專利名稱：利用太陽能的供暖供熱水用鍋爐系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用太陽能的供暖供熱水用鍋爐系統，更詳細地說是涉及能夠防止在熱介質液流動的配管內部產生空氣而停滯的現象，從而使熱介質液流暢地流動以便更有效地回收所吸收的太陽能的同時，可以避免為了去除配管內的空氣所進行的繁雜的工作并防止由空氣熱膨脹帶來的配管破損，從而使系統的半永久性的使用成為可能；而且，將熱介質液吸收的太陽能分離存儲為低溫部和高溫部，并使低溫部側被太陽能持續加熱，而使高溫部側利用于供暖供熱水，從而使太陽能可以確實有效地利用于供暖供熱水的同時，能持續地供給溫水；而且，即使在輔助鍋爐工作時，對已用太陽能加熱到所要求的溫度的70％～90％的溫水，按照僅將相當于10％～30％的少量能量用輔助鍋爐補充的方式只將少量溫水集中加熱以便迅速補充不足的那部分熱源，從而可以防止不必要的鍋爐啟動和由該啟動所引起的加熱負荷，進而可使能量浪費最小化的一種利用太陽能的供暖供熱水用鍋爐系統。
背景技術：
通常，利用太陽能的鍋爐系統是以防止由使用石油、煤或天然氣等天然燃料所帶來的化石燃料的浪費和環境污染為目的，利用幾乎是無限能源的太陽能，進行室內的供暖和溫水供給，但是，在普及初期，由于回收太陽能的時間僅限于白天，而且陰天或雨天則無法回收太陽能，因此不僅只能間歇地進行太陽能的回收，而且集熱密度又很低，從而無法形成大的能量源。由于以上的缺點，它未能廣泛使用。但近年來，隨著追蹤太陽光線并在短時間內能高密度地回收太陽能并可存儲該熱量的技術的發展，利用太陽能的鍋爐系統的普及程度正日益提高。
如上所述的利用太陽能的鍋爐系統根據其安裝地點和安裝方式可分為多種形式，而最具有代表性的是具有以下結構的形式。將表面由黑色的銅板或銅管材質構成的集熱器置于具有透明蓋的箱子中，并將其設置在如房頂等容易回收太陽能的地方，并使向所述集熱器內部將熱介質液循環用的配管在儲熱箱的內部形成熱交換器，且從該熱交換器延伸至集熱器的配管上，設置有用于循環熱介質液的循環泵。
作為所述熱介質液可使用像水等潛熱儲熱材料，為防止冬天熱介質液凍結，也可以使用以50∶50比例混合乙二醇等防凍液和水的混合液。在所述儲熱箱內部存儲著通過與熱介質液進行熱交換而吸收了太陽能的溫水，從而可以將溫水供給至如室內的供暖螺旋管或供熱水配管等需要供暖供熱水的地方。
另外，考慮到在夜間、陰天或雨天等無法使用集熱器直接吸收太陽能的期間，或僅由集熱器吸收的太陽能無法將供暖或供熱水用溫水加熱至所需要的溫度的情況，將用于輔助供暖的鍋爐與所述儲熱箱設置在一起，從而確保儲蓄在儲熱箱的溫水維持在一定溫度。
但是，如上所述的以往的利用太陽能的鍋爐系統，在發生停電、熱介質液泄漏或電控系統發生故障等情況下，會在熱介質液配管內部產生空氣，由此會出現該空氣停滯在位于集熱器上部側的配管的內部，從而熱介質液很難流暢地傳輸等問題。由此工作人員不得不完成爬到樓頂開放集熱器空氣閥等繁雜工作。不僅如此，如果不及時除去空氣，則還會出現由流動于配管內部的熱介質液的反復的收縮和膨脹，與集熱器連接的配管發破裂等嚴重的問題。
另外，由于由熱介質液吸收到的太陽能僅存儲在一臺儲熱箱內，因此，無法將存儲在儲熱箱的溫水分成低溫水和高溫水，從而，儲熱箱僅僅起到在其內部臨時存儲從集熱器吸收的太陽能的一種簡單的熱能傳輸循環裝置的作用，因此，出現了利用太陽能進行供暖和加熱溫水的效率都非常低的問題。
