jī)72，廢氣從排煙管閥門71和排煙管7排出。
如圖l、圖8所示，進(jìn)一歩的，在排煙管7的出口處連接有過濾裝置，以 對(duì)排出的廢氣進(jìn)行處理，從而降低燃燒器燃燒廢氣對(duì)空氣的污染。該過濾裝置 包括與排煙管7的出口連通的排煙管道91、排污水箱92以及自來水補(bǔ)水管93。 排煙管道91的出口插入到排污水箱92中，并且排污水箱92的水浸沒排煙管 道91的出口約5mm左右，形成過濾水層，當(dāng)然浸沒的尺寸可以根據(jù)需要進(jìn)行 調(diào)整。當(dāng)開啟引風(fēng)機(jī)72時(shí)，帶有一定壓力的廢氣通過排煙管7排出，經(jīng)由排 煙管道91進(jìn)入到排污水箱92的水內(nèi)，廢氣再?zèng)_破排污水箱92的過濾水層排 到自然空間。利用水濾原理，將廢氣中的煙塵、含硫化合物、余熱等沉淀在排 污水箱92的水中，起到過濾廢氣的作用。利用這種水濾原理，既過濾了廢氣 中的有害物質(zhì)，又吸收了廢氣的余熱，減少污染的排放、保護(hù)環(huán)境?？梢岳斫?的，可以在排污水箱92的底部開設(shè)排污口，對(duì)沉積在排污水箱92中的沉淀物 進(jìn)行清除。在排污水箱92內(nèi)的液體除了水之外，還可以包含其他用于吸收廢 氣中的化合物的物質(zhì)。自來水補(bǔ)水管93為排污水箱92補(bǔ)水。
自來水管與煙氣余熱交換裝置31的連通水管道進(jìn)口 33相接，自來水經(jīng)預(yù) 熱后，從自來水出口 35進(jìn)入儲(chǔ)水容器2內(nèi)。本實(shí)施例中，在煙氣余熱交換裝 置31內(nèi)所使用的是列管32，顯然，列管32也可用盤管或蛇管來代替。單獨(dú) 使用燃燒器4供熱時(shí)，開啟燃燒器4之前，應(yīng)先開啟引風(fēng)機(jī)72，再將太陽(yáng)能 開關(guān)36和循環(huán)泵進(jìn)口開關(guān)51關(guān)閉，以隔開與太陽(yáng)能吸熱裝置矩陣11的聯(lián)系； 當(dāng)然，此時(shí)關(guān)閉太陽(yáng)能熱氣循環(huán)泵5;同時(shí)打開太陽(yáng)能余熱排氣閥15，排出太
陽(yáng)能吸熱裝置1內(nèi)的熱氣，以防止太陽(yáng)的照射使得太陽(yáng)能吸熱裝置1內(nèi)的熱氣 無(wú)法排出而產(chǎn)生爆裂，保證了太陽(yáng)能吸熱裝置1的安全性。
由數(shù)個(gè)太陽(yáng)能吸熱裝置1組成太陽(yáng)能裝置矩陣11接受太陽(yáng)光照射，獲得 熱力場(chǎng)，在太陽(yáng)能熱氣循環(huán)泵5的動(dòng)力推動(dòng)下，太陽(yáng)能吸熱裝置內(nèi)迷宮流道中
的空氣形成熱氣流，經(jīng)太陽(yáng)能進(jìn)氣管54進(jìn)入太陽(yáng)能散熱部件37，太陽(yáng)能散熱 部件37由數(shù)根平行排列的細(xì)氣管38組成，細(xì)氣管38 —端與太陽(yáng)能總管39 相接，另一端與所述熱氣道46相接，使用太陽(yáng)能時(shí)，太陽(yáng)能熱空氣進(jìn)入熱氣 道46后，沿著圖中所示箭頭的反方向進(jìn)入燃燒室42，再經(jīng)太陽(yáng)能出口56排 出或經(jīng)太陽(yáng)能出口隔熱器52和循環(huán)泵進(jìn)口開關(guān)51進(jìn)入太陽(yáng)能循環(huán)泵5，再經(jīng) 循環(huán)泵出口開關(guān)53進(jìn)入太陽(yáng)能矩陣11。在太陽(yáng)能矩陣11下端有矩陣排污閥 12，矩陣排污閥12除可排污外，它還有另外一個(gè)作用，那就是在停電時(shí)，太 陽(yáng)爆曬的情況下，就得打開此閥，以防太陽(yáng)能吸熱裝置1受熱爆裂；在太陽(yáng)能 出口 56與循環(huán)泵進(jìn)口開關(guān)51之間有太陽(yáng)能出口隔熱器52。
