专利名称：带自然循环的强制循环式太阳能热水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能热水装置，具体地是一种带自然循环的强制循环式太 阳能热水装置。
技术背景目前，在强制循环的大中型太阳能热水系统装置中，集热器阵列通常并联连接，其 中分支流的固有特性使得集热器中流量分布很不均勻，导致流量小的集热器过早产生高 温，效率严重下降，综合集热效率较低。对此问题，公开号为CN201028833的实用新型专利 《一种流体流动均勻化的太阳集热器阵列》提出了一个很好的解决办法，根据流体分布机理 作了阻力重配，在相邻集热器片的每个连接处都设置带通孔的圆形薄板作为节流元件，通 过改变阻力配置的方法解决了流量分布不均勻的问题。然而，对于不同的集热器阵列，其尺 寸、初始阻力状态、流速要求均不相同，所需要的节流元件的结构尺寸也不同。该实用新型 中的节流元件不是标准件，需设计及制造，过多地使用节流元件无疑增加了制造和安装成 本。经分析，对一并排的集热器组，第一块和最后一块的集热器流量最大，以7块并联集热 器组为例，第一块的流量约占22 %，最后一块的流量占36 %。为整体改善此种太阳能热水系统装置的吸热效率，本实用新型提出了一种新的解 决方案，同时对并排集热器组的安装高度作了调整，促使热虹吸作用更加明显，流量和温度 的分布更加均勻。
发明内容本实用新型的发明目的就是提供一种能有效改善强制循环的大中型太阳能热水 系统装置的吸热效率的带自然循环的强制循环式太阳能热水装置。实现本实用新型的技术方案是这样的由储热水箱(7)，上、下循环管道，太阳能 集热器阵列(1)，进冷水阀(9)，供热水管(13)和各联接管构成的带自然循环的强制循环 式太阳能热水装置，其特征是储热水箱7的下部装有下循环管道2、其上装有循环泵6、止回 阀5，在循环泵6、止回阀5两端设置有旁路管道，在该管道上装有止回阀4，下循环管道2接 入太阳能集热器阵列中第一块集热器的下部，第一块集热器和第二块集热器的上部及倒数 第一块集热器和倒数第二块集热器的下部用带阻联接管3、11联接，其余各集热器均用联 接管12上下互通联接，在倒数第一块集热器的上部有上循环管道10接入储热水箱7、其上 装有止回阀8，储热水箱7的下部装设有进冷水阀9，上部装设有供热水管13。其中，太阳能集热器阵列1中的各集热器沿横向流动方向逐渐升高放置。即通过 改变高度使各集热器之间沿横向流动方向逐渐升高，总爬升角可约为5°，以一排集热器组 的长度为IOm来计，从最低处到最高处，可产生约450mm的高度差，在温差约30°C的情况下， 热虹吸作用较明显，促进流量和温度的分布更加均勻。本实用新型的有益效果在于以普通强制循环式热水系统为基础，仅在局部地方 作技术改进，即可显著地提高系统的吸热效率；充分发挥强制循环和自然循环的优势，系统既有足以推动循环的动力，又节省了运行成本。
图1是本实用新型的整体结构示意图。图2是本实用新型带爬升角布置的太阳能阵列。图中1是太阳能集热器阵列、2是下循环管道、3是带阻联接管之一、4是止回阀之 一、5是止回阀之一、6是循环泵、7是储热水箱、8是止回阀之一、9是进冷水阀、10是上循环 管道、11是带阻连接管之一、12是连接管、13是供热水管、21.基座、22.支架、23.集热器阵 列。
具体实施方式
下面结合本实用新型的附图，对具体实施方式
