氣泡泵分體式自動循環太陽能熱水系統的製作方法
2023-05-22 11:43:06 1
專利名稱：氣泡泵分體式自動循環太陽能熱水系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能熱水系統。
背景技術：
太陽能熱水系統包含了其循環動力、結構形式和加熱方式。 循環動力
一種自然循環式熱水裝置，它的蓄水箱置於集熱器的上方，水在集熱器受太陽熱能的輻 射溫度升高。由於集熱器與蓄水箱中的水的溫差，形成系統的熱虹吸壓頭，使熱水由上循環 管進入水箱的上部，同時箱底的冷水由下循環管流入集熱器形成循環。在運行過程中系統和 水溫逐漸升高，經過一段時間後，水箱上部的熱水即可使用。在用水的同時由補給水箱向蓄 水箱補充冷水。這類循環方式結構簡單，運行可靠且不需要外在能源。但其缺點表現為，為 了防止系統在夜間產生倒流現象及維持必要的溫度，熱虹吸壓頭蓄水箱必須置於集熱器的上 方，這對於大型的裝置，由於水箱過大，在建築布置及用負荷考慮都會帶來一些問題。此外 自然循環熱水裝置中的水箱大多置於室外，要求有良好的保溫設施。
一種強制循環的方式，是依靠水泵使水壓集熱器與蓄水間循環。系統中備有控制裝置， 當集熱器頂端的水溫比蓄水箱底部的水溫高出若干度時，控制裝置啟動水泵。反之，兩者的 溫差低於限定值時水泵停止運行。
結構形式 '
包括分體式結構和整體式結構，集熱器與蓄水箱合二為一，實質上是一種表面塗黑的貯 水容器，水在容器內不流動。靠容器壁吸收太陽輻射後對它傳熱，經過一個白天整容器內的 水被加熱，到傍晚即可使用。其結構簡單，成本低；但保溫性能差，夜間水溫不能保持，只 能在傍晚時刻及時使用熱水，使用範圍有很大的限制。對於農村，或經濟不發達地區有一定 的使用價值。整體式太陽能熱水器由於水箱位置高於集熱器，能夠通過熱虹吸和重力作用使 工質自然循環，不需要電力循環泵但是整體式熱水器需要較高的屋頂安裝面積和較高的屋頂 承壓能力。
加熱方式
直接式，是將集熱器中的熱水直接供給用戶使用 間接式，也稱作封閉式，集熱器和置於水箱中的換熱器形成一個封閉的流動循環。 分體式太陽能熱水器由於熱水在高處，冷水在低處，必須依靠電力循環泵使工質流動進 而換熱。同時需要增加循環泵控制板等輔助設備。這裡提供給循環泵的電能必不可少。但是分體式系統安裝要求低。
實用新型內容
本實用新型是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種氣泡泵分體式自動循環 太陽能熱水系統，以期不要將水箱安裝於屋面而減少屋面負載；不使用電力增壓泵，以降低 使用成本；簡化整體結構以減少系統配置成本。
本實用新型解決技術問題採用如下技術方案-
本實用新型氣泡泵分體式自動循環太陽能熱水系統的結構特點是設置氣泡泵和集熱器 於屋頂，設置換熱器和水箱於室內或陽臺中低於氣泡泵高度的位置上，以氣泡泵、集熱器和 換熱器構成傳熱介質的封閉循環系統。
本實用新型的結構特點也在於所述氣泡泵呈豎直放置，氣泡泵的結構設置為頂部為膨脹 室、中部為分離室、底部為冷凝室；膨脹室內設置有膨脹囊，膨脹囊的頂部以彈簧相抵，膨 脹囊的底口同分離室連通；分離室和冷凝室之間由導氣管連通；換熱器的換熱器入口管和集 熱器的集熱器出口管分別與分離室連通；換熱器的換熱器出口管和集熱器的集熱器入口管分 別與冷凝室連通。
本實用新型氣泡泵分體式自動循環太陽能熱水系統的結構特點是設置氣泡泵和集熱器 於屋頂，設置換熱器和水箱於室內或陽臺中低於氣泡泵高度的位置上，以所述氣泡泵、集熱 器和換熱器構成傳熱介質的封閉循環系統。
本實用新型中傳熱介質循環於集熱器、氣泡泵和換熱器所組成的封閉系統內。吸收太陽 能後的傳熱介質工質首先在集熱器中被加熱，氣泡泵利用集熱器中的沸騰介質產生的氣泡提 升流體介質，從而產生勢差和壓力差，壓力差為循環提供動力。在沒有任何其他形式能量輸 入的情況下整個系統自動循環，供給熱水。
與己有技術相比，本實用新型有益效果體現在
1、 與聯體式太陽能熱水系統相比，本實用新型中水箱不需要安裝在豎直位置高於集熱 器處，大大減小了屋頂負載。
2、 與分體式電力泵驅動系統相比，本實用新型以氣泡泵進行取代，整體上來講降低了 系統的成本，具有一定的經濟價值。取代了循環工質必須的電力增壓泵，使整個系統只依靠 太陽能便能自動吸熱，循環，換熱。減少了屋頂負載同時不需要藉助電力輸入。為邊遠高山 等電力緊張地區提供了方便氣泡泵的設計完成了熱能向機械能的直接轉化。在全年氣溫0°C 以上地區使用可以稱為完全的綠色零二氧化碳排放太陽能裝置。
