專利名稱：帶自然循環(huán)的強制循環(huán)式太陽能熱水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能熱水裝置，具體地是一種帶自然循環(huán)的強制循環(huán)式太 陽能熱水裝置。
技術(shù)背景目前，在強制循環(huán)的大中型太陽能熱水系統(tǒng)裝置中，集熱器陣列通常并聯(lián)連接，其 中分支流的固有特性使得集熱器中流量分布很不均勻，導(dǎo)致流量小的集熱器過早產(chǎn)生高 溫，效率嚴(yán)重下降，綜合集熱效率較低。對此問題，公開號為CN201028833的實用新型專利 《一種流體流動均勻化的太陽集熱器陣列》提出了一個很好的解決辦法，根據(jù)流體分布機理 作了阻力重配，在相鄰集熱器片的每個連接處都設(shè)置帶通孔的圓形薄板作為節(jié)流元件，通 過改變阻力配置的方法解決了流量分布不均勻的問題。然而，對于不同的集熱器陣列，其尺 寸、初始阻力狀態(tài)、流速要求均不相同，所需要的節(jié)流元件的結(jié)構(gòu)尺寸也不同。該實用新型 中的節(jié)流元件不是標(biāo)準(zhǔn)件，需設(shè)計及制造，過多地使用節(jié)流元件無疑增加了制造和安裝成 本。經(jīng)分析，對一并排的集熱器組，第一塊和最后一塊的集熱器流量最大，以7塊并聯(lián)集熱 器組為例，第一塊的流量約占22 %，最后一塊的流量占36 %。為整體改善此種太陽能熱水系統(tǒng)裝置的吸熱效率，本實用新型提出了一種新的解 決方案，同時對并排集熱器組的安裝高度作了調(diào)整，促使熱虹吸作用更加明顯，流量和溫度 的分布更加均勻。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的發(fā)明目的就是提供一種能有效改善強制循環(huán)的大中型太陽能熱水 系統(tǒng)裝置的吸熱效率的帶自然循環(huán)的強制循環(huán)式太陽能熱水裝置。實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)方案是這樣的由儲熱水箱(7)，上、下循環(huán)管道，太陽能 集熱器陣列(1)，進冷水閥(9)，供熱水管(13)和各聯(lián)接管構(gòu)成的帶自然循環(huán)的強制循環(huán) 式太陽能熱水裝置，其特征是儲熱水箱7的下部裝有下循環(huán)管道2、其上裝有循環(huán)泵6、止回 閥5，在循環(huán)泵6、止回閥5兩端設(shè)置有旁路管道，在該管道上裝有止回閥4，下循環(huán)管道2接 入太陽能集熱器陣列中第一塊集熱器的下部，第一塊集熱器和第二塊集熱器的上部及倒數(shù) 第一塊集熱器和倒數(shù)第二塊集熱器的下部用帶阻聯(lián)接管3、11聯(lián)接，其余各集熱器均用聯(lián) 接管12上下互通聯(lián)接，在倒數(shù)第一塊集熱器的上部有上循環(huán)管道10接入儲熱水箱7、其上 裝有止回閥8，儲熱水箱7的下部裝設(shè)有進冷水閥9，上部裝設(shè)有供熱水管13。其中，太陽能集熱器陣列1中的各集熱器沿橫向流動方向逐漸升高放置。即通過 改變高度使各集熱器之間沿橫向流動方向逐漸升高，總爬升角可約為5°，以一排集熱器組 的長度為IOm來計，從最低處到最高處，可產(chǎn)生約450mm的高度差，在溫差約30°C的情況下， 熱虹吸作用較明顯，促進流量和溫度的分布更加均勻。本實用新型的有益效果在于以普通強制循環(huán)式熱水系統(tǒng)為基礎(chǔ)，僅在局部地方 作技術(shù)改進，即可顯著地提高系統(tǒng)的吸熱效率；充分發(fā)揮強制循環(huán)和自然循環(huán)的優(yōu)勢，系統(tǒng)既有足以推動循環(huán)的動力，又節(jié)省了運行成本。

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型帶爬升角布置的太陽能陣列。圖中1是太陽能集熱器陣列、2是下循環(huán)管道、3是帶阻聯(lián)接管之一、4是止回閥之 一、5是止回閥之一、6是循環(huán)泵、7是儲熱水箱、8是止回閥之一、9是進冷水閥、10是上循環(huán) 管道、11是帶阻連接管之一、12是連接管、13是供熱水管、21.基座、22.支架、23.集熱器陣 列。
具體實施方式
下面結(jié)合本實用新型的附圖，對具體實施方式