进一步作出详细说明。实施例带自然循环的强制循环式太阳能热水装置。储热水箱7的下部装有下循 环管道2、其上装有循环泵6、止回阀5，在循环泵6、止回阀5两端设置有旁路管道，在该管 道上装有止回阀4，下循环管道2接入太阳能集热器阵列中第一块集热器的下部，第一块集 热器和第二块集热器的上部及倒数第一块集热器和倒数第二块集热器的下部用带阻联接 管3、11联接，其余各集热器均用联接管12上下互通联接，在倒数第一块集热器的上部有上 循环管道10接入储热水箱7、其上装有止回阀8，储热水箱7的下部装设有进冷水阀9，上部 装设有供热水管13。其中节流元件3增加了汇流集管在该处的局部阻力，从而减小了第二片集热器的 汇流集管处的静压，使得第二片集热器的分汇流集管压差增加，流经第二片集热器的流量 相应增大，继而影响后续几片集热器的流量；同理，节流元件11增加了分汇流集管在该处 的局部阻力，从而减小最后一片集热器分流集管处的静压，分汇流集管压差减小，使得最后 一片集热器的流量减小，整个系统的流量更趋均勻。在达到基本均勻的前提下，充分利用自然循环中热虹吸调节流量的功能，使流量 更趋均勻，同时优化了定温放水和温差循环相结合的控制方式，提高了定温放水的温度，更 多地利用自然循环，节省了运行费用。为了尽可能多的采用自然循环，本实用新型对并排集热器组的安装高度作了调 整，不同于以往的完全等高等倾角安装，通过改变支架高度使集热器I、II、III……之间沿 横向流动方向逐渐升高，总爬升角约为5°，以一排集热器组的长度为IOm来计，从中间最 小流量处到最后一块的最大流量处，产生了约450mm的高度差，在温差约30°C的情况下，热 虹吸作用较明显，而前几块集热器与最后一块集热器间也有热虹吸作用，流量和温度的分 布更加均勻。强制循环未启动时，循环泵不动作，中断了自然循环的线路，为此在循环泵进口和 出口侧之间设置了旁路。旁路采用挡板止回阀4，只能单向循环。当太阳集热器不再接受辐射时，尤其是夜间，集热器散热，其中储水的温度会远低 于水箱中的温度，而此时水箱中温度分布比较均勻。如果水箱底部低于集热器顶部，热虹吸 作用会导致反循环，集热器中的冷水进入水箱。本系统在上循环管10处设置薄膜止回阀8， 彻底杜绝了夜间倒流的现象。
权利要求1.带自然循环的强制循环式太阳能热水装置，由储热水箱(7)，上、下循环管道，太阳 能集热器阵列(1)，进冷水阀(9)，供热水管(13)和各联接管构成，其特征是储热水箱(7) 的下部装有下循环管道(2)、其上装有循环泵(6)、止回阀(5)，在循环泵(6)、止回阀(5) 两端设置有旁路管道，在该管道上装有止回阀(4)，下循环管道(2)接入太阳能集热器阵列 中第一块集热器的下部，第一块集热器和第二块集热器的上部及倒数第一块集热器和倒数 第二块集热器的下部用带阻联接管(3、11)联接，其余各集热器均用联接管(12)上下互通 联接，在倒数第一块集热器的上部有上循环管道(10)接入储热水箱(7)、其上装有止回阀 (8)，储热水箱(7)的下部装设有进冷水阀(9)，上部装设有供热水管(13)。
2.根据权利要求1所述的带自然循环的强制循环式太阳能热水装置，其特征是太阳 能集热器阵列(1)中的各集热器沿横向流动方向逐渐升高放置。
专利摘要本实用新型涉及一种带自然循环的强制循环式太阳能热水装置，属于太阳能热水器设备。主要解决中大型太阳能热水系统装置提高热效率的技术问题。技术方案为储热水箱7有进冷水阀9、供热水管13，下循环管道2、其上有循环泵6、止回阀5，还设置有旁路管道，上有止回阀4，管道接入集热器，第一块集热器和第二块集热器的上部及倒数第一块集热器和倒数第二块集热器的下部用带阻联接管3、11联接，其余均用联接管12上下互通联接，有上循环管道10接入储热水箱7、上有止回阀8。本实用新型的装置可用于提供热水。
文档编号F24J2/34GK201779885SQ200920253848
公开日2011年3月30日 申请日期2009年12月7日 优先权日2009年12月7日
发明者别玉, 周毅, 胡明辅 申请人:昆明理工大学