專利名稱：封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)，具體來講，這 里的分體指的是換熱系統(tǒng)和水箱是隔離的兩個系統(tǒng)，自然循環(huán)則指換熱介 質依靠熱脹冷縮形成的密度差產(chǎn)生的熱虹吸力而形成的循環(huán)方式。
(二)
背景技術：
太陽能集熱技術領域中，換熱方式從原來的依靠泵陶使換熱介質循 環(huán)，逐漸過渡到現(xiàn)在的自然循環(huán)分體式，后者依靠循環(huán)介質的密度差產(chǎn)生 的熱虹吸力進行循環(huán)，將太陽能集熱器吸收到的太陽能通過熱交換轉移到 水箱中。
目前來看，自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)中主要有以下幾種換熱方式，其 中最原始的一種是水箱內(nèi)不設專門的換熱裝置，水箱里的水就是換熱介質， 通過其自身的循環(huán)，來達到將集熱器富集的太陽能轉移到水箱內(nèi)的目的。
不過由于水都有一定的硬度，且冰點溫度高，4攝氏度以下有受冷膨脹的 特點，很容易造成其熱循環(huán)系統(tǒng)積垢，造成集熱效果大大下降；同時，在 循環(huán)系統(tǒng)中集熱器部位的水分可能會因為夜間溫度過低而結冰，體積膨脹， 而集熱管卻是受冷收縮，最終造成我們常說的集熱管凍壞的問題。
因此針對上述直接換熱的缺陷，現(xiàn)在的自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)主要 采用間接換熱的方式，也就是通過一內(nèi)通換熱介質的換熱裝置實現(xiàn)將集熱 器富集的太陽能轉移至水箱內(nèi)。不過目前換熱裝置中，位于水箱內(nèi)的部分 都是換熱盤管或者具有規(guī)則幾何外形的內(nèi)膽，換熱面積比較小，進而造成 換熱效果不佳的缺陷。且由于考慮到換熱介質受熱膨脹或者蒸發(fā)，上述換 熱盤管或者內(nèi)膽都是開放性的結構，以便于將壓力時放出去。這樣做不免 會是換熱介質的損耗，同時也會造成其攜帶的熱量損失，造成換熱效率下 降。
此外，上述間接換熱裝置還存在以下問題，首先是循環(huán)介質受熱膨脹 噴濺或外溢，很容易弄臟室內(nèi)墻壁和水箱外表面；對于換熱介質的損耗， 還會造成日后維護方面的諸多問題，首先是需要補加換熱介質，生產(chǎn)廠家 不得不在2-3年給用戶充裝或更換一次循環(huán)介質。若生產(chǎn)廠家向用戶承諾 產(chǎn)品使用15年，則其壽命期間要更換5-7次，若更換循環(huán)介質按5次，每
4次更換介質按9.5升，價格按10元/升計算，則需要約475元的維護費才 能維持正常使用，還不算人工費。這樣長期看來企業(yè)是虧本的，同時給消 費者帶來很多不便。
發(fā)明內(nèi)容
因此，針對現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明意在提供一種分體自然循環(huán) 太陽能熱水系統(tǒng)，其換熱循環(huán)系統(tǒng)是封閉的，不會造成換熱介質的損耗和 因此帶來的熱量散失和后期的高維護率。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的技術方案如下 在其水箱內(nèi)設置有用于熱交換的內(nèi)膽，其通過進液管和出液管與集熱 器相連，所述內(nèi)膽與所述集熱器構成封閉的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，其中內(nèi)膽設置有
壓力調(diào)整裝置，且其灌注循環(huán)介質時，留出至少1/5的空間；所述集熱器
采用承壓式集熱器。
上述封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)，所述壓力調(diào)整裝置為在所 說的內(nèi)膽上部設置一突出所述水箱的注液排氣管口，在該注液排氣管口上 設置有一壓力調(diào)節(jié)卸荷閥。
對于所說的壓力調(diào)節(jié)卸荷閥在內(nèi)膽內(nèi)壓力達到0.3Mpa時卸壓，該壓 力調(diào)節(jié)卸荷閥亦可以根據(jù)承壓集熱器的承壓級別來設定卸壓值。
所說的壓力調(diào)整裝置也可以采用設置于所述內(nèi)膽上部、且與其連通的 容積隨壓力變化的腔體。對于該腔體優(yōu)選橡膠腔體。
上述封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)，所述內(nèi)膽表面設置有用于 散熱的散熱片，或者內(nèi)膽結構為微波管狀結構。
優(yōu)選地，所說的內(nèi)膽為多個底部連通的、內(nèi)部為腔體的片狀體。
對于上述進液管和出液管優(yōu)選采用銅鋁復合管。
