專利名稱：一種新的換熱方法
技術領域：
本發(fā)明公開一種新的換熱方法，該換熱方法主要應用在太陽能熱水器熱利用領域。
背景技術：
太陽能熱水器的應用越來越普及，多年以來人們對太陽能熱水器的研究主要在太陽能熱水器的兩大部件上，即集熱器和儲熱水箱上，一方面盡量提高集熱器的集熱效率，另一方面是提高儲熱水箱的保溫性能；但對兩者之間的換熱性能提高或換熱方法的改進，幾年來沒有更大的關注和突破。就換熱方法來說，目前基本上采用兩種，其一是自然循環(huán)換熱，其二是強制循環(huán)換熱，自然循環(huán)換熱方法在屋頂一體太陽能熱水器上有非常廣泛的應用，而強制循環(huán)換熱方法在太陽能熱水器工程市場也有非常成功的應用。但人們把自然循 環(huán)換熱方法應用在單體的分體陽臺太陽能熱水器上，為了防凍而采用防凍液的間接換熱，換熱效率的下降是非常明顯的。本專利人針對分體太陽能熱水器曾提出置換換熱和循環(huán)置換換熱方法來提高分體太陽能熱水器的換熱速度和換熱效率，效果明顯，但這兩種換熱方法對應的分體太陽能熱水器在寒冷的冬季為了避免凍壞，都需要人工轉(zhuǎn)動換檔旋鈕來吸空防凍。這種操作雖然簡單，但如果忘記操作系統(tǒng)將會被凍壞。對于此類地區(qū)的用戶是否有更合適的系統(tǒng)或更好的換熱方法，避免人工操作而換熱速度和效率有明顯提高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服分體太陽能熱水器換熱速度慢換熱效率低的缺點，本發(fā)明公開一種新的換熱方法，該方法是將集熱器中的氣體介質(zhì)進行高壓高溫處理，然后與儲熱水箱中的低壓低溫水介質(zhì)混合，兩者在混合過程中實現(xiàn)換熱，該換熱方法速度快，換熱效率高。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是，一種新的換熱方法，該方法有如下的步驟
步驟101.充氣裝置給集熱器內(nèi)部進行充氣加壓，當氣壓達到預定范圍時停止充氣；步驟102.集熱器吸收太陽能給集熱器體內(nèi)的氣體升溫，使氣體介質(zhì)的溫度達到集熱器出口處溫控裝置的預定溫度；
步驟103.集熱器內(nèi)的氣體溫度達到溫控裝置的預定溫度時，溫控裝置的入口和出口相連通，管路暢通，集熱器內(nèi)的氣體向集熱器出口方向高速流動，集熱器內(nèi)的壓力將會逐步下降，當壓力下降到預定壓力時，充氣裝置開始充氣補充；
步驟104.高壓高溫的氣體流過溫控裝置，進入到混合器，在混合器中高壓高溫的氣體與從儲熱水箱循環(huán)出口流入的低壓低溫水混合，兩者進行能量交換，實現(xiàn)換熱；
步驟105.換熱后的介質(zhì)，具有同溫同速的性質(zhì)一起快速流入到儲熱水箱中儲藏；
步驟106.高壓高溫的氣體全部流過溫控裝置后，新進入的氣體溫度低于溫控裝置的預定溫度，溫控裝置的入口和出口之間的通道重新封閉，管路中的介質(zhì)不再流；
步驟107.儲熱水箱中的水溫達到預定溫度，進入步驟108 ;沒有達到預定溫度進入步驟101，開始新的一次換熱，直到儲熱水箱中的水溫達到預定溫度為止；
步驟108.停止換熱。其中的儲熱水箱是一種三層結構的水箱，分別是內(nèi)膽、保溫層和外殼，具有透氣接口、進水口、出水口、循環(huán)出口、循環(huán)入口以及輔助接口，透氣接口安裝一個與儲熱水箱相適應的變壓閥；循環(huán)出口連接到混合器的低壓介質(zhì)入口，循環(huán)入口連接到混合器的介質(zhì)出口。其中的混合器具有三個接口，分別是高壓介質(zhì)入口、低壓介質(zhì)入口和介質(zhì)出口，內(nèi)部的介質(zhì)流道是一個文氏原理的通道，全機械結構，高壓的介質(zhì)通過高壓介質(zhì)入口流入，在低壓介質(zhì)入口處會產(chǎn)生低于大氣的負壓，從而使得與低壓介質(zhì)入口相連接的低壓介質(zhì)流入到混合器中，高壓的介質(zhì)流與低壓的介質(zhì)流在混合器中混合，并交換能量，包括動能和熱能，然后從混合器的介質(zhì)出口流出。