[发明专利]汽液循环平板太阳能热水器

说明书

技术领域

本发明涉及自然循环平板太阳能热水器，尤其是集热循环系统为真空负压系统的自然循环平板太阳能热水器。

背景技术

太阳能热水器节能环保，但使用安全舒适度不如传统热水器，与建筑相结合的难度大，稳定性差、耐用性差、维护困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、成本低，使用舒适度高，集热效率高，易于与建筑相结合，性能稳定耐用、减免维护的太阳能热水器。

本发明的汽液循环平板太阳能热水器，由平板集热器、储热水箱、换热器、恒温阀组成，集热循环系统为真空负压系统，其特征在于：设有集气罐，集气罐高于集热循环系统，经回排管连接在下循环管，经微孔排气管连接在集热循环系统顶部；集气罐上设有排气装置。集热循环系统为真空负压系统，汽液混合循环，利用气泡给集热循环系统带来更大的循环动力，集热效率高，便于布局储热水箱和集热器，能更好地与建筑相结合。

为进一步提高系统的高效性，保持系统良好的密闭性，排气装置采用双向行程限流排气阀。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，其中：

图1是双向行程限流排气阀原理图。

图2是集热循环系统设置恒温阀的汽液循环平板太阳能热水器原理图。

图3是集热循环系统不设置恒温阀的汽液循环平板太阳能热水器原理图。

具体实施方式

图1所示的双向行程限流排气阀由外壳1、浮子双向行程限流阀芯2、单向排气阀芯3组成。传热介质上行流入双向行程限流排气阀，液位上升，阀体内部压力大于外界压力时推开单向排气阀芯，浮子上升至浮子双向行程限流阀芯上行极限时关闭阀门；传热介质下行流入集气罐时，双向行程限流排气阀液位下降，阀体内部压力等于或小于外界压力时单向排气阀芯回落关闭，浮子下降至浮子双向行程限流阀芯下行极限时关闭阀门。

图2所示的集热循环系统设置恒温阀的汽液循环平板太阳能热水器由储热水箱1、换热器2、平板集热器3、集气罐4、双向行程限流排气阀5、恒温阀8组成，储热水箱设有冷水进水口6、热水出水口7。集气罐高于集热循环系统，经回排管连接在下循环管，经微孔排气管连接在集热循环系统顶部；双向行程限流排气阀设在集气罐顶部。集气罐容积应与集热循环系统气泡需求量匹配，一般不大于集热器容积。假定传热介质为35％浓度乙醇、恒温阀为电动恒温阀，恒温阀上限设定温度为75度，恒温阀设断电关阀功能。汽液循环平板太阳能热水器安装完成后注入定量的传热介质，集热循环系统最佳工作液位是液位正好高于微孔排气管集气罐入口，集热循环系统内气体全被排出。安装完成后初次使用时先不通电，恒温阀处于关闭状态，集热器受太阳辐射，集热器温度快速上升，传热介质气化产生压力，集热循环系统的传热介质流入集气罐，集气罐压力增大，推开浮子双向行程限流阀芯再推开单向排气阀芯，将气体排出外界，传热介质上行流入双向行程限流排气阀，浮子上升至浮子双向行程限流阀芯上行极限时关闭阀门；集热循环系统及集气罐被密闭，集热器温度继续上升，集热循环系统及集气罐内压力继续增大，平板集热器的最大闷晒温度在120度左右，35％浓度乙醇的传热介质在相应温度下压力为0.4mpa左右，最大压力在平板集热系统的工作压力范围内。汽液循环平板太阳能热水器接通电源，当储热水箱低于设定温度时恒温阀打开，集热器内介质蒸汽被冷凝，压力下降，压力小于双向行程限流排气阀及外界压力时，双向行程限流排气阀内的浮子双向行程限流阀芯被推开下行，下行至浮子双向行程限流阀芯下行极限时关闭阀门，集热循环系统及集气罐被密闭。双向行程限流排气阀在浮子双向行程限流阀芯上行关闭阀门时未能完全排出气体，浮子双向行程限流阀芯下行关闭阀门后双向行程限流排气阀内形成低真空环境；在浮子双向行程限流阀芯上行关闭阀门时集热循环系统及集气罐内气体完全被排出，浮子双向行程限流阀芯下行关闭阀门后集热循环系统及集气罐内形成高真空环境。在高真空环境下，集热器内受热的传热介质气化产生压力将传热介质挤压到集气罐，集热器及上循环管内产生总体积与集气罐容积相当的不断变化移动的大小气泡，换热器、下循环管的较低温介质与集热器、上循环管的充满气泡的较高温介质形成强劲的循环动力，汽液混合循环以显热、潜热混合换热的方式给储热水箱加热，储热水箱达到设定温度时恒温阀关闭。在集热循环系统温度等于或低于集气罐时，传热介质回流集热循环系统，集气罐被排空，集气罐检测集热循环系统内不凝性气体，将不凝性气体收集到集气罐，在双向行程限流排气阀内的浮子双向行程限流阀芯被推开上行时第一时间排出不凝性气体。集气罐应设保温防止经微孔排气管流失热量，在集热工作状态时集气罐应处于集热循环系统低温区确保工作状态时传热介质在集气罐内处于液态，将集气罐包裹在尽可能接近储热水箱底部的保温层与内胆之间可解决以上问题。

图3所示的集热循环系统不设置恒温阀的汽液循环平板太阳能热水器由储热水箱1、换热器2、平板集热器3、集气罐4、双向行程限流排气阀5组成，储热水箱设有冷水进水口6、热水出水口7。集气罐高于集热循环系统，经回排管连接在下循环管，经微孔排气管连接在集热循环系统顶部；双向行程限流排气阀设在集气罐顶部。集气罐容积应与集热循环系统气泡需求量匹配，一般不大于集热器容积。假定传热介质为35％浓度乙醇。汽液循环平板太阳能热水器安装完成后注入定量的传热介质，集热循环系统最佳工作液位是液位正好高于微孔排气管集气罐入口，集热循环系统内气体全被排出；储热水箱可先不注水。集热器受太阳辐射，集热器温度快速上升，传热介质气化产生压力将气体排出外界；夜间或储热水箱注入冷水，集热循环系统温度回落介质蒸汽冷凝，传热介质回流集热循环系统形成真空环境。不设置恒温阀，储热水箱有可能发生过热；双向行程限流排气阀的最高温度必须低于传热介质沸点。