特別是在夜間、陰天或雨天等無法使用集熱器直接吸收太陽能的期間，或僅用集熱器吸收的太陽能無法將供暖或供熱水用溫水加熱至必要的溫度時，需要使用輔助鍋爐對儲熱箱里的溫水進行加熱，而此時輔助鍋爐須對一臺儲熱箱中存儲的溫水整體進行加熱，因而會伴隨溫水的加熱帶來能源浪費的問題，且不僅如此，使用輔助鍋爐將儲熱箱內部的溫水加熱至一定溫度以上時，即使白天吸收太陽能加熱溫水，也因無法將已加熱至一定溫度以上的溫水再加熱至更高的溫度，因此會出現從太陽吸收的低溫的熱量事實上完全不能用于溫水的加熱的問題。
發明內容
本發明是為了解決所述以往技術存在的問題而提出的，其目的在于提供如下所述的利用太陽能的供暖供熱水用鍋爐系統，即本發明的利用太陽能的供暖供熱水用鍋爐系統是使吸收了太陽能的熱介質循環到從集熱器延伸至儲熱箱內部的配管，使其與存儲在儲熱箱的低溫水進行熱交換，并將經熱交換的熱介質液循環至熱介質箱，從而除去配管內的殘留空氣，同時，利用循環泵將熱介質液推向集熱器側進行再供給，防止熱介質液流動的配管內部產生空氣而停滯的現象，由此，使熱介質液更流暢地流動以便更有效地回收熱介質液所吸收的太陽能的同時，可以避免為了去除配管內的空氣所進行的繁雜的工作并防止由空氣熱膨脹帶來的配管破損，從而使系統的半永久性的使用成為可能。
另外，本發明的另一個目的在于提供如下所述的利用太陽能的供暖供熱水用鍋爐系統，即通過供給對流管和換水對流管使所述儲熱箱與其上側的溫水存儲箱相連接，并通過各自對流管中溫水的對流作用，使低溫水和高溫水按溫度高低分別存儲到儲熱箱和溫水存儲箱內，從而在儲熱箱內部能夠持續進行利用太陽能的低溫水的加熱，而且，在溫水存儲箱和供給對流管的上部側只集中適于供暖供熱水用的高溫水，以便使將吸收于熱介質液的太陽能充分有效地利用于溫水加熱的同時，通過從儲熱箱到溫水存儲箱的持續的溫水供給，充分確保供暖供熱水所需的溫水的量。
另外，本發明的又一個目的在于提供如下所述的利用太陽能的供暖供熱水用鍋爐系統，即將所述供給對流管的上端部分別地連接于輔助鍋爐和室內供暖螺旋管而構成供暖系統的同時，為一次性回收存儲于所述供給對流管的高溫水的熱量，將在其內部形成熱交換螺旋管并延伸的冷水供給管的上端部分別地連接于供熱水存儲箱和輔助鍋爐，且在該供熱水存儲箱的內部，設置分別連接于供給對流管和換水對流管以便用高溫水的熱量對存儲在供熱水存儲箱內的溫水進行二次加熱的輔助加熱設備，由此構成供熱水系統。從而，根據供給對流管及供熱水存儲箱的內部溫度條件，能有選擇地進行利用太陽能或輔助鍋爐的供暖供熱水；且即使在啟動輔助鍋爐的情況下，也可以只對已被太陽能加熱的少量的溫水進行集中加熱，迅速補充不足的那部分熱源，從而可以防止不必要的鍋爐啟動和由該啟動所引起的加熱負荷，進而可使能量浪費達到最小化。
為完成上述目的，本發明的利用太陽能的供暖供熱水用鍋爐系統中，從太陽能集熱器延伸的熱介質液的供給管路在儲熱箱內部形成熱交換器，且從該熱交換器延伸到太陽能集熱器的熱介質液回收管路上設置有循環泵，其特征在于所述熱介質液供給管路和回收管路上，分別設置有高溫檢測傳感器和低溫檢測傳感器，且在該回收管路上，與循環泵一同設置有存儲熱介質液的熱介質箱；所述儲熱箱通過連接于其一側上部的供給對流管和另一側下部的換水對流管，分別與溫水存儲箱的上、下側連接，該供給對流管的上端部延伸至高于溫水存儲箱的位置，并分別與室內的供暖螺旋管和輔助鍋爐連接；從所述供暖螺線管延伸至供給對流管的供暖回收管上，設置有循環泵和三通電磁閥，且從該三通電磁閥延伸的輔助回收管連接于所述換水對流管的下側部；所述供給對流管內，由冷水供給管形成熱交換螺旋管，并延伸至供給對流管的上部，在其端部側設置有分別連接于供熱水存儲箱和所述輔助鍋爐的三通電磁閥；在所述供熱水存儲箱內部，設置有通過熱水供給管和溫水回收管分別連接于所述供給對流管和換水對流管的上端部的輔助加熱機構，且向供熱水存儲箱的一側延伸的供熱水供給管上，連接設置有從所述輔助鍋爐延伸的供熱水配管和流速檢測開關；在所述供給對流管和供熱水存儲箱，分別設置有控制相關三通電磁閥工作的溫度傳感器。