圖1為本實用新型系統構成示意圖。 . 圖2為本實用新型氣泡泵結構示意圖。
圖中標號l氣泡泵、2集熱器、3換熱器、4水箱、5溫水供給口、 6水閥、7傳熱介 質循環管、8膨脹室、9分離室、IO冷凝室、ll彈簧、12膨脹囊、13換熱器入口連接管、 14換熱器出口連接管、15集熱器出口連接管、16集熱器入口連接管、17壓力閥、18導氣管。
以下通過具體實施方式
，結合附圖對本實用新型作進一步說明。
具體實施方式
參見圖l，設置氣泡泵1和集熱器2於屋頂，設置換熱器3和水箱4於室內或陽臺中低 於氣泡泵高度的位置上，以氣泡泵l、集熱器2、換熱器3和傳熱介質循環管7構成傳熱介 質的封閉循環系統。
集熱器2可以採用高集熱率、耐高壓、防凍的真空熱管集熱器，水箱4和換熱器3可以 根據日照強度、集熱器3的面積及用戶要求進行合理選擇。
參見圖2，氣泡泵l呈豎直放置，頂部為膨脹室8、中部為分離室9、底部為冷凝室10; 膨脹室8內設置有膨脹囊12，膨脹囊12的頂部以彈簧11相抵，當封閉循環系統內的熱介 質受熱後體積膨脹，氣態傳熱介質通過集熱器出口連接管15進入分離室9及與其連通的膨 脹囊12，隨著熱量不斷被傳熱介質吸收，膨脹囊12體積不斷變大，彈簧ll不斷被壓縮， 彈簧11和膨脹室8共同作用來控制膨脹囊12的體積變化並進而調節封閉系統內的壓力，同 時保證分離室9和冷凝室10間的壓力差；分離室9和冷凝室IO之間由導氣管18連通；換 熱器3的換熱器入口管13和集熱器2的集熱器出口管15分別與分離室9連通；換熱器3的 換熱器出口管14和集熱器2的集熱器入口管16分別與冷凝室10連通；膨脹室8內的膨脹 囊12下端同分離室9連通。
具體實施中，以水箱4與溫水供給口5、各水閥6以及冷水水源構成供水系統，調整各 水閥6的不同啟閉狀態，可以在溫水供給口5中提供熱水，或為水箱4上水。
傳熱介質封閉系統中進行循環，首先通過集熱器2吸收太陽能後沸騰，進入氣泡泵l的 分離室9後氣液分離，高溫液態介質通過換熱器入口管13進入換熱器， 一部分熱氣體存留 於分離室9的上部及與其連通的膨脹囊12內，另一部分氣態介質則在分離室9和冷凝室10 之間的壓力差作用下通過導氣管18從分離室9進入冷凝室10被冷凝。進入換熱器3的高 溫液態介質加熱水箱4中的冷水，然後返回氣泡泵l中的冷凝室IO，冷凝室10中的液態介 質隨後進入集熱器2，至此完成一個循環，介質重新被加熱後，再次循環。整個裝置安裝完成之後，通過壓力閥17將傳熱介質注入封閉系統，並在日照充足時手 動調節調壓閥17，之後除隨季節日照變化明顯或者出現意外洩漏時需要再次調節和注入傳 熱介質之外，整個系統可以自動吸熱，自主循環向用戶提供熱水。對年最低氣溫零上的地區 循環換熱介質可以直接採用水，在各。對冬季氣溫在-20。C以上但日照良好的地區可以使用 丙烯乙二醇與水各佔50%的比例摻混作為傳熱介質，冬季氣溫低於-20。C的地區不建議也不 適合冬季使用本實用新型。
權利要求1、氣泡泵分體式自動循環太陽能熱水系統，其特徵是設置氣泡泵(1)和集熱器(2)於屋頂，設置換熱器(3)和水箱(4)於室內或陽臺中低於氣泡泵高度的位置上，以所述氣泡泵(1)、集熱器(2)和換熱器(3)構成傳熱介質的封閉循環系統。
2、 根據權利要求1所述的氣泡泵分體式自動循環太陽能熱水系統，其特徵是所述氣泡 泵(1)呈豎直放置，氣泡泵的結構設置為頂部為膨脹室(8)、中部為分離室(9)、底部為 冷凝室(10);膨脹室(8)內設置有膨脹囊(12)，膨脹囊(12)的頂部以彈簧(11)相抵， 膨脹饢(12)的底口同分離室(9)連通；分離室(9)和冷凝室(10)之間由導氣管(18) 連通；換熱器(3)的換熱器入口管(13)和集熱器(2)的集熱器出口管(15)分別與分離 室(9)連通；換熱器(3)的換熱器出口管(14)和集熱器(2)的集熱器入口管(16)分 別與冷凝室(10)連通。
專利摘要氣泡泵分體式自動循環太陽能熱水系統，其特徵是設置氣泡泵和集熱器於屋頂，設置換熱器和水箱於室內或陽臺中低於氣泡泵高度的位置上，以氣泡泵、集熱器和換熱器構成傳熱介質的封閉循環系統。本實用新型不需要將水箱安裝於屋面，因而減少了屋面負載；本實用新型不使用電力增壓泵，因而降低了使用成本；整體結構簡單，系統配置成本低。
文檔編號F24D17/00GK201297704SQ200820186259
公開日2009年8月26日 申請日期2008年10月17日 優先權日2008年10月17日
發明者李雪松, 鄭漢植 申請人:李雪松;鄭漢植