[发明专利]一种新的换热方法

说明书

技术领域

本发明公开一种新的换热方法，该换热方法主要应用在太阳能热水器热利用领域。 

背景技术

太阳能热水器的应用越来越普及，多年以来人们对太阳能热水器的研究主要在太阳能热水器的两大部件上，即集热器和储热水箱上，一方面尽量提高集热器的集热效率，另一方面是提高储热水箱的保温性能；但对两者之间的换热性能提高或换热方法的改进，几年来没有更大的关注和突破。就换热方法来说，目前基本上采用两种，其一是自然循环换热，其二是强制循环换热，自然循环换热方法在屋顶一体太阳能热水器上有非常广泛的应用，而强制循环换热方法在太阳能热水器工程市场也有非常成功的应用。但人们把自然循环换热方法应用在单体的分体阳台太阳能热水器上，为了防冻而采用防冻液的间接换热，换热效率的下降是非常明显的。本专利人针对分体太阳能热水器曾提出置换换热和循环置换换热方法来提高分体太阳能热水器的换热速度和换热效率，效果明显，但这两种换热方法对应的分体太阳能热水器在寒冷的冬季为了避免冻坏，都需要人工转动换档旋钮来吸空防冻。这种操作虽然简单，但如果忘记操作系统将会被冻坏。对于此类地区的用户是否有更合适的系统或更好的换热方法，避免人工操作而换热速度和效率有明显提高。 

发明内容

为了克服分体太阳能热水器换热速度慢换热效率低的缺点，本发明公开一种新的换热方法，该方法是将集热器中的气体介质进行高压高温处理，然后与储热水箱中的低压低温水介质混合，两者在混合过程中实现换热，该换热方法速度快，换热效率高。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种新的换热方法，该方法有如下的步骤： 

步骤101.充气装置给集热器内部进行充气加压，当气压达到预定范围时停止充气；

步骤102.集热器吸收太阳能给集热器体内的气体升温，使气体介质的温度达到集热器出口处温控装置的预定温度；

步骤103.集热器内的气体温度达到温控装置的预定温度时，温控装置的入口和出口相连通，管路畅通，集热器内的气体向集热器出口方向高速流动，集热器内的压力将会逐步下降，当压力下降到预定压力时，充气装置开始充气补充；

步骤104.高压高温的气体流过温控装置，进入到混合器，在混合器中高压高温的气体与从储热水箱循环出口流入的低压低温水混合，两者进行能量交换，实现换热；

步骤105.换热后的介质，具有同温同速的性质一起快速流入到储热水箱中储藏；

步骤106.高压高温的气体全部流过温控装置后，新进入的气体温度低于温控装置的预定温度，温控装置的入口和出口之间的通道重新封闭，管路中的介质不再流；

步骤107.储热水箱中的水温达到预定温度，进入步骤108；没有达到预定温度进入步骤101，开始新的一次换热，直到储热水箱中的水温达到预定温度为止；

步骤108.停止换热。

其中的储热水箱是一种三层结构的水箱，分别是内胆、保温层和外壳，具有透气接口、进水口、出水口、循环出口、循环入口以及辅助接口，透气接口安装一个与储热水箱相适应的变压阀；循环出口连接到混合器的低压介质入口，循环入口连接到混合器的介质出口。 

其中的混合器具有三个接口，分别是高压介质入口、低压介质入口和介质出口，内部的介质流道是一个文氏原理的通道，全机械结构，高压的介质通过高压介质入口流入，在低压介质入口处会产生低于大气的负压，从而使得与低压介质入口相连接的低压介质流入到混合器中，高压的介质流与低压的介质流在混合器中混合，并交换能量，包括动能和热能，然后从混合器的介质出口流出。 

其中的温控装置具有两个接口，分别是温控装置入口和出口，内置一个温感器和通路开关，温控装置入口与集热器出口连接在一起，温控装置出口与混合器的高压介质入口连接在一起；当温控装置入口的介质温度达到温控装置预定的温度，温控装置内置的通路开关打开，温控装置入口和出口连通；当温控装置入口侧的介质温度低于温控装置的预定温度，温控装置的通路开关关闭，温控装置入口和出口关闭。 

 本发明的有益效果是，通过对集热器内的气体进行加压和升温，并通过温控装置对流通通道的开和关，在混合器中实现高压高温气体介质和从储热水箱流入到混合器中的低压低温水介质进行混合并在混合过程中完成换热，换热速度快，换热的效率高。而且由于集热器以及相连的管道内是气体，永远都不会存在被冻坏的可能，采用该换热方法的太阳能热水器系统彻底实现防冻。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 

 图1是本发明的工作流程图。