在上述水熱交換裝置3的四角各有一根可調(diào)節(jié)式支撐腳8，用于調(diào)節(jié)水熱 交換裝置3在儲(chǔ)水容器2內(nèi)的高度，以保證儲(chǔ)水容器2內(nèi)的水位不超過隔水箱 42的高度，以免燃燒器4進(jìn)水，而不能打火。單獨(dú)使用太陽(yáng)能吸熱裝置1時(shí)， 則必須關(guān)閉排煙管闊門71，防止太陽(yáng)能熱空氣從排煙管閥門71排出。
上述太陽(yáng)能進(jìn)口隔熱器34和太陽(yáng)能出口隔熱器52均是由陶瓷制作的陶 瓷管，它既可以通氣，也可以將太陽(yáng)能進(jìn)氣管前段熱傳遞與太陽(yáng)能進(jìn)氣管末段 熱傳遞隔開；燃燒室42相關(guān)管道與太陽(yáng)能余熱吸收裝置100的進(jìn)氣段管道的 熱傳遞隔開，避免熱量的散失。
在太陽(yáng)能出口 56處進(jìn)一步的設(shè)置有太陽(yáng)能余熱吸收裝置100，來進(jìn)一步 的利用來自太陽(yáng)能出口 56處的熱量，對(duì)進(jìn)入儲(chǔ)水容器內(nèi)的水進(jìn)行預(yù)熱，充分 利用太陽(yáng)的能量。如圖l、圖9所示，是太陽(yáng)能余熱吸收裝置100示意圖，其 包括中空的外殼體101。在外殼體101的頂段和底段設(shè)有緩沖室102，用于空 氣的緩沖。在外殼體101的頂部設(shè)有與太陽(yáng)能出口連通的余熱氣入口管103， 余熱氣入口管103出口接入到頂段的緩沖室102。外殼體101在頂段和底段緩 沖室102之間形成與緩沖室102隔絕的水層104，該水層104內(nèi)排列有多個(gè)內(nèi)
吸熱風(fēng)管108，內(nèi)吸熱風(fēng)管108分別連通頂段和底段的緩沖室102;底段的緩 沖室102通過回饋風(fēng)管105與循環(huán)泵進(jìn)口開關(guān)51連接，從而經(jīng)過內(nèi)吸熱風(fēng)管 108的空氣在太陽(yáng)能熱氣循環(huán)泵5的帶動(dòng)下再次進(jìn)入太陽(yáng)能吸熱裝置1。水層 104的給水入口 106設(shè)置在外殼體101的底段，而給水出口 107設(shè)置在外殼體 101的頂段，從而水從下往上溢滿，保證了水層104內(nèi)始終有水。給水出口 107 連接到煙氣余熱交換裝置的連通水管道進(jìn)口 33。為了增加內(nèi)吸熱風(fēng)管108與 水層104內(nèi)的水的接觸面積，在內(nèi)吸熱風(fēng)管108上設(shè)置有輔助吸熱片109，該 輔助吸熱片109可以為列片、蛇形片或者可增大面積的其他任意形式；內(nèi)吸熱 風(fēng)管108內(nèi)的熱氣通過內(nèi)吸熱風(fēng)管108的管壁以及其輔助吸熱片109與水層 104內(nèi)的水進(jìn)行熱交換。
往往從太陽(yáng)能出口出來的空氣帶有一定的熱量(熱氣)，因此，當(dāng)該熱氣 從余熱氣入口管103進(jìn)入到緩沖室102，并進(jìn)入到內(nèi)吸熱風(fēng)管108，此時(shí)，內(nèi) 吸熱風(fēng)管108與水層104內(nèi)的水進(jìn)行熱交換，起到預(yù)熱給水的作用。進(jìn)行熱交 換后的空氣在通過太陽(yáng)能熱氣循環(huán)泵5送入到太陽(yáng)能吸熱裝置，進(jìn)行再次加熱 循環(huán)。充分利用了太陽(yáng)能的熱量，提高了工作效率。