圖1是表示鍋爐系統整體結構的配管圖。
圖2是表示鍋爐系統供暖循環工作狀態的配管圖；圖3是表示鍋爐系統供熱水循環工作狀態的配管圖。
圖中1-集熱器，1a-供給管路，1b-回收管路、2-高溫檢測傳感器、3-止逆閥、4-熱交換器、5-儲熱箱、6-低水位傳感器、7-低溫檢測傳感器、8-熱介質箱、9，17-循環泵、10-供給對流管、10a，20a-熱交換螺旋管、10b-輔助供暖溫度傳感器、11-溫水存儲箱、12-換水對流管、13-溫水供給管、14-鍋爐開關、15-供暖螺旋管、16-供暖回收管、18，23-三通電磁閥、19-輔助回收管、20-輔助鍋爐、21-供暖配管、22-冷水供給管、24-供熱水存儲箱、24a-流入管、24b-供熱水供給管、25-輔助加熱設備、25a-高溫水供給管、25b-溫水回收管、26-供熱水溫度傳感器、27-供熱水配管、28-膨脹箱、28a-膨脹管路、28b-溢流管、28c-補充水供給管、29-鍋爐給水管、30-流速檢測開關。
具體實施例方式
下面，參照著附圖，詳細說明達到所述目的的本發明。
圖1是表示本發明的利用太陽能的供暖供熱水用鍋爐系統的整體結構的配管圖，如該圖所示，從太陽能集熱器1延伸的熱介質液的供給管路1a在儲熱箱5內部形成熱交換器4，且從該熱交換器4延伸至太陽能集熱器1的熱介質液回收管路1b上設置了用于熱介質液的存儲和循環的熱介質箱8和循環泵9，且在所述熱介質液供給管路1a和回收管路1b上，分別設置了測定集熱器1側的熱介質液的溫度和從熱交換器4流出的熱介質液的溫度的高溫檢測傳感器2和低溫檢測傳感器7。
與集熱器1連接的所述供給管路1a突出至比集熱器1更高的位置后再延伸至下部，其理由是為防止存儲在集熱器1內部的熱介質液墜落到供給管路1a側，使其上部不存在空間。只將供給管路1a形成為如上的結構，就無需另外設置空氣閥；所述傳感器8可以起到吸收熱介質液的膨脹和收縮且從由熱交換器4出來的熱介質液中自然地分離并去除空氣的同時，補充自然消耗的熱介質液的作用，在熱介質箱8上端部形成有排出空氣用空間，且在其上的蓋8a上，形成有空氣自動排出管8b。
另外，在該熱介質箱8的一側設置有低水位傳感器b，當熱介質液被耗盡的情況下由此來檢測低水位并用設置于鍋爐系統內部的警報裝置告知需要補充熱介質液的信息。
此外，通過內置有由熱介質液流動配管構成的熱交換器4的所述儲熱箱5通過連接于其一側上部的供給對流管10和另一側下部的換水對流管12，可以與設置在其上部側的溫水存儲箱11進行熱交換，而所述供給對流管10的上端部延伸至高于溫水存儲箱11的位置，并連接設置在溫水存儲箱11的上部側，且所述換水對流管12的上端部連接設置在溫水存儲箱11的下部側，從而使所吸收的太陽能進行對流式循環從而分離成高溫部和低溫部。
即，所述供給對流管10將在儲熱箱5升溫的溫水向上部移送并使溫水的熱量集中在高于溫水存儲箱11的位置的其上端部，從而起著集中保存用于供暖或供熱水的高溫水的作用；所述換水對流管12將進行熱交換后降溫的溫水移送至儲熱箱5并進行再加熱；從而，通過供給對流管10和換水對流管12，可以在儲熱箱5和溫水存儲箱11分別分離存儲低溫水和高溫水，同時，可以將溫度最高的高溫水集中在供給對流管10的上端部。
