專利名稱：蒸汽驅動水循環傳熱系統的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種新的水循環傳熱方法，屬傳熱、采暖技術領域。
以水為介質進行傳熱的系統非常普遍，但水循環的驅動方式無非兩種重力循環和泵循環。本發明所提供的水循環方法，是利用水汽化時體積的膨脹為循環的動力，是不同于現有兩者的一種新方法。
基于該方法的典型系統如
圖1所示，由取熱器1、單向閥2、熱源3、冷源4、切換器5、緩沖器6、熱用戶7及連接管路8組成。在切換器5的控制下，熱源3和冷源4交替作用于取熱器1，使其內部交替發生水的汽化和蒸汽的凝結，進而使壓力交替升高與降低。在緩沖器6及單向閥2的配合下，熱水與冷水間歇地被排出與吸入，并沿管路單向流動，熱水則不斷地將熱量傳輸給熱用戶。
該系統的特點是取熱器交替進行冷熱變換，交替進行汽化和凝結，器內壓力交替升高和降低，從而實現水交替排出和吸入并沿管路單向循環流動。它不需要水泵，也不需要熱源與熱用戶之間的高度差，因而比較簡易、可靠。
基于上述基本原理，在實施中，典型的系統可以進行如下的變形1.如圖2所示的串聯系統和圖3所示的并聯系統。此時切換器就同時控制所有的取熱器。在采用串聯或并聯系統時，理論上取熱器的個數可以是任意多。
2.緩沖器可以如上述是封閉的，也可以與大氣相通。封閉的緩沖器可以是充氣式的，也可以是薄膜式的。
3.該系統可以如上述密閉循環，也可以在取熱器上安裝排汽閥，由切換器控制其開、關。當取熱器內充滿水時，排汽閥關閉，取熱器升溫，發生汽化并排水。當汽化完成，取熱器內充滿蒸汽時，排汽閥打開，蒸汽排出，取熱器降壓，由緩沖器將水補進取熱器。如此循環。
4.根據傳熱量和水循環量的大小，從熱用戶返回的冷水可以直接由緩沖器壓回取熱器，也可以經預熱后再返回。
5.所采用的切換器可以是機械式的，也可以是電子式的或是兩者的混合。
現結合附圖對該發明做進一步的說明。
圖1是基于該方法的典型系統，由取熱器1、單向閥2、熱源3、冷源4、切換器5、緩沖器6、熱用戶7及連接管路8組成。
首先，在切換器5的控制下，熱源3作用于取熱器1，使其內部發生水的汽化。取熱器的結構是入口在頂部而出口在底部。汽化時取熱器內壓力升高，但由于單向閥的作用，上部的蒸汽不能排出，而只能壓迫下部已經被加熱的水沿預定的方向流出，并經過熱用戶降溫后進入緩沖器。此時切換器將取熱器切換到冷源，即停止加熱，開始冷卻。取熱器內存留的蒸汽受冷后凝結成水，使取熱器內壓力下降。于是，在單向閥的作用下，緩沖器內的高壓便推動水沿預定的方向進入取熱器。然后，切換器控制熱源又作用于取熱器，開始下一個工作過程，如此不已，實現了系統內水的循環流動，熱量則不斷地傳輸給熱用戶。
圖2是基于圖1變形而成的串聯系統，此處切換器則同時控制兩只取熱器，即先使其中任何一只取熱器加熱而另一只冷卻。由于單向閥的存在，受熱的取熱器排出的熱水沿預定的方向進入另一只受冷后處于低壓的取熱器。此時，切換器將熱源與冷源切換，即原來受熱的取熱器變為受冷而原來受冷的取熱器變為受熱，于是兩只取熱器內的壓力就變換，水就從高壓的取熱器流如低壓的取熱器。而這樣的過程每循環一次，即切換器每切換兩次，經過加熱的水就流經熱用戶一次。此系統中的緩沖器的作用稍有不同，即主要的壓力切換在兩個取熱器之間進行，緩沖器只是吸收切換過程中系統內多余的壓力。
圖3是基于圖1變形而成的并聯系統，切換器也是同時控制兩只取熱器，即先使其中任何一只取熱器加熱而另一只冷卻。由于單向閥的存在，受熱的取熱器排出的熱水沿預定的方向流經熱用戶(和緩沖器)進入另一只受冷后處于低壓的取熱器。此時，切換器將熱源與冷源切換，即原來受熱的取熱器變為受冷而原來受冷的取熱器變為受熱，于是兩取熱器內的壓力就對換，熱水就又流動一次。即切換器每切換一次，熱水就流經熱用戶一次，這與串聯系統有所區別。此系統中的緩沖器的作用則與串聯系統的一樣，即主要是吸收切換過程中系統內多余的壓力。
權利要求
1.一種新的水循環傳熱方法，其原理是取熱元件受熱后使其內部的一部分水汽化，由汽化過程導致的體積膨脹推動管路系統內的水進行循環。
2.基于權利要求1所述的原理，典型的系統包括取熱器、單向閥、熱源、冷源、切換器、緩沖器、熱用戶和連接管路。
3.基于權利要求1所述的原理，權利要求2所述的典型系統變形后的衍生系統。變形的項目包括1)緩沖器的封閉或開口；2)單器系統、串聯系統或并聯系統；3)取熱器內蒸汽在器內冷凝或排出；4)冷水直接返回取熱器或經預熱后返回。
全文摘要
本發明是關于一種新的水循環傳熱系統，該系統由取熱器、單向閥、熱源、冷源、切換器、熱用戶及連接管路組成。在切換器的控制下，熱源和冷源交替作用于取熱器，使其內部交替發生水的汽化和蒸汽的凝結。在單向閥和緩沖器的配合下，熱水間歇地被排出取熱器，而冷水則間歇地被吸入，從而實現了水的間歇式的循環，而熱量則不斷地被送到熱用戶。
文檔編號F24D3/06GK1755198SQ20041007315
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月30日 優先權日2004年9月30日
發明者王國慶 申請人:王國慶