請(qǐng)參見圖3至圖5，圖3為圖2中的A — A剖視示意圖；從圖可以看出， 水管43在熱通道46內(nèi)的排布；圖4為圖2所示實(shí)施例主視示意圖；圖5為圖 2所示實(shí)施例后視示意圖；從圖4和圖5可知，上述隔水箱41、燃燒器4及燃 燒室42之間的位置關(guān)系。
請(qǐng)參見圖6，圖6為圖2所示實(shí)施例右視示意圖；從圖可知，太陽(yáng)能散熱 部件37包括細(xì)氣管38、太陽(yáng)能總管39;細(xì)氣管38 —端與太陽(yáng)能總管39相接， 另一端與熱氣道46相接，熱氣道46又與粗氣管9相接，在粗氣管9上布置有 數(shù)片散熱翼片55;所述散熱翼片55是錯(cuò)位排列的。
請(qǐng)參見圖7，圖7為圖2所示實(shí)施例左視示意圖；從圖可知火管44與回 程管45之間的位置關(guān)系。
請(qǐng)參見圖1、圖10、圖11。圖IO為本發(fā)明太陽(yáng)能吸熱裝置矩陣11的一 個(gè)單元，即一個(gè)太陽(yáng)能吸熱裝置1的平面示意圖。該每一太陽(yáng)能吸熱裝置1 為由上金屬板16、下金屬板17和四周金屬板18圍成的平板箱式太陽(yáng)能吸熱
裝置，并且在其內(nèi)焊接有錯(cuò)位排列的隔風(fēng)板19，形成迷宮型流道。流道的兩 端形成空氣的輸入口和輸出口，空氣進(jìn)入迷宮型流道后，可以降低空氣在箱體 的流動(dòng)速度，并且大大的增加了空氣與箱體的接觸面積，達(dá)到全面積吸收太陽(yáng) 能的作用。多個(gè)太陽(yáng)能吸熱裝置1首尾相連即可形成太陽(yáng)能吸熱裝置矩陣11。
如圖12所示，是隔風(fēng)板19的另一種排列方式的示意圖。
如圖11所示，進(jìn)一步的，為了保溫以及阻擋灰塵，將太陽(yáng)能吸熱裝置1
放置于箱體200內(nèi)。該箱體200的頂蓋為無(wú)色玻璃蓋板201，通過連接件壓制 在箱體200的開口側(cè)，起到透光傳熱、保溫、阻擋灰塵的作用。箱體200底部 設(shè)有隔熱墊板202 (例如木制墊板等)，下金屬板17固定在隔熱墊板202上， 從而避免太陽(yáng)能吸熱裝置1吸收的熱量輕易的通過下金屬板17傳遞到箱體 200的底板上而散發(fā)掉，有效地保證了太陽(yáng)能的利用效率。太陽(yáng)能吸熱裝置1 的四周金屬板18與箱體200的側(cè)壁不接觸、或者通過隔熱墊板墊開，從而避 免熱量的散失。
可以理解的，所有太陽(yáng)能熱空氣傳輸管道的外殼上都可以包裹保溫材料， 從而減少熱量的向外散發(fā)損失，提高熱交換效率。
上述太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱交換系統(tǒng)可根據(jù)需要來選擇太 陽(yáng)能和燃油、氣燃燒器擇一工作。
當(dāng)燃油/氣燃燒器4工作時(shí)，關(guān)閉太陽(yáng)能吸熱裝置1與水熱交換裝置 3的排煙管道的連通通道，即將太陽(yáng)能開關(guān)36、循環(huán)泵進(jìn)口開關(guān)51和太 陽(yáng)能循環(huán)泵5關(guān)閉；此時(shí)打開排煙管閥門71、開啟排煙引風(fēng)機(jī)72，將燃 油/氣燃燒器4燃燒產(chǎn)生的廢氣通過過濾裝置排出過濾。并且，開啟太陽(yáng) 能吸熱裝置1的太陽(yáng)能余熱排氣閥15，開放太陽(yáng)能余熱排氣管14。燃燒器 4的工作可以由電源、油、氣源等提供工作需要的電源以及油氣等。