其中的溫控裝置具有兩個接口，分別是溫控裝置入口和出口，內(nèi)置一個溫感器和 通路開關，溫控裝置入口與集熱器出口連接在一起，溫控裝置出口與混合器的高壓介質(zhì)入口連接在一起；當溫控裝置入口的介質(zhì)溫度達到溫控裝置預定的溫度，溫控裝置內(nèi)置的通路開關打開，溫控裝置入口和出口連通；當溫控裝置入口側(cè)的介質(zhì)溫度低于溫控裝置的預定溫度，溫控裝置的通路開關關閉，溫控裝置入口和出口關閉。本發(fā)明的有益效果是，通過對集熱器內(nèi)的氣體進行加壓和升溫，并通過溫控裝置對流通通道的開和關，在混合器中實現(xiàn)高壓高溫氣體介質(zhì)和從儲熱水箱流入到混合器中的低壓低溫水介質(zhì)進行混合并在混合過程中完成換熱，換熱速度快，換熱的效率高。而且由于集熱器以及相連的管道內(nèi)是氣體，永遠都不會存在被凍壞的可能，采用該換熱方法的太陽能熱水器系統(tǒng)徹底實現(xiàn)防凍。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖I是本發(fā)明的工作流程圖。圖2是采用本發(fā)明在分體太陽能熱水器系統(tǒng)一個實施例的連接示意圖。圖中，201.儲熱水箱，202.集熱器，203.混合器，204.溫控裝置，205.充氣泵，301.高壓介質(zhì)入口，302.低壓介質(zhì)入口，303.介質(zhì)出口，304.集熱器入口，305.集熱器出口，306.溫控裝置入口，307.溫控裝置出口，310.循環(huán)出口，311.循環(huán)入口，312.透氣口，313.出水口，314.進水口。
具體實施例方式圖I是本發(fā)明的工作流程的步驟，結合圖2 —個實施例的連接示意圖來進一步描述如下
步驟101.充氣裝置充氣，在圖2中充氣裝置采用充氣泵(205)，即充氣泵(205)開始對與此連接的管道和集熱器(202 )進行充氣，一直充氣到預定壓力，充氣泵(205 )停止充氣。步驟102.集熱器吸收太陽能升溫，在圖2中，集熱器(202)內(nèi)的高壓氣體通過不斷地吸收太陽能，集熱器(202)內(nèi)的氣體不斷升溫，串接在集熱器出口(305)處的溫控裝置(204)隨時檢測氣體的溫度。步驟103.溫控裝置打開通路連通，在圖2中當集熱器(202)內(nèi)的氣體溫度達到溫控裝置(204)的預定溫度，溫控裝置入口(306)與溫控裝置出口(307)連通，氣路暢通，管路內(nèi)的氣體開始快速流出，相應管路的壓力會降低，當降低到預定范圍，充氣泵(205)自動開始充氣。步驟104.介質(zhì)流入混合器進行混合換熱，在圖2中，集熱器(202)內(nèi)的高壓高溫氣體介質(zhì)通過溫控裝置(204)流入到混合器(203)的高壓介質(zhì)入口(301)，在低壓介質(zhì)入口(302)處形成負壓，引起儲熱水箱(201)內(nèi)的水介質(zhì)通過循環(huán)出口(310)流入到混合器(203)中，高壓高溫的氣體介質(zhì)和低壓低溫的水介質(zhì)混合，進行能量交換，實現(xiàn)換熱。步驟105.換熱后的介質(zhì)流流入到儲熱水箱中儲藏，在圖2中在混合器(203)中兩種介質(zhì)混合后，形成同溫同速的介質(zhì)流從介質(zhì)出口(303)流出，通過管道從儲熱水箱(201)的循環(huán)入口( 311)進入到儲熱水箱(201)中儲藏。步驟106.溫控裝置截至通路，在圖2中，當集熱器(202)中的高壓高溫氣體全部 從溫控裝置(204)流出，新進入的氣體由于溫度低，致使溫控裝置(204)重新截至通路，SP溫控裝置入口(306)和溫控裝置出口(307)之間的通路中斷。步驟107.儲熱水箱中的水溫是否達到預定溫度，在圖2中，當儲熱水箱(201)內(nèi)的水溫達到預定溫度則進入步驟108，如果沒有達到預定溫度，則重新進入步驟101開始新一次的換熱過程。步驟108.停止換熱，當儲熱水箱(201)內(nèi)的水溫達到預定溫度，則換熱結束，充氣泵(205 )停止工作，不再受管路氣壓大小影響開始工作。