進一步作出詳細說明。實施例帶自然循環(huán)的強制循環(huán)式太陽能熱水裝置。儲熱水箱7的下部裝有下循 環(huán)管道2、其上裝有循環(huán)泵6、止回閥5，在循環(huán)泵6、止回閥5兩端設(shè)置有旁路管道，在該管 道上裝有止回閥4，下循環(huán)管道2接入太陽能集熱器陣列中第一塊集熱器的下部，第一塊集 熱器和第二塊集熱器的上部及倒數(shù)第一塊集熱器和倒數(shù)第二塊集熱器的下部用帶阻聯(lián)接 管3、11聯(lián)接，其余各集熱器均用聯(lián)接管12上下互通聯(lián)接，在倒數(shù)第一塊集熱器的上部有上 循環(huán)管道10接入儲熱水箱7、其上裝有止回閥8，儲熱水箱7的下部裝設(shè)有進冷水閥9，上部 裝設(shè)有供熱水管13。其中節(jié)流元件3增加了匯流集管在該處的局部阻力，從而減小了第二片集熱器的 匯流集管處的靜壓，使得第二片集熱器的分匯流集管壓差增加，流經(jīng)第二片集熱器的流量 相應(yīng)增大，繼而影響后續(xù)幾片集熱器的流量；同理，節(jié)流元件11增加了分匯流集管在該處 的局部阻力，從而減小最后一片集熱器分流集管處的靜壓，分匯流集管壓差減小，使得最后 一片集熱器的流量減小，整個系統(tǒng)的流量更趨均勻。在達到基本均勻的前提下，充分利用自然循環(huán)中熱虹吸調(diào)節(jié)流量的功能，使流量 更趨均勻，同時優(yōu)化了定溫放水和溫差循環(huán)相結(jié)合的控制方式，提高了定溫放水的溫度，更 多地利用自然循環(huán)，節(jié)省了運行費用。為了盡可能多的采用自然循環(huán)，本實用新型對并排集熱器組的安裝高度作了調(diào) 整，不同于以往的完全等高等傾角安裝，通過改變支架高度使集熱器I、II、III……之間沿 橫向流動方向逐漸升高，總爬升角約為5°，以一排集熱器組的長度為IOm來計，從中間最 小流量處到最后一塊的最大流量處，產(chǎn)生了約450mm的高度差，在溫差約30°C的情況下，熱 虹吸作用較明顯，而前幾塊集熱器與最后一塊集熱器間也有熱虹吸作用，流量和溫度的分 布更加均勻。強制循環(huán)未啟動時，循環(huán)泵不動作，中斷了自然循環(huán)的線路，為此在循環(huán)泵進口和 出口側(cè)之間設(shè)置了旁路。旁路采用擋板止回閥4，只能單向循環(huán)。當(dāng)太陽集熱器不再接受輻射時，尤其是夜間，集熱器散熱，其中儲水的溫度會遠低 于水箱中的溫度，而此時水箱中溫度分布比較均勻。如果水箱底部低于集熱器頂部，熱虹吸 作用會導(dǎo)致反循環(huán)，集熱器中的冷水進入水箱。本系統(tǒng)在上循環(huán)管10處設(shè)置薄膜止回閥8， 徹底杜絕了夜間倒流的現(xiàn)象。
權(quán)利要求1.帶自然循環(huán)的強制循環(huán)式太陽能熱水裝置，由儲熱水箱(7)，上、下循環(huán)管道，太陽 能集熱器陣列(1)，進冷水閥(9)，供熱水管(13)和各聯(lián)接管構(gòu)成，其特征是儲熱水箱(7) 的下部裝有下循環(huán)管道(2)、其上裝有循環(huán)泵(6)、止回閥(5)，在循環(huán)泵(6)、止回閥(5) 兩端設(shè)置有旁路管道，在該管道上裝有止回閥(4)，下循環(huán)管道(2)接入太陽能集熱器陣列 中第一塊集熱器的下部，第一塊集熱器和第二塊集熱器的上部及倒數(shù)第一塊集熱器和倒數(shù) 第二塊集熱器的下部用帶阻聯(lián)接管(3、11)聯(lián)接，其余各集熱器均用聯(lián)接管(12)上下互通 聯(lián)接，在倒數(shù)第一塊集熱器的上部有上循環(huán)管道(10)接入儲熱水箱(7)、其上裝有止回閥 (8)，儲熱水箱(7)的下部裝設(shè)有進冷水閥(9)，上部裝設(shè)有供熱水管(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶自然循環(huán)的強制循環(huán)式太陽能熱水裝置，其特征是太陽 能集熱器陣列(1)中的各集熱器沿橫向流動方向逐漸升高放置。
專利摘要本實用新型涉及一種帶自然循環(huán)的強制循環(huán)式太陽能熱水裝置，屬于太陽能熱水器設(shè)備。主要解決中大型太陽能熱水系統(tǒng)裝置提高熱效率的技術(shù)問題。技術(shù)方案為儲熱水箱7有進冷水閥9、供熱水管13，下循環(huán)管道2、其上有循環(huán)泵6、止回閥5，還設(shè)置有旁路管道，上有止回閥4，管道接入集熱器，第一塊集熱器和第二塊集熱器的上部及倒數(shù)第一塊集熱器和倒數(shù)第二塊集熱器的下部用帶阻聯(lián)接管3、11聯(lián)接，其余均用聯(lián)接管12上下互通聯(lián)接，有上循環(huán)管道10接入儲熱水箱7、上有止回閥8。本實用新型的裝置可用于提供熱水。
文檔編號F24J2/34GK201779885SQ200920253848
公開日2011年3月30日 申請日期2009年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者別玉, 周毅, 胡明輔 申請人:昆明理工大學(xué)