當(dāng)太陽(yáng)能吸熱裝置1工作時(shí)，關(guān)閉燃油/氣燃燒器4與水熱交換裝置3 的連通通道；關(guān)閉排煙管閥門71、關(guān)閉太陽(yáng)能余熱排出閥門15、關(guān)閉引 風(fēng)機(jī)72、關(guān)閉燃燒器4，開啟太陽(yáng)能開關(guān)36、開啟循環(huán)泵進(jìn)口開關(guān)51 以及開啟太陽(yáng)能熱氣循環(huán)泵5?？諝庠谔?yáng)能熱氣循環(huán)泵5的推動(dòng)下進(jìn)入到 太陽(yáng)能吸熱裝置l，在太陽(yáng)的照射下升溫，吸收太陽(yáng)能的熱能，從而形成具有
一定溫度的熱氣，形成的熱氣通過太陽(yáng)能三通13、太陽(yáng)能開關(guān)36等進(jìn)入到水 熱交換裝置3進(jìn)行熱交換；并且通過太陽(yáng)能余熱吸收裝置100吸收經(jīng)過水 熱交換裝置3的熱氣的余熱；此時(shí)關(guān)閉太陽(yáng)能吸熱裝置1的太陽(yáng)能余熱 排氣管14，避免太陽(yáng)能吸熱裝置的熱空氣的散失。
權(quán)利要求
1、一種太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱交換系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能吸熱裝置、燃油/氣燃燒器、燃燒室、水熱交換裝置及儲(chǔ)水容器；所述水熱交換裝置和所述燃燒室裝在所述儲(chǔ)水容器內(nèi)，并且在所述燃燒室之上設(shè)有與其相通的隔水箱，所述燃燒器裝在所述隔水箱內(nèi)，所述水熱交換裝置串接在所述太陽(yáng)能吸熱裝置和所述燃燒室之間，其特征在于該系統(tǒng)還包括太陽(yáng)能余熱吸收裝置，用于吸收經(jīng)過所述水熱交換裝置的熱氣的余熱。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱交換系 統(tǒng)，其特征在于所述太陽(yáng)能余熱吸收裝置包括中空的外殼體，在所述外殼體 上設(shè)有接入所述水熱交換裝置的熱氣的余熱氣入口管；在所述外殼體內(nèi)設(shè)有與 余熱氣入口管連通的吸熱風(fēng)管；在所述外殼體的下部設(shè)有與所述吸熱風(fēng)管連通 并連通至所述太陽(yáng)能吸熱裝置的回饋風(fēng)管；所述外殼體內(nèi)在所述吸熱風(fēng)管的周圍形成水層，所述外殼體上還設(shè)有與所 述水層連通的給水入口和給水出口。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱交換系 統(tǒng)，其特征在于所述吸熱風(fēng)管的外壁設(shè)有輔助吸熱片。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱交換系 統(tǒng)，其特征在于所述外殼體的頂段和底段分別設(shè)有與所述吸熱風(fēng)管連通的緩 沖室；所述余熱氣入口管出口接入到所述頂段的緩沖室；所述底段的緩沖室與 所述回饋風(fēng)管連通。
5 、根據(jù)權(quán)利要求l-4中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的 水熱交換系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括過濾裝置，用于過濾來自所述燃油 /氣燃燒器運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生的廢氣。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱交換系 統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括與所述燃燒室連通的煙氣余熱交換裝置；所述過濾裝置包括排煙管道、以及排污水箱；所述排煙管道入口與所述煙 氣余熱交換裝置連通引入廢氣，并且所述排煙管道的出口插入到所述排污水箱中。