以上闡述了本發(fā)明的基本原理和主要特征，本發(fā)明不受實施條例的限制，在不脫離本發(fā)明的基本原理和主要特征的前提下所作出的改進和變化，都應落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種新的換熱方法，其特征是，該方法有如下的步驟 步驟101.充氣裝置給集熱器內(nèi)部進行充氣加壓，當氣壓達到預定范圍時停止充氣；步驟102.集熱器吸收太陽能給集熱器體內(nèi)的氣體升溫，使氣體介質(zhì)的溫度達到集熱器出口處溫控裝置的預定溫度； 步驟103.集熱器內(nèi)的氣體溫度達到溫控裝置的預定溫度時，溫控裝置的入口和出口相連通，管路暢通，集熱器內(nèi)的氣體向集熱器出口方向高速流動，集熱器內(nèi)的壓力將會逐步下降，當壓力下降到預定壓力時，充氣裝置開始充氣補充； 步驟104.高壓高溫的氣體流過溫控裝置，進入到混合器，在混合器中高壓高溫的氣體與從儲熱水箱循環(huán)出口流入的低壓低溫水混合，兩者進行能量交換，實現(xiàn)換熱； 步驟105.換熱后的介質(zhì)，具有同溫同速的性質(zhì)一起快速流入到儲熱水箱中儲藏； 步驟106.高壓高溫的氣體全部流過溫控裝置后，新進入的氣體溫度低于溫控裝置的預定溫度，溫控裝置的入口和出口之間的通道重新封閉，管路中的介質(zhì)不再流； 步驟107.儲熱水箱中的水溫達到預定溫度，進入步驟108 ;沒有達到預定溫度進入步驟101，開始新的一次換熱，直到儲熱水箱中的水溫達到預定溫度為止； 步驟108.停止換熱。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種新的換熱方法，其特征是所述的儲熱水箱是一種三層結構的水箱，分別是內(nèi)膽、保溫層和外殼，具有透氣接口、進水口、出水口、循環(huán)出口、循環(huán)入口以及輔助接口，透氣接口安裝一個與儲熱水箱相適應的變壓閥；循環(huán)出口連接到混合器的低壓介質(zhì)入口，循環(huán)入口連接到混合器的介質(zhì)出口。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種新的換熱方法，其特征是所述的混合器具有三個接口，分別是高壓介質(zhì)入口、低壓介質(zhì)入口和介質(zhì)出口，內(nèi)部的介質(zhì)流道是一個文氏原理的通道，全機械結構，高壓的介質(zhì)通過高壓介質(zhì)入口流入，在低壓介質(zhì)入口處會產(chǎn)生低于大氣的負壓，從而使得與低壓介質(zhì)入口相連接的低壓介質(zhì)流入到混合器中，高壓的介質(zhì)流與低壓的介質(zhì)流在混合器中混合，并交換能量，包括動能和熱能，然后從混合器的介質(zhì)出口流出。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種新的換熱方法，其特征是所述的溫控裝置具有兩個接口，分別是溫控裝置入口和出口，內(nèi)置一個溫感器和通路開關，溫控裝置入口與集熱器出口連接在一起，溫控裝置出口與混合器的高壓介質(zhì)入口連接在一起；當溫控裝置入口的介質(zhì)溫度達到溫控裝置預定的溫度，溫控裝置內(nèi)置的通路開關打開，溫控裝置入口和出口連通；當溫控裝置入口側(cè)的介質(zhì)溫度低于溫控裝置的預定溫度，溫控裝置的通路開關關閉，溫控裝置入口和出口關閉。
全文摘要
一種新的換熱方法，該方法通過對集熱器內(nèi)的氣體進行加壓和升溫，并通過溫控裝置對流通通道的開和關，在混合器中實現(xiàn)高壓高溫氣體介質(zhì)和從儲熱水箱流入到混合器中的低壓低溫水介質(zhì)進行混合并在混合過程中完成換熱，換熱速度快，換熱的效率高。而且由于集熱器以及相連的管道內(nèi)是氣體，永遠都不會存在被凍壞的可能，采用該換熱方法的太陽能熱水器系統(tǒng)徹底實現(xiàn)防凍。
文檔編號F24J2/30GK102967059SQ20121050390
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月2日 優(yōu)先權日2012年12月2日
發(fā)明者徐何燎 申請人:徐何燎