在具有上述作用的供給對流管10的上端部，通過溫水供給管13和供暖回收管16連接著室內供暖螺旋管15，同時通過供暖配管21連接著輔助鍋爐20，而且，從所述供暖螺旋管15延伸至供給對流管10的供暖回收管16上設置了循環泵17和三通電磁閥18，而向所述三通電磁閥18的下部側延伸有所述輔助回收管19，并與所述換水對流管12下側部相連。
另外，在所述供給對流管10的一側上部，設置有根據供給對流管10的內部溫度來控制三通電磁閥18的工作的輔助供暖溫度傳感器10b，從而可以根據從供給對流管10測定的溫度值，有選擇地進行利用太陽能的供暖和利用鍋爐的輔助供暖。
此外，在所述供給對流管10的內部，從圖中未示出的冷水供給源延伸的冷水供給管22排列成Z字形狀，形成熱交換螺線管10a，而且，從所述熱交換螺旋管10a延伸至供給對流管10上部的冷水供給管22的前端部上，設置有通過流入管24a與供熱水存儲箱24相連，且通過供熱水配管27設置與所述輔助鍋爐20連接的三通電磁閥23。
所述供熱水存儲箱24起著存儲流動于冷水供給管22的冷水經供給對流管10被實施一次加熱后的溫水的作用，且其內部設置有通過高溫水供給管25a與所述供給對流管10的上端部連接且通過所述溫水回收管25b與所述換水對流管12的上端部連接的輔助加熱設備25，由此可以用存儲在供給對流管10上端部的高溫水，將存儲在供熱水存儲箱24的溫水加熱至適合于供熱水的溫度。
這里的輔助加熱設備25可以是利用其他的加熱設備(煤氣爐或電加熱器等)將水加熱，而不是從換水對流管12接收溫水。
另外，在所述供熱水存儲箱24的一側連接設置了用于將溫水供給至指定地點的供熱水供給管24b；且在所述供熱水供給管24b上分別連接沒置了在輔助鍋爐20內部形成熱交換螺線管20a并延伸的供熱水配管27以及流速檢測開關30；而且，在所述供熱水存儲箱24的一側上部，設置有根據供熱水存儲箱24的內部溫度控制三通電磁閥23的工作的供熱水溫度傳感器26，從而可以根據從供熱水存儲箱24測定的溫度值，有選擇地進行利用太陽能的供熱水和利用鍋爐的供熱水。
設置在所述供熱水供給管24b的流速檢測開關30起著以下作用，即，為了溫水的使用，開放圖中來示出的水龍頭或閥門，從而使溫水在供熱水供給管24b內部流動的情況下，與偏向溫水流動方向的電線與接點部接觸從而使輔助鍋爐20工作；而在關閉水龍頭或閥門后沒有溫水在供熱水供給管24b內部流動時，使電線脫離接點部，從而中止輔助鍋爐20的工作。
另外，在供熱水存儲箱24的上部設置有與通常的鍋爐系統相同的用于吸收由鍋爐系統的供水以及水溫上升產生的系統內部的膨脹力的膨脹箱28，而且，所述膨脹箱28在其一側與從供給對流管10延伸至輔助加熱設備25的高溫水供給管25a連成一體的膨脹管路28a貫通，且其另一側延伸著用于向鍋爐系統供水的鍋爐給水管29，并與所述換水對流管12的下側部連接。
此外，所述膨脹箱28的兩側分別連接設置了當存儲于膨脹箱28的水超過一定水位時能自動往膨脹箱28外部排水的溢流管28b和用于向所述膨脹箱28供給相當于從膨脹箱28蒸發水量水的補充水供給管28c。
用圖2和圖3，更詳細地說明具有所述結構的本發明的作用關系。在關于本發明的作用關系的說明中為了有助于理解，將本發明的鍋爐系統分為適用于供暖循環和適用于供熱水循環這兩種情況進行說明，而實際上，供暖循環和供熱水循環是同時進行的，可以同時向室內供暖和供溫水。
