专利名称：双箱且强制循环式太阳能热水加热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用太阳能作为热源的热水加热器，更具体地说，涉及一种双箱且强制循环式太阳能热水加热器，其应用到太阳能聚集器安装在户外而热储存箱安装在户内的分离系统。
背景技术：
太阳能是一种清洁的能源，它是矿物燃料等有限的自然资源的替代品。太阳能是各种替代能源的焦点，因为它可以以最简单的方式获得并显现出很高的效率。
太阳能热水加热器包括用于聚集太阳能以加热加热介质的热聚集器、用于通过加热介质和水之间的热交换加热水的热交换器，以及用于储存热水的热储存箱。根据热储存箱的安装位置，可以将热交换器分为整体式热交换器和分离式热交换器，此外，根据加热介质和水的循环方式，还可以将热交换器分为自然循环式和强制循环式。但是，自然循环式热交换器的热交换效率很低，并且需要将热储存箱安装在热聚集器之上，所以热储存箱应当保温以不被冻裂。因此，这需要大量的保养成本。
传统强制循环且分离式太阳能热交换系统包括安装在户外的热聚集器9、用于储存热水的热储存箱1、用于通过加热介质和水之间的热交换加热水的热交换器12、用于连接热储存箱1和热交换器12的副管16、用于连接热聚集器9和热交换器12的主管17、用于使冷水或热水循环的副泵10、用于使加热介质循环的主泵8、用于分离主管17内加热介质中的空气的空气分离器15、用于接收蒸发的加热介质的蒸发箱13、用于储存加热介质的加热介质储存箱14，以及用于自动喷射加热介质的加热介质自动喷射泵11，如图1所示。
如图2所示，整体式热交换系统构造成热交换器18安装在热储存箱1中。此外，其工作原理如下根据加热前后加热介质的密度差异，加热介质自然循环以交换热储存箱1中热交换器18内的热，以加热热水。
传统强制循环式太阳能系统构造成通过分离的温差控制器感测系统中热点和冷点之间的温差，以使加热介质和热水自动循环，由此通过热交换器12中加热介质和水的热交换来加热水。
但是，传统强制循环式太阳能系统安装成本很高且需要大量的空间，因为热交换器12、蒸发箱13、空气分离器15和副泵10分别安装在热储存箱1之外。因此，该系统不能用于热储存箱1应当安装在阳台上的情况。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中这样的问题，因此本发明的一个目的是提供一种双箱且强制循环式太阳能热水加热器，其中，热交换器构造成热储存箱的外圆周具有双套结构；传统分离安装的构件整体安装在热储存箱中，以同时起蒸发箱和空气分离器的作用；螺旋形导流器形成于双箱内，位于加热介质的进入孔和流出孔之间，以便加热介质可以均匀接触整个传热面，从而通过循环泵的强制循环力来弥补双箱中加热介质停留时间短的不足(因为加热介质的停留时间短，所以热交换性能降低了)。
为了达到上述目的，本发明提供了一种双箱且强制循环式太阳能热水加热器，包括安装在户外以聚集太阳能的热聚集器；用于热交换的热交换器，其通过导管连接到热聚集器；用于储存由热交换器交换的热的热储存箱；以及用于通过导管使加热介质强制循环的循环泵，其中，热交换器和热储存箱具有整体结构，并且此整体结构包括内箱，其安装在内部并用作热水储存箱；外箱，其围绕内箱安装，与内箱之间间隔预定距离，并起热交换器的作用；螺旋形导流器，其沿内箱的外圆周形成，作为内箱和外箱之间的空间中的一个连续的螺旋形结构，使得引入到外箱中的加热介质伴随着热交换成螺旋形地流动；加热介质进入孔，其形成于外箱靠近上端处，使得通过热聚集器循环的加热介质被引入流过此处，并在其一端处具有薄膜，用于阻断某个方向流体的流动；加热介质流出孔，其形成于外箱靠近下端处，用于排出经过热交换的加热介质；液面阀，其安装在外箱顶部的预定位置，在螺旋形导流器的最高位置之上，以检查加热介质的液面并将空气排出；以及加热介质蒸发空间，其作为密封的空间位于液面阀之上。
在下面的具体实施方式
中，将参照附图更完整地说明本发明的上述目的、其它目的、特点以及优点。所附图形包括图1的示意图显示了传统强制循环且分离式太阳能热交换系统；图2的示意图显示了传统自然循环且整体式太阳能热交换系统；图3的示意图显示了根据本发明的双箱且强制循环式太阳能热水加热器；图4的示意图显示了根据本发明的双箱且强制循环式太阳能热水加热器，其中热储存箱和热交换器构造成一个整体；图5的透视图显示了图4中的双箱结构的内部构造。
具体实施例方式
下面将参照
