專利名稱：一種雙回路太陽能熱水器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板太陽能熱水器和真空管太陽能熱水器，尤其是雙回路太陽能熱水器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的雙回路太陽能熱水器儲熱水箱一般為承壓水箱。有集熱器與儲熱水箱一體的一體式的，例申請?zhí)枮?00720156780。4的專利提及的自然循環(huán)雙回路太陽能熱水器。也有集熱器與儲熱水箱分體的分體式的，例申請?zhí)枮?00720169516。4和申請?zhí)枮?201020169613。5的專利提及的自然循環(huán)雙回路太陽能熱水器。還有國外常用的防凍液強制循環(huán)雙回路太陽能熱水器。
發(fā)明內(nèi)容
為使雙回路太陽能熱水器的功能更完善，性能更完美。本發(fā)明的一種雙回路太陽能熱水器由集熱器、儲熱水箱、散熱水箱(散熱水箱在散熱功能上等同于散熱冷凝箱或散熱器，散熱冷凝箱比其多了冷凝功能。)、冷凝箱(傳熱介質(zhì)為閉式時，如不設有冷凝箱，同時散熱水箱也不是具有冷凝功能的散熱冷凝箱時，系統(tǒng)應設有膨脹罐。)用管道連接組成； 集熱器與儲熱水箱以間接方式連接形成加熱循環(huán)回路，集熱器與散熱水箱以直接方式連接形成散熱循環(huán)回路。傳熱介質(zhì)可以是水也可以是防凍液，傳熱介質(zhì)可以是敞開式的也可以是封閉式的。系統(tǒng)可采用自然循環(huán)也可采用強制循環(huán)，采用自然循環(huán)時加熱循環(huán)回路上設有恒溫閥(集熱器與儲熱水箱一體時不設有。)，散熱循環(huán)回路上設有散熱閥(散熱循環(huán)回路的上循環(huán)管入口設在散熱冷凝箱的水位線之上時可以不設。)；采用強制循環(huán)時設有循環(huán)泵，利用動力進行加熱循環(huán)和散熱循環(huán)；各個循環(huán)回路可以采用不同的循環(huán)方式?？刂品椒▋崴涞乃疁氐陀谠O定溫度(在50度至75度內(nèi)設定為佳。)時，集熱器受太陽輻射，通過加熱循環(huán)加熱儲熱水箱的水，儲熱水箱的水溫達到設定溫度后停止加熱，將儲熱水箱的水溫恒定在設定溫度，停止加熱后啟動散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能帶到散熱水箱排出，防止系統(tǒng)超溫，維護系統(tǒng)的使用性能、延長系統(tǒng)的使用壽命。系統(tǒng)斷開電源時散熱閥為常開狀態(tài)、恒溫閥為常閉狀態(tài)，系統(tǒng)保持在散熱的工作狀態(tài)(只適用自然循環(huán)系統(tǒng)。)；傳熱介質(zhì)升溫揮發(fā)產(chǎn)生的氣體經(jīng)散熱冷凝箱冷凝后再經(jīng)冷凝箱冷凝，介質(zhì)氣體根少流出大氣，傳熱介質(zhì)升溫揮發(fā)膨脹產(chǎn)生的壓力經(jīng)散熱冷凝箱和冷凝箱冷凝降壓后得到平衡，傳熱介質(zhì)為封閉式時也不會產(chǎn)生高壓；系統(tǒng)始終保持在較低的溫度內(nèi)工作，加上傳熱介質(zhì)不會產(chǎn)生高壓和不易流失，使得系統(tǒng)更易維護。系統(tǒng)在集熱器上設有空氣散熱器。在平板集熱器的集熱板的板底與保溫層之間留有一定空間形成空氣流道，或在真空管集熱器的聯(lián)箱的內(nèi)膽與保溫層之間留有一定空間形成空氣流道，在空氣流道的下端設有進氣口，上端設有出氣口，形成空氣散熱循環(huán)通道，在空氣散熱循環(huán)通道上設有空氣散熱閥，也可設有散熱風機。本發(fā)明的別一方案是不設有散熱水箱，散熱水箱的散熱功能被設在集熱器上的空氣散熱器代替。集熱器與儲熱水箱以間接方式連接形成加熱循環(huán)回路(在不需防凍液時和集熱器能接受儲熱水箱的水壓時可以用直接方式連接)，空氣散熱器的空氣散熱循環(huán)通道與大氣形成空氣散熱循環(huán)回路。控制方法儲熱水箱的水溫低于設定溫度時，集熱器受太陽輻射，通過加熱循環(huán)加熱儲熱水箱的水，儲熱水箱的水溫達到設定溫度后停止加熱，停止加熱后啟動空氣散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能排出。