所述水箱內(nèi)進一步的包括電加熱裝置。
根據(jù)本發(fā)明的技術方案，出發(fā)點在于提高自然循環(huán)分體式熱水系統(tǒng)的 技術性能，減少系統(tǒng)安裝后的維護成本。目前承壓式集熱器越來越成為主 流，其應用范圍也越來越廣。根據(jù)本發(fā)明的技術方案變現(xiàn)有換熱系統(tǒng)的非 承壓模式為承壓模式，也就是所述內(nèi)膽與所述集熱器構成封閉的內(nèi)循環(huán)系 統(tǒng)，從而，可以避免換熱介質的損耗和相應的熱量損耗，使得其后期維護
成本大大降低，也相應減少了可能因換熱介質噴濺出來造成的污染；另一
方面，由于減少了熱量損失，必然會使得系統(tǒng)的換熱效率提高。此外，考 慮到夏天換熱介質會非常熱，承壓式集熱器的承壓能力也是有限的，為了防止可能的炸管現(xiàn)象，在所說的內(nèi)膽在灌注換熱介質時，留出一定的空間， 起到膨脹管的作用，防止換熱系統(tǒng)壓力過大。進一步地，內(nèi)膽還設置有壓 力調(diào)節(jié)裝置，對于此裝置，目前可選擇的方式很多，比如設置在注液排氣 口設置卸壓閥，這種方式因為本系統(tǒng)在內(nèi)膽內(nèi)沒有完全充填換熱介質，因 此即便是卸壓閥動作，也只會有少量的換熱介質蒸汽溢出，損耗很少，也 不會造成污染；另一方面，我們還可以設置容積可以變化的裝置，比如像
膠囊，甚至是活塞裝置，比如其結構為一下部空間與內(nèi)膽連通，上部開放 的活塞機構，很容易就能達到容易可調(diào)，且壓力設置可以依據(jù)活塞的重量 和橫截面積來調(diào)整。因此，有了壓力調(diào)節(jié)裝置，使得本系統(tǒng)中的換熱部分 更安全。
(四)


下面結合說明書附圖來具體闡明一下本發(fā)明的技術方案，是本領域的
技術人員更清楚地了解本發(fā)明。其中
圖1為本發(fā)明實施例1中除集熱器外的系統(tǒng)結構示意圖。
圖2為本發(fā)明實施例2中除集熱器外的系統(tǒng)結構示意圖。 圖3位本發(fā)明實施例1系統(tǒng)結構示意圖。
圖中1、水箱，2、壓力調(diào)節(jié)卸荷閥，3、內(nèi)膽，4、散熱片，5、鎂 棒，6、電加熱裝置，7、進液管，8、出液管，9、注液排氣管口， 10、腔 體，11、集熱器。
具體實施方式
下面以示例性的描述來進一步闡明本發(fā)明的技術方案，不對本發(fā)明的
保護范圍作定性的限定，其技術特征的明顯變形方式和等同替代方式均屬 于本發(fā)明的保護范圍。
參照說明書附圖1和2，本實施例封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水系 統(tǒng)，在其水箱內(nèi)設置有用于熱交換的內(nèi)膽3，其通過進液管7和出液管8 與集熱器11相連，所述內(nèi)膽與所述集熱器構成封閉的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，其中內(nèi) 膽設置有壓力調(diào)整裝置，且其灌注循環(huán)介質時，留出至少l/5的空間；所 述集熱器采用承壓式集熱器。對于換熱介質，可以采用膨脹系數(shù)較小的， 且換熱效果較佳的丙二醇，在換熱水箱端的內(nèi)膽，由于水的降溫，溫度一 般會低于100攝氏度，因此留出1/5的空間基本上不會造成循環(huán)系統(tǒng)過壓。
進一步地，對于所說的壓力調(diào)整裝置優(yōu)選在所說的內(nèi)膽上部設置一突 出所述水箱的注液排氣管口 9，在該注液排氣管口上設置有一壓力調(diào)節(jié)卸荷閥2。考慮到上述循環(huán)系統(tǒng)過壓的可能性比較小，對于偶然出現(xiàn)的過壓
狀況，可以通過壓力調(diào)節(jié)卸荷閥釋放到過壓氣體即可。
對于目前的絕大多數(shù)承壓式集熱器，所述壓力調(diào)節(jié)卸荷閥在內(nèi)膽內(nèi)壓
力達到0. 3Mpa時卸壓完全可以滿足其承壓要求。
為了提高內(nèi)膽的換熱效果，所述內(nèi)膽表面設置有用于散熱的散熱片4， 以增加內(nèi)膽與水的接觸面積，也就是增加其散熱面積，從而提高換熱效率。 該內(nèi)膽結構也可以是微波管狀結構，無論哪種方式，最重要的是增加換熱 面積。
進一步地，為了增大內(nèi)膽的表面積，該內(nèi)膽為多個底部連通的、內(nèi)部 為腔體的片狀體，在整體尺寸體積不便的情況下，可以大大增加其換熱面 積。
考慮到現(xiàn)在夏天氣溫很高，換熱介質通常在夏天的溫度超過100攝氏 度，而現(xiàn)在流行的進液管和排液管通常采用耐溫極限為99攝氏度的鋁塑 管，根本達不到使用要求，老化很快。因此，本實施例采用銅鋁復合管作 為進液管和出液管，大大減少了日后的維護費用。