圖2是將本發明鍋爐系統適用于供暖循環的狀態的配管圖。如圖所示，當用集熱器1吸收太陽能加熱熱介質液時，通過高溫檢測傳感器2測定的溫度值將高于通過低溫檢測傳感器7測定的溫度值，從而，由各個傳感器2和7發送信號，使循環泵9開始工作，以便吸收了太陽能的熱介質液從集熱器1通過供給管路1a流入到熱交換器4后，再通過具有熱介質箱8的回收管路1b被回收至集熱器1側，在該過程中，存儲在儲熱箱5內部的低溫水則被流動于熱交換器4內部的熱介質液加熱。
此時，所述熱介質箱8的蓋8a上，向上形成有自動空氣排出管8b，從而，可以隨時去除在熱交換器4中循環的熱介質液中所含的空氣。
如上所述，使用循環泵9使熱介質液在供給管路1a和熱交換器4及熱介質箱8和回收管路16中流動時，在熱介質液流動過程中產生的空氣就能在流入到熱介質箱8的過程中自動去除，并從形成于熱介質箱8上部的空氣排出用的空間排出，不僅如此，在集熱器1側的供給管路1a的位置高于集熱器1的情況下，由于所述循環泵9通過將熱介質推向集熱器1側的形式進行再供給，因此可以避免在熱介質液的供給管路1a和回收管路1b及集熱器1內部空間出現滯留有空氣的現象。
由此，可使利用循環泵9的熱介質液的循環更加順利，從而能夠利用吸收于熱介質液的太陽能，更有效地對存儲于儲熱箱5的溫水進行加熱，從而工作人員無需親自上到設于座頂的集熱器1側，進行一一去除集熱器配管內部的空氣的繁雜工作，并可以將因流動于配管內部的熱介質液的反復收縮和膨脹而使與集熱器1連接的配管破裂等現象防范于未然。
如上所述，通過吸收了太陽能的熱介質液流動于熱交換器4內部而持續加熱儲熱箱5內部的溫水時，因儲熱箱5的溫水的溫度將持續上升，從而儲熱箱5的溫水是其上部側溫度高于其下部側溫度，因此，儲熱箱5上部側的高溫水通過供給對流管10流動至溫水存儲箱11，以維持存儲在溫水存儲箱11的溫度高于儲熱箱5的溫度。
另外，存儲在溫水存儲箱11的溫水也同樣是其上部側溫度高于下部側溫度，從而溫水存儲箱11上部側的高溫水集中至供給對流管10上部側，且其下部側的溫水的一部分則通過換水對流管12再流入至儲熱箱5下部并加熱，直到日落為止持續進行利用太陽能的溫水加熱和循環，并由此，從儲熱器箱5到溫水存儲箱11和供給對流管10上端部，越往上端部依次儲存有越高溫度的溫水，可有效分離為低溫水和高溫水。
如上所述，通過持續進行利用太陽能的溫水加熱而當高溫檢測傳感器2測定的溫度值和低溫檢測傳感器7測定的溫度值近似時，通過從各傳感器2、7傳送信號而中止循環泵9的工作，并中斷熱介質液的循環。當在熱介質液循環被中斷的情況下，高溫檢測傳感器2測定的溫度值低于溫度檢測傳感器7測定的溫度值時，循環泵9再次工作并進行熱介質液的循環。
如上所述，通過熱介質液的循環，集中在供給時流管10上端部的高溫水在加熱至適合供暖的溫度的狀態下，將設置在室內的鍋爐開關14打開(ON)，則與室內供暖螺旋管15連接的循環泵17開始工作，溫水通過溫水供給管13流到室內供給管15而實現供暖，而且，該用于供暖的溫水通過供暖回收管16和三通電磁閥18以及輔助回收管19，流入到換水對流管12。
如上所述，流入到換水對流管12的溫水在初期會將大量的熱能消耗在室內供暖并以比較低的溫度狀態流入。此時經換水對流管12流入的溫水由對流作用供給至儲熱箱5并被太陽能再次加熱。但是，當通過換水對流管12流入的溫水的溫度因持續供暖所造成的室內溫度的上升而高于存儲于儲熱箱5的溫水的溫度時，通過換水對流管12流入的溫水通過其對流作用不會供給至儲熱箱5，而供給至溫水存儲箱11側，從而能夠防止儲熱箱5內部的溫度上升，并可以利用太陽能持續地加熱溫水。