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱交換系 統(tǒng)，其特征在于多個(gè)所述太陽(yáng)能吸熱裝置組成太陽(yáng)能吸熱裝置矩陣；每一太陽(yáng)能吸熱裝置包括上金屬板、下金屬板和四周金屬板圍成的平板箱 體；并且在所述平板箱體內(nèi)設(shè)有錯(cuò)位排列的隔風(fēng)板，形成迷宮型流道。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7權(quán)利要求所述的太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱交換系統(tǒng)，其特征在于所述上金屬板的外側(cè)鋪設(shè)有無(wú)色玻璃蓋板。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱交換系統(tǒng)，其特征在于所述下金屬板內(nèi)側(cè)設(shè)置有隔熱墊板，所述隔熱墊板隔開所述 下金屬板和隔風(fēng)板。
10、 一種太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的方法，其特征在于，包括以下步驟:當(dāng)燃油/氣燃燒器工作時(shí)，關(guān)閉太陽(yáng)能吸熱裝置與水熱交換裝置的排 煙管道的連通通道，并且打開排煙管閥門、開啟排煙引風(fēng)機(jī)，開啟燃燒 器工作，并將所述燃油/氣燃燒器燃燒的廢氣通過過濾裝置過濾后排出，此時(shí)開放太陽(yáng)能吸熱裝置的太陽(yáng)能余熱排氣管；當(dāng)所述太陽(yáng)能吸熱裝置工作時(shí)，關(guān)閉所述燃油/氣燃燒器與所述水熱 交換裝置的連通通道；關(guān)閉排煙管閥門、太陽(yáng)能余熱排氣管、排煙引風(fēng) 機(jī)和燃燒器，開啟太陽(yáng)能開關(guān)、太陽(yáng)能熱氣循環(huán)泵及其開關(guān)，并且通過 太陽(yáng)能余熱吸收裝置吸收經(jīng)過所述水熱交換裝置的熱氣的余熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能與燃油、氣熱能交替應(yīng)用的水熱交換系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括太陽(yáng)能吸熱裝置、燃油/氣燃燒器、燃燒室、水熱交換裝置及儲(chǔ)水容器；水熱交換裝置和燃燒室裝在儲(chǔ)水容器內(nèi)，在燃燒室之上設(shè)有與其相通的隔水箱，燃燒器裝在隔水箱內(nèi)，水熱交換裝置串接在太陽(yáng)能吸熱裝置和燃燒室之間。該系統(tǒng)通過在太陽(yáng)能出口處設(shè)置太陽(yáng)能余熱吸收裝置，對(duì)進(jìn)入儲(chǔ)水容器內(nèi)的水進(jìn)行預(yù)熱，充分利用太陽(yáng)能的能量。通過煙氣余熱交換裝置的排煙管上連接的過濾裝置對(duì)廢氣進(jìn)行處理，從而降低燃燒器燃燒產(chǎn)生的廢氣對(duì)空氣的污染，具有環(huán)保、減排的優(yōu)點(diǎn)。空氣在箱式太陽(yáng)能吸熱裝置內(nèi)的多個(gè)錯(cuò)位排列的隔風(fēng)板隔成的流道內(nèi)自下而上流動(dòng)，有全面積吸收太陽(yáng)熱能的作用。
文檔編號(hào)F28D1/02GK101201224SQ200710300868
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者李明強(qiáng) 申請(qǐng)人:李明強(qiáng)