當然，考慮到北方冬天溫度較低，單憑集熱器富集熱量可能無法滿足 要求，因此，所述水箱內(nèi)進一步的包括電加熱裝置6，在陽光不充足的時 候，可以使用電加熱這一額外的加熱方式。當然，該方案也可以像常規(guī)的 封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)包含鎂棒5這類常規(guī)的特征。
實施例2:
對于實施例1中的壓力調(diào)整裝置可以進一歩的簡化結構，可以采用設 置于所述內(nèi)膽上部、且與其連通的容積隨壓力變化的腔體10，該腔體我們 可以采用最簡易的橡膠腔體，可以大大節(jié)約成本。
此外，對于容易隨壓力變化的腔體，亦可以采用其他的結構，比如上 面提到的活塞機構，設置壓力調(diào)整裝置的根本目的在于調(diào)整換熱系統(tǒng)的壓 力，防止系統(tǒng)過壓。
權利要求
1. 一種封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)，在其水箱內(nèi)設置有用于熱交換的內(nèi)膽(3)，其通過進液管(7)和出液管(8)與集熱器(11)相連，其特征在于所述內(nèi)膽與所述集熱器構成封閉的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，其中內(nèi)膽設置有壓力調(diào)整裝置，且其灌注循環(huán)介質時，留出至少1/5的空間；所述集熱器采用承壓式集熱器。
2. 根據(jù)權利要求1所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)，其 特征在于所述壓力調(diào)整裝置為在所說的內(nèi)膽上部設置一突出所 述水箱的注液排氣管口 (9)，在該注液排氣管口上設置有一壓力調(diào)節(jié)卸荷閥(2)。
3. 根據(jù)權利要求2所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)，其 特征在于所述壓力調(diào)節(jié)卸荷閥在內(nèi)膽內(nèi)壓力達到0.3Mpa時卸壓。
4. 根據(jù)權利要求1所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)，其特征在于所述壓力調(diào)整裝置為設置于所述內(nèi)膽上部、且與其連 通的容積隨壓力變化的腔體(10)。
5. 根據(jù)權利要求4所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)，其 特征在于所述腔體為橡膠腔體。
6. 根據(jù)權利要求1至5之一所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)膽表面設置有用于散熱的散熱片(4)，或者內(nèi)膽結構為微波管狀結構。
7. 根據(jù)權利要求6所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)膽為多個底部連通的、內(nèi)部為腔體的片狀體。
8. 根據(jù)權利要求1至5之一所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水 系統(tǒng)，其特征在于所述進液管和出液管采用銅鋁復合管。
9. 根據(jù)權利要求1至5之一所述的封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水 系統(tǒng)，其特征在于所述水箱內(nèi)進一步的包括電加熱裝置(6)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種封閉式分體自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)。在其水箱內(nèi)設置有用于熱交換的內(nèi)膽，其通過進液管和出液管與集熱器相連，所述內(nèi)膽與所述集熱器構成封閉的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，其中內(nèi)膽設置有壓力調(diào)整裝置，且其灌注循環(huán)介質時，留出至少1/5的空間；所述集熱器采用承壓式集熱器。本發(fā)明意在提供一種分體自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)，其換熱循環(huán)系統(tǒng)是封閉的，不會造成換熱介質的損耗和因此帶來的熱量散失和后期的高維護率。
文檔編號F24H1/20GK101424455SQ20081023811
公開日2009年5月6日 申請日期2008年12月8日 優(yōu)先權日2008年12月8日
發(fā)明者馬迎昌 申請人:山東力諾瑞特新能源有限公司