系統(tǒng)斷開電源時空氣散熱閥為常開狀態(tài)、恒溫閥為常閉狀態(tài)。為使系統(tǒng)能優(yōu)先利用太陽能，系統(tǒng)設有2個或多個儲熱水箱，集熱器并聯(lián)2個或多個儲熱水箱，形成2條或多條加熱循環(huán)回路?？刂品椒療崞魇芴栞椛洌ㄟ^加熱循環(huán)由始到次加熱每個儲熱水箱的水，每個儲熱水箱的水溫都達到設定溫度后停止加熱。在換熱器設在集熱器上時，同時加熱循環(huán)為自然循環(huán)時，加熱循環(huán)回路的上循環(huán)管的上端設有空氣隔斷器。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明，其中圖I是傳熱介質(zhì)為敞開式的自然循環(huán)雙回路太陽能熱水器。圖2是傳熱介質(zhì)為封閉式的自然循環(huán)雙回路太陽能熱水器。圖3是傳熱介質(zhì)為封閉式的多水箱自然循環(huán)雙回路太陽能熱水器。圖4是傳熱介質(zhì)為封閉式的一體式自然循環(huán)雙回路太陽能熱水器。圖5是傳熱介質(zhì)為封閉式的換熱器設在集熱器上的自然循環(huán)雙回路太陽能熱水器。圖6是傳熱介質(zhì)為封閉式的散熱循環(huán)回路的上循環(huán)管入口設在散熱冷凝箱的水位線之上的自然循環(huán)雙回路太陽能熱水器。圖7是傳熱介質(zhì)為封閉式的散熱循環(huán)回路為自然循環(huán)的加熱循環(huán)回路為強制循環(huán)的雙回路太陽能熱水器。圖8是傳熱介質(zhì)為封閉式的強制循環(huán)雙回路太陽能熱水器。圖9是傳熱介質(zhì)為封閉式的散熱循環(huán)回路為空氣散熱循環(huán)回路的加熱循環(huán)回路為強制循環(huán)的雙回路太陽能熱水器。圖10是傳熱介質(zhì)為封閉式的集熱器上設有空氣散熱器的強制循環(huán)雙回路太陽能熱水器。
具體實施例方式圖I所示傳熱介質(zhì)為敞開式的自然循環(huán)雙回路太陽能熱水器由集熱器I、儲熱水箱2、散熱冷凝箱3、換熱器4、恒溫閥5、散熱閥6、自來水進水7、熱水出水8、冷凝箱9、排氣口 11用管道連接組成。散熱冷凝箱內(nèi)的稀線為傳熱介質(zhì)的水位線。儲熱水箱的水溫低于設定溫度時恒溫閥為打開狀態(tài)、散熱閥為關(guān)閉狀態(tài)，集熱器受太陽輻射，通過加熱循環(huán)加熱儲熱水箱的水，儲熱水箱的水溫達到設定溫度后恒溫閥關(guān)閉停止加熱，停止加熱后散熱閥打開啟動散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能帶到散熱冷凝箱排出。系統(tǒng)斷開電源時散熱閥為常開狀態(tài)、恒溫閥為常閉狀態(tài)，系統(tǒng)保持在散熱的工作狀態(tài)；傳熱介質(zhì)升溫揮發(fā)產(chǎn)生的氣體經(jīng)散熱冷凝箱冷凝后再經(jīng)冷凝箱冷凝，介質(zhì)氣體很少流出排氣口。圖2所示傳熱介質(zhì)為封閉式的自然循環(huán)雙回路太陽能熱水器與圖I不同的是其沒有排氣口 11，其設有低壓安全閥10。集熱器受太陽輻射，傳熱介質(zhì)升溫揮發(fā)膨脹產(chǎn)生的壓力經(jīng)散熱冷凝箱和冷凝箱冷凝降壓后得到平衡，傳熱介質(zhì)不會產(chǎn)生高壓。當傳熱介質(zhì)升溫產(chǎn)生的壓力高于系統(tǒng)的安全范圍時低壓安全閥打開，氣體排出大氣，當傳熱介質(zhì)降溫產(chǎn)生的負壓力低于系統(tǒng)的安全范圍時低壓安全閥打開，大氣流入系統(tǒng)。圖3所示傳熱介質(zhì)為封閉式的多水箱自然循環(huán)雙回路太陽能熱水器與圖2不同的是其設有第二儲熱水箱22、第二換熱器42、第二恒溫閥52。第一儲熱水箱的水溫低于設定溫度時第一恒溫閥為打開狀態(tài)、第二恒溫閥為關(guān)閉狀態(tài)，集熱器受太陽輻射，第一儲熱水箱的水溫達到設定溫度后第一恒溫閥關(guān)閉，此時第二恒溫閥打開，第二儲熱水箱的水溫達到設定溫度后第二恒溫閥關(guān)閉停止加熱。圖4所示傳熱介質(zhì)為封閉式的一體式自然循環(huán)雙回路太陽能熱水器與圖2不同的是其沒有恒溫閥，集熱器與儲熱水箱為一體式。