在利用太陽能持續供暖的過程中，若供給對流管10內部溫度降低至無法供熱的低溫，則輔助供暖溫度傳感器10b檢測這一溫度后，使輔助鍋爐20和三通電磁閥18工作，從而，切斷從供暖回收管16到輔助回收管19的管路，同時，使供暖回收管16的管路直接連接于供給對流管10的上端部，使輔助鍋爐20只工作至能補充供暖所不足的那一部分熱量，僅將存儲在供給對流管10內部的溫水加熱到供暖所需的溫度，從而實現供暖循環。
即，如果供暖所需要的溫度是45℃，則在無法吸收太陽能的夜間，即使供給對流管10上端部的溫度降低到45℃以下，存儲在溫水存儲箱11的溫水溫度將保持在40℃左右，且在晝間存儲在儲熱箱5和溫水存儲箱11的熱能毫無流失地通過各對流管10，12的對流作用持續集中至供給對流管10上端部，由此，通過輔助鍋爐20供暖時也可將供給對流管10上端部的溫度長時間維持在40℃左右，因此只要利用輔助鍋爐20將溫水加熱約5℃左右，就可以持續供給供暖所需的溫水。
如上所述，在供暖所需的100％的溫度中，在供給對流管10的熱量上部總是存儲著加熱到供暖所需溫度的70～90％的溫水，因此只將剩余的相當于10～30％溫度的熱量通過輔助鍋爐20來補充即可。即由輔助鍋爐20加熱的溫水的量并不等于存儲在儲熱箱5和溫水存儲箱11的全部溫水水量，而僅僅是供暖所需的最少量，從而可以顯著降低由輔助鍋爐20進行的溫水的加熱負荷，并可以防止由輔助鍋爐20的過度運轉引起的能源浪費。
在進行如上所述的利用輔助鍋爐20的供暖的過程中，由于儲熱箱5的內部溫度因其對流作用而處于比較低的狀態，因此只要形成能夠由集熱器1吸收太陽能的條件，就可立即迅速吸收太陽能，可有效利用太陽能進行溫水加熱，并由此，當溫水存儲箱11的溫度再次上升，存儲在供給對流管10上端部的高溫水加熱到適合供暖的溫度時，輔助供暖溫度傳感器10b就會檢測該溫度，中止輔助鍋爐20的工作，同時通過三通電磁閥18將供暖回收管16和輔助回收管19的管路連通，從而再次實現利用太陽能的供暖。
圖3是表示將本發明的鍋爐系統適用于供熱水循環的狀態的配管圖。如圖所示，通過冷水供給管22供給的冷水經過設置在供給對流管10內部的熱交換螺旋管10a過程中，吸收存儲在供給對流管10內的高溫水的熱量進行第一次加熱后，該經加熱的溫水通過三通電磁閥23和流入管24a存儲于供熱水存儲箱24的內部。
如上所述，存儲于供熱水箱24內部的溫水，通過存儲在供給對流管10前端部的熱水流過其內部的輔助加熱設備25，進行第二次加熱，加熱至供熱水所需的溫度，如加熱的溫水通過供熱水供給管24b供給至需要溫水的地點，而用于對熱水的加熱之后溫度下降的溫水從輔助加熱設備25通過溫水回收管25b，再供給到換水對流管12上部，如供暖循環中所提到的那樣，流入到換水對流管12上部的溫水通過不同溫度的對流現象，選擇性地供給至溫水存儲箱11或儲熱箱5，進行再加熱。
如上所述，供熱水存儲箱24的溫水加熱也按照如下方式進行。即，吸收太陽能后被加熱的供給對流管10內的高溫水，通過熱交換螺旋管10a而流過供給對流管10內的冷水進行一次性加熱，并提供給供熱水存儲箱24，從而可以將集中在供給對流管10的太陽能一次性地傳到供熱水存儲箱24，而且，被存儲在供給對流管10上端部的高溫水流動于輔助加熱設備25內部的過程中，二次性加熱供熱水存儲箱24內部的溫水，可以將集中在供給對流管10的太陽能二次性傳送到存儲箱24，而且，在輔助加熱設備25中使用于溫水加熱而降溫的溫水則通過溫水回收管25b和換水對流管12被回收至儲熱箱5或溫水存儲箱11中，從而再次構成能進行利用太陽能的實質上的加熱的利用太陽能的供熱水循環。
