[发明专利]用于太阳能加热系统的脱气装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能加热系统，其包括带有太阳能集热器(solarcollector)的封闭加热流体回路，所述太阳能集热器用于利用太阳能对其中的液态加热流体进行加热。该太阳能加热系统可以包括：热交换器，其用于向缓冲容器和/或辅助封闭加热流体回路(如中央加热系统)供热；以及流体通道，其用于将经加热的液态加热流体从太阳能集热器输送到热交换器并且用于将经冷却的液态加热流体从热交换器输送到太阳能集热器。

背景技术

这样的太阳能加热系统实际上是已知的。在这些太阳能加热系统中，在封闭加热回路内可能存在气体。气体可能是在封闭回路中的各部件内的游离气体，例如气泡或气体头部馏分(gas heads)，或者溶解于液态加热流体中的气体。优选地将气体从液态加热流体中除去。

已知的太阳能加热系统具有包括阀的脱气装置，所述阀在维修期间例如被手动地打开从而从封闭回路中除去气体。而且，自动脱气装置也是已知的，如自动微气泡脱气装置。优选地，将自动脱气装置布置在封闭加热回路中液态加热流体的温度最高的位置，即布置在太阳能集热器的出口处。在此位置，气体在液态加热流体中的溶解度是最低的并且能够最有效地将气体从液态加热流体中分离出来。

在太阳能加热系统中出现了一个在传统的添加燃料供应的加热系统中未知的非常特有的问题，例如在夏季，太阳能集热器中的液态加热流体可以可能被加热到其发生沸腾的程度。于是然后，太阳能集热器和/或加热流体回路可以能包含处于气相的加热流体。但是，处于气相的加热流体可以通过例如自动脱气装置从闭合封闭加热回路中逸出。当处于气相的加热流体从脱气装置中逸出时，这可能会导致多余的加热流体损耗、加热流体回路中的压力损失、混合的加热流体的分层(de-mixing)以及甚至是危险的状况。

发明内容

本发明的目的是提供一种没有上述问题的改进的太阳能加热系统。

为此，根据本发明，提供一种包括脱气装置的太阳能加热系统，所述脱气装置包括阀和阀致动器装置(valve actuator device)，该阀致动器装置布置成当存在于脱气装置中的气体的量大于预定阈值量时自动打开阀，从而允许气体从封闭流体回路中逸出，其中阀致动器装置还布置成当气体和/或加热流体的温度高于预定阈值温度时自动关闭阀，从而阻止气体和/或加热流体(例如处于气相的加热流体)从封闭的流体回路中逸出。因此，如在已知的自动脱气装置中那样，所述阀致动器装置可以允许气体从封闭回路中逸出，但是当气体和/或加热流体的温度高于预定阈值温度时，阀致动器装置还可以关闭阀(或者保持阀关闭)。优选地，将阈值温度选定在加热流体的沸腾温度附近，例如在沸腾温度的0.8至1倍之间，优选地在沸腾温度的0.9至0.99倍之间，更优选地在沸腾温度的0.95至0.98倍之间。于是，可以在沸腾温度附近时关闭阀，以便阻止加热流体沸腾时产生的任何蒸气从封闭回路中逸出。

在一个实施例中，阀致动器装置包括：第一阀致动器，用于当存在于脱气装置中的气体的量大于预定阈值量时自动打开阀，从而允许气体从封闭流体回路中逸出；以及第二阀致动器，用于当气体和/或加热流体的温度高于预定阈值温度时自动关闭阀，从而阻止气体和/或加热流体从封闭流体回路中逸出。因此，该阀致动器装置可以具有简单的结构。

优选地，第二阀致动器布置成，当气体和/或加热流体的温度高于预定阈值温度时阻止第一阀致动器打开阀。因此，温度触发的(activated)第二致动器支配气体量触发的第一致动器。这就提供了一种安全状态：无论脱气装置中的气体和/或蒸气的量是多少，都不会有蒸气从封闭回路中逸出。

在一个实施方式中，第一阀致动器包括浮体(float)，根据存在于脱气装置中的气体量，该浮体可操作地选择性地打开或关闭阀。该浮体可以例如连接到阀，以使阀的关闭件相对于阀座偏移(deflect)。

优选地，第二阀致动器包括温度触发结构，该温度触发结构可操作地选择性地允许或阻止第一阀致动器打开阀。这样，根据气体、蒸气和/或液体的温度，第二阀致动器作用于第一阀致动器，从而允许或不允许第一致动器操作阀。这就提供了一种非常简单的结构和非常安全的温度控制。

在一个实施方式中，温度触发结构包括：用于支撑浮体的浮体支撑件；和一个这样的结构，该结构布置成当气体和/或加热流体的温度低于阈值温度时将浮体支撑件定位于第一位置(在第一位置，浮体自由地打开阀)，并且布置成当气体和/或加热流体的温度高于阈值温度时将浮体支撑件定位于第二位置(在第二位置，可阻止浮体打开阀)。因此，可以获得一种非常简单的结构。