集熱器受太陽輻射，儲熱水箱的水溫達到設定溫度后散熱閥打開。圖5所示傳熱介質(zhì)為封閉式的換熱器設在集熱器上的自然循環(huán)雙回路太陽能熱水器與圖2不同的是其換熱器設在集熱器上，其設有空氣隔斷器12。集熱器受太陽輻射，儲熱水箱的水溫達到設定溫度后停止加熱，由于空氣隔斷器的作用，集熱器的溫度高于設定溫度時也不會影向儲熱水箱內(nèi)的水溫。圖6所示傳熱介質(zhì)為封閉式的散熱循環(huán)回路的上循環(huán)管入口設在散熱冷凝箱的水位線之上的自然循環(huán)雙回路太陽能熱水器與圖2不同的是其沒有散熱閥，散熱循環(huán)回路的上循環(huán)管入口設在散熱冷凝箱的水位線之上。集熱器受太陽輻射，儲熱水箱的水溫達到設定溫度后恒溫閥關(guān)閉停止加熱，集熱器和上循環(huán)管內(nèi)的傳熱介質(zhì)繼續(xù)升溫，密度變小，水位高出散熱冷凝箱的水位線，當水位升到三通位置時高溫介質(zhì)流入低水位的散熱冷凝箱形成散熱循環(huán)。圖7所示傳熱介質(zhì)為封閉式的散熱循環(huán)回路為自然循環(huán)的加熱循環(huán)回路為強制循環(huán)的雙回路太陽能熱水器由集熱器I、儲熱水箱2、散熱水箱3、換熱器4、循環(huán)泵50、散熱閥6、自來水進水7、熱水出水8、冷凝箱9、底壓安全閥10用管道連接組成。冷凝箱內(nèi)的稀線為傳熱介質(zhì)的水位線。儲熱水箱的水溫低于設定溫度時散熱閥為關(guān)閉狀態(tài)，集熱器受太陽輻射，加熱循環(huán)以強制溫差循環(huán)的方式加熱儲熱水箱的水，儲熱水箱的水溫達到設定溫度后停止加熱，停止加熱后散熱閥打開啟動散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能帶到散熱水箱排出。系統(tǒng)斷開電源時散熱閥為常開狀態(tài)，系統(tǒng)保持在散熱的工作狀態(tài)；冷凝箱吸收和平衡傳熱介質(zhì)升溫產(chǎn)生的壓力，低壓安全閥保護傳熱介質(zhì)的壓力安全。圖8所示傳熱介質(zhì)為封閉式的強制循環(huán)雙回路太陽能熱水器由集熱器I、儲熱水箱2、散熱水箱3、換熱器4、恒溫閥5、散熱閥6、自來水進水7、熱水出水8、安全閥10、膨脹罐13、循環(huán)泵50用管道連接組成。儲熱水箱的水溫低于設定溫度時恒溫閥為打開狀態(tài)、散熱閥為關(guān)閉狀態(tài)，集熱器受太陽輻射，加熱循環(huán)以強制溫差循環(huán)的方式加熱儲熱水箱的水， 儲熱水箱的水溫達到設定溫度后恒溫閥關(guān)閉停止加熱，停止加熱后散熱閥打開啟動散熱循環(huán)，散熱循環(huán)以強制溫差循環(huán)的方式將集熱器吸收的熱能帶到散熱水箱排出。膨脹罐吸收傳熱介質(zhì)升溫產(chǎn)生的壓力，安全閥保護傳熱介質(zhì)的壓力安全。
圖9所示傳熱介質(zhì)為封閉式的散熱循環(huán)回路為空氣散熱循環(huán)回路的加熱循環(huán)回路為強制循環(huán)的雙回路太陽能熱水器與圖7不同的是其沒有散熱水箱、散熱閥，其在集熱器上設有空氣散熱器，散熱水箱的散熱功能被設在集熱器上的空氣散熱器代替?？諝馍崞饔煽諝饬鞯?0、進氣口 14、出氣口 15、空氣散熱閥06、散熱風機60組成。儲熱水箱的水溫低于設定溫度時空氣散熱閥為關(guān)閉狀態(tài)，集熱器受太陽輻射，儲熱水箱的水溫達到設定溫度后停止加熱，停止加熱后空氣散熱閥打開(有散熱風機時可啟動散熱風機。)啟動空氣散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能帶出大氣。系統(tǒng)斷開電源時空氣散熱閥為常開狀態(tài)，系統(tǒng)保持在散熱的工作狀態(tài)。圖10是傳熱介質(zhì)為封閉式的集熱器上設有空氣散熱器的強制循環(huán)雙回路太陽能熱水器與圖8不同的是其在集熱器上設有空氣散熱器。
權(quán)利要求