如上所述，在利用太陽能進行供熱水的過程中，即使溫水供給至供熱水供給管24b，流速檢測開關30設定為ON狀態，輔助鍋爐20也不會工作，若存儲在供熱水存儲箱24的溫水降溫至無法進行供熱水的程度，則此時沒置于供熱水存儲箱24的供熱水溫度傳感器26檢測設定溫度值并使三通電磁閥23工作，從而切斷從供給對流管10的熱交換螺線管10a至流入管24a的管路，與此同時開放通過供熱水配管27連接至輔助鍋爐20的管路，并由此，供給至冷水供給管22的冷水經過供給對流管10的熱交換螺旋管10a，進行一次加熱，且經該一次加熱的溫水通過供熱水配管27并經過內置在輔助鍋爐20內的熱交換螺旋管20a進行二次加熱，之后供給至供供熱水供給管24b，從而實現利用輔助鍋爐20進行的供熱水循環。
如上所述，在利用輔助鍋爐20進行供熱水過程中，只有溫水供給至供熱水供給管24b而流速檢測開關30處于打開(ON)狀態時才使輔助鍋爐20工作，而通過關閉水龍頭或閥門，不向供熱水供給管24b供給溫水的情況下，使流速檢測開關30被設置為關閉(OFF)狀態，從而中止輔助鍋爐20的動作，而存儲在供熱水存儲箱24的溫水的溫度再次上升到能夠供熱水的溫度時，供熱水溫度傳感器26會檢測溫度設定值，并使三通電磁閥23工作，由此開放從供給對流管10的熱交換螺旋管10a至流入管24a的管路，再次形成利用太陽能進行的供熱水系統。
如上所述，根據本發明的利用太陽能的供暖供熱水用鍋爐系統中，將熱介質液吸收的太陽能分為低溫和高溫依次存儲在儲熱箱5和溫水存儲箱11以及供給對流管10，從而使在集熱器1被吸收的太陽能可以持續加熱存儲于儲熱箱5內部的低溫水，并僅將利用太陽能充分加熱的高溫水有選擇地用于供暖供熱水，并由此不僅能將吸收的太陽能實際有效地用于溫水加熱，而且還能將加熱溫水的加熱效率提高至更高的水平，并通過從儲熱箱5到溫水存儲箱11的持續的溫水供給，可充分確保供暖供熱水所需的溫水的量。
特別是，只有當存儲于供給對流管10和供熱水存儲箱24內的溫水溫度降低到無法進行供暖供熱水的情況下，才會有選擇性地啟動輔助鍋爐20，而且，利用輔助鍋爐加熱溫水時，由太陽能吸收的熱能通過對流上升，經過溫水存儲箱11持續補充至供給對流管10上部的狀態下，輔助鍋爐20只需補充供暖所不足的那一部分熱量即可，同時，由輔助鍋爐20加熱的溫水的量也不等于存儲在儲熱箱5和溫水存儲箱11全部溫水水量，而僅對供暖供熱水所需的最少量水進行集中加熱，從而可以將由輔助鍋爐20的工作而產生的能量浪費和輔助鍋爐20的加熱負荷最小化，也能持續供給供暖供熱水所需的溫水。
如上所述，本發明的利用太陽能的供暖供熱水用鍋爐系統中，在向熱介質箱導入熱介質液的過程中，自動去除包含在熱介質液里面空氣的同時，由循環泵將熱介質液推向集熱器的形式進行再供給，因而具有可防止熱介質液進行循環的配管內部產生空氣停滯現象的效果，并由此，能通過熱介質液的流暢的循環實現溫水的有效加熱，同時，能避免將一一去除配管內部空氣的繁雜工作并把配管破裂現象防范于未然，使鍋爐系統的半永久性使用成為可能。
另外，由于可以將利用熱介質液加熱的溫水分離存儲為低溫水和高溫水，因此，利用集熱器吸收的太陽能能持續加熱低溫水，同時，可以僅將用太陽能充分加熱的高溫水選擇性地使用于供暖供熱水，并由此，不僅能夠充分有效地將吸收的太陽能利用于溫水加熱，而且還能防止在夜間和雨天因輔助鍋爐工作而產生的太陽能的利用效率的下降，能提高利用太陽能的溫水加熱效率。