本发明的优选实施例。
图3至图5显示了根据本发明的双箱且强制循环式太阳能热水加热器。图3显示了系统的整体构造。图4显示了双箱结构，其中热储存箱和热交换器构造成一个整体。图5显示了图4中的双箱结构的内部构造。
参照图3至图5，根据本发明的双箱且强制循环式太阳能热水加热器包括安装在户外以聚集太阳能的热聚集器9；用于热交换的热交换器，其通过导管16和17连接到热聚集器9；用于储存由热交换器交换的热的热储存箱；以及用于通过导管16和17使加热介质强制循环的循环泵8。
热交换器和热储存箱具有整体结构，并且此整体结构包括内箱1，其安装在内部并用作热水储存箱；外箱2，其围绕内箱1安装，与内箱1之间间隔预定距离，并起热交换器的作用；螺旋形导流器4，其沿内箱1的外圆周形成，作为内箱1和外箱2之间的空间中的一个连续的螺旋形结构，使得引入到外箱2中的加热介质伴随着热交换成螺旋形地流动；加热介质进入孔5，其形成于外箱2靠近上端处，使得通过热聚集器9循环的加热介质被引入流过此处，并在其一端处具有薄膜5a，用于阻断某个方向流体的流动；加热介质流出孔6，其形成于外箱2靠近下端处，用于排出经过热交换的加热介质；液面阀7，其安装在外箱2顶部的预定位置，在螺旋形导流器4的最高位置之上，以检查加热介质的液面并将空气排出；以及加热介质蒸发空间2s，其作为密封的空间位于液面阀7之上。图4中的参考编号3表示外箱支架。
下面将简要描述根据本发明的具有上述构造的热水加热器中加热介质的循环路径。
通过循环泵8从热聚集器9向下传递的热的加热介质流过加热介质进入孔5引入到外箱2的上部。由于安装在进入孔5端部处的薄膜5a，引入的加热介质不向上流动但可以向下流动。随着向下流动的加热介质沿形成于内箱1和外箱2之间的空间中的螺旋形导流器4移动，加热介质与内箱1在整个传热面上接触以交换热。在完成热传递之后，加热介质通过位于外箱2下端处的加热介质流出孔6再次返回到热聚集器9。在上述一系列过程中，由于加热介质的温度升高，加热介质自由蒸发到位于液面阀7之上的蒸发空间2s中。
如上所述，根据本发明的双箱且强制循环式太阳能热水加热器在双箱中具有螺旋形导流器，位于加热介质的进入孔和流出孔之间，以便加热介质与整个传热面均匀接触，从而显著地提高热传递效率。
此外，因为不必像传统太阳能热交换系统一样在热储存箱之外以分离的方式安装热交换器和蒸发箱，所以双箱且强制循环式太阳能热水加热器降低了安装成本且减小了安装空间。因此，本发明的太阳能热水加热器可以容易地安装在诸如阳台这样的狭窄空间中，从而可以有效地用作热水加热系统。
权利要求
1.一种双箱且强制循环式太阳能热水加热器，包括安装在户外以聚集太阳能的热聚集器；用于热交换的热交换器，其通过导管连接到热聚集器；用于储存由热交换器交换的热的热储存箱；以及用于通过导管使加热介质强制循环的循环泵；其中，热交换器和热储存箱具有整体结构；其中，此整体结构包括内箱，其安装在内部并用作热水储存箱；外箱，其围绕内箱安装，与内箱之间间隔预定距离，并起热交换器的作用；螺旋形导流器，其沿内箱的外圆周形成，作为内箱和外箱之间的空间中的一个连续的螺旋形结构，使得引入到外箱中的加热介质伴随着热交换成螺旋形地流动；加热介质进入孔，其形成于外箱靠近上端处，使得通过热聚集器循环的加热介质被引入流过此处，并在其一端处具有薄膜，用于阻断某个方向流体的流动；加热介质流出孔，其形成于外箱靠近下端处，用于排出经过热交换的加热介质；液面阀，其安装在外箱顶部的预定位置，在螺旋形导流器的最高位置之上，以检查加热介质的液面并将空气排出；以及加热介质蒸发空间，其作为密封的空间位于液面阀之上。
全文摘要
本发明公开了一种热水加热器，其使用太阳能作为热源来替代有限的自然资源(如煤、石油等)这种双箱且强制循环式太阳能热水加热器为双箱结构，具有内箱和外箱，其中热储存箱和热交换器构造成一个整体。在内箱和外箱之间的空间中，配备一个螺旋形导流器，以利用整个传热面来提高热交换效率。这种太阳能热水加热器不必像传统太阳能热交换系统一样在热储存箱之外以分离的方式安装热交换器和蒸发箱。因此这种双箱且强制循环式太阳能热水加热器降低了安装成本且减小了安装空间，并且可以容易地安装在诸如阳台这样的狭窄空间中，从而可以有效地用作热水加热系统。
文档编号F24J2/04GK1853074SQ200480026615
公开日2006年10月25日 申请日期2004年9月14日 优先权日2003年9月16日
发明者赵成九, 高秀男 申请人:桑迈太阳能有限公司