1.一種雙回路太陽能熱水器，由集熱器、儲熱水箱用管道連接組成，其特征在于還設有散熱水箱，集熱器與儲熱水箱以間接方式連接形成加熱循環(huán)回路，集熱器與散熱水箱以直接方式連接形成散熱循環(huán)回路；控制方法儲熱水箱的水溫低于設定溫度時，集熱器受太陽輻射，通過加熱循環(huán)加熱儲熱水箱的水，儲熱水箱的水溫達到設定溫度后停止加熱，停止加熱后啟動散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能帶到散熱水箱排出。
2.如權(quán)利要求I所述的一種雙回路太陽能熱水器，其特征在于在散熱循環(huán)回路上設有循環(huán)泵。
3.如權(quán)利要求I所述的一種雙回路太陽能熱水器，其特征在于在散熱循環(huán)回路上設有散熱閥；控制方法系統(tǒng)斷開電源時散熱閥為常開狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求I所述的一種雙回路太陽能熱水器，其特征在于散熱循環(huán)回路的上循環(huán)管入口設在散熱冷凝箱的水位線之上。
5.如權(quán)利要求I所述的一種雙回路太陽能熱水器，其特征在于在集熱器上設有空氣散熱器。
6.如權(quán)利要求5所述的一種雙回路太陽能熱水器，其特征在于空氣散熱器的空氣流道的下端設有進氣口，上端設有出氣口，形成空氣散熱循環(huán)通道。
7.一種雙回路太陽能熱水器，由集熱器、儲熱水箱用管道連接組成，其特征在于在集熱器上設有空氣散熱器，集熱器與儲熱水箱以間接方式連接形成加熱循環(huán)回路，空氣散熱循環(huán)通道與大氣形成空氣散熱循環(huán)回路；控制方法儲熱水箱的水溫低于設定溫度時，集熱器受太陽輻射，通過加熱循環(huán)加熱儲熱水箱的水，儲熱水箱的水溫達到設定溫度后停止加熱，停止加熱后啟動空氣散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能排出。
8.如權(quán)利要求7所述的一種雙回路太陽能熱水器，其特征在于在空氣散熱循環(huán)通道上設有散熱風機。
9.如權(quán)利要求7所述的一種雙回路太陽能熱水器，其特征在于在空氣散熱循環(huán)通道上設有空氣散熱閥；控制方法系統(tǒng)斷開電源時空氣散熱閥為常開狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求I或7所述的一種雙回路太陽能熱水器，其特征在于在加熱循環(huán)回路上設有循環(huán)泵。
11.如權(quán)利要求I或7所述的一種雙回路太陽能熱水器，其特征在于在加熱循環(huán)回路上設有恒溫閥；控制方法系統(tǒng)斷開電源時恒溫閥為常閉狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求I或7所述的一種雙回路太陽能熱水器，其特征在于其設有冷凝箱。
13.如權(quán)利要求I或7所述的一種雙回路太陽能熱水器，其特征在于其設有2個或多個儲熱水箱，集熱器并聯(lián)2個或多個儲熱水箱，形成2條或多條加熱循環(huán)回路；控制方法集熱器受太陽輻射，通過加熱循環(huán)由始到次加熱每個儲熱水箱的水，每個儲熱水箱的水溫都達到設定溫度后停止加熱。
14.如權(quán)利要求I或7所述的一種雙回路太陽能熱水器，其特征在于集熱器與儲熱水箱為一體式。
15.如權(quán)利要求I或7所述的一種雙回路太陽能熱水器，其特征在于加熱循環(huán)回路的換熱器設在集熱器上。
16.如權(quán)利要求15所述的一種雙回路太陽能熱水器，其特征在于其設有空氣隔斷器。
全文摘要
一種雙回路太陽能熱水器及其控制方法，涉及平板太陽能熱水器和真空管太陽能熱水器。系統(tǒng)主要由集熱器、儲熱水箱、散熱水箱用管道連接組成；集熱器與儲熱水箱以間接方式連接形成加熱循環(huán)回路，集熱器與散熱水箱以直接方式連接形成散熱循環(huán)回路。裝置中集熱器受太陽輻射，通過加熱循環(huán)加熱儲熱水箱的水，儲熱水箱的水溫達到設定溫度后停止加熱，停止加熱后啟動散熱循環(huán)將集熱器吸收的熱能帶到散熱水箱排出。本發(fā)明具有定溫加熱、防超溫、延長系統(tǒng)使用壽命、易維護等優(yōu)點。
文檔編號F24J2/30GK102607201SQ201110036788
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者劉建榕 申請人:劉建榕