特別是，只有當存儲于供給對流管和供熱水存儲箱的溫水溫度降低到無法進行供暖供熱水的溫度時，才選擇性地啟動輔助鍋爐，以此只補充所需能量，而且，利用輔助鍋爐集中加熱的溫水的量也只是供暖供熱水所需的最小量，從而可以將由輔助鍋爐的工作而產生的能量浪費和輔助鍋爐的加熱負荷最小化，同時仍可持續供給供暖供熱水所需的溫水。
權利要求
1.一種利用太陽能的供暖供熱水用鍋爐系統，從太陽能集熱器(1)延伸的熱介質液的供給管路(1a)在儲熱箱(5)內部形成熱交換器(4)，從該熱交換器(4)延伸到太陽能集熱器(1)的熱介質液回收管路(1b)上設置有循環泵(9)，其特征在于在所述熱介質液供給管路(1a)和回收管路(1b)上分別設置有高溫檢測傳感器(2)和低溫檢測傳感器(7)，在該回收管路(1b)上同時設有存儲熱介質液的熱介質箱(8)和循環泵(9)；所述儲熱箱(5)通過連接于其一側上部的供給對流管(10)和另一側下部的換水對流管(12)，分別與溫水存儲箱(11)的上、下側連接，該供給對流管(10)的上端部延伸至高于溫水存儲箱(11)的位置，分別與室內的供暖螺旋管(15)和輔助鍋爐(20)連接；在從所述供暖螺旋管(15)延伸至供給對流管(10)的供暖回收管(16)上設置有循環泵(17)和三通電磁閥(18)，從該三通電磁閥(18)延伸有輔助回收管(19)，并連接于所述換水對流管(12)的下側部；在所述供給對流管(10)中冷水供給管(22)形成熱交換螺旋管(10a)并延伸至供給對流管(10)的上部，且在其端部側設置有分別連接于供熱水存儲箱(24)和所述輔助鍋爐(20)的三通電磁閥(23)；在所述供熱水存儲箱(24)內部設置有通過高溫水供給管(25a)和溫水回收管(25b)分別連接于所述供給對流管(10)和換水對流管(12)的上端部的加熱螺線管(25)，且在向供熱水存儲箱(24)的一側延伸的供熱水供給管(24b)上連接設置有從所述輔助鍋爐(20)延伸的供熱水配管(27)和流速檢測開關(30)，在所述供給對流管(10)和供熱水存儲箱(24)上設置有分別控制相應三通電磁閥(18)(23)工作的溫度傳感器(10b)(26)。
2.根據權利要求1所述的利用太陽能的供暖供熱水用鍋爐系統，其特征在于所述熱介質箱(8)上側的蓋(8a)上形成有朝下的空氣自動排出管(8b)，使從熱交換器(4)循環的熱介質液中的空氣能夠隨時排出。
3.根據權利要求1所述的利用太陽能的供暖供熱水用鍋爐系統，其特征在于所述輔助加熱設備(25)是通過另設的電加熱器或煤氣加熱器等直接加熱設備構成。
全文摘要
本發明提供一種利用太陽能的供暖供熱水用的鍋爐系統，其中使吸收了太陽能的熱介質液循環到從集熱器延伸至儲熱箱內部的配管，使其與存儲在儲熱箱的低溫水進行熱交換，同時防止在熱介質液流過的配管內部產生空氣而停滯的現象，并通過各對流管的溫水對流作用，使低溫水和高溫水按溫度高低被分別存儲到儲熱箱和溫水存儲箱，使熱介質液吸收的太陽能可以充分高效地利用于溫水的加熱，同時，通過將溫水從儲熱箱持續供給至溫水存儲箱，充分確保供暖供熱水所需的溫水的量，且與此同時，根據供給對流管及供熱水存儲箱的內部溫度條件，能有選擇地執行利用太陽能或輔助鍋爐的供暖供熱水。
文檔編號F24J2/42GK1594990SQ200410087429
公開日2005年3月16日 申請日期2004年5月28日 優先權日2003年5月30日
發明者全奭寧 申請人:全奭寧