CN102997450A - 电加热启动式太阳能平板集热器热水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电加热启动式太阳能平板集热器热水系统，它利用电加热装置来启动平板集热器内部重力回路热管，使其形成真空状态，以达到重力回路热管中的介质能快速传热。其结构为：平板集热器内部的重力回路热管蒸发段底部横管和上部横管内增加电加热装置，热管与水箱的水箱换热夹层连通，换热夹层及水箱外套桶最高点设置带气压表的排气阀，当热管充入介质后开启电加热装置，使介质沸腾产生热蒸汽并排挤出热管和水箱换热夹层内的其他气体，关闭带气压表的排气阀、停止电加热，热管及水箱换热夹层内即形成真空。平板集热器接收阳光加热热管中介质，介质在真空环境下快速生成热蒸汽，并通过连接管高速进入水箱换热夹层，水箱中的冷水被加热。
Description
技术领域：
本发明涉及一种高效电加热启动式太阳能平板集热水器系统，主要是利用太阳能平板集热器及内部重力回路热管的重力回路热管蒸发段底部横管和上部横管增加自控电加热装置来启动重力回路热管，使其形成真空状态，有提高和保持太阳能平板集热器及内部重力回路热管的重力回路热管和与重力回路热管相连通的水箱换热夹层的真空度作用，以达到该热水系统的快速热水效果。
背景技术：
目前的太阳能平板集热器热水系统热效率较低传热慢，维护、维修不方便。
发明内容：
本发明的目的是提供一种高效率的电加热启动式太阳能平板集热器热水系统。是充分利用太阳能平板集热器及内部重力回路热管的重力回路热管蒸发段底部横管和上部横管增加自控电加热装置来启动重力回路热管，使其形成真空状态，并可有效提高和保持平板集热器及内部重力回路热管的重力回路热管和与重力回路热管相连通的水箱换热夹层的真空度。重力回路热管内充有介质，介质在重力回路热管和与重力回路热管相连通的换热夹层都是真空的环境下受外来热量的热影响能快速生成热蒸汽，由重力回路热管高速进入水箱的水箱换热夹层，并是不断地循环与水箱中的冷水进行换热，这样就实现了热水系统对冷水的快速加热。
本发明的目的是这样实现的：
一种电加热启动式太阳能平板集热器热水系统，它有水箱(注：水箱可为圆柱形储水桶)、水箱换热夹层、太阳能平板集热器及内部重力回路热管、自控电加热装置、连接管、带气压表的排气阀、液位阀、介质、水箱换热夹层介质循环进口、水箱换热夹层介质循环回口、自控电加热装置电源、电源线、蒸发段底部横管、排介质阀、水箱热水出口、水箱冷水进口、蒸发段上部横管、介质蒸发上升通管、介质冷凝回落通管、水箱外套桶。所述的水箱设置在太阳能平板集热器及内部重力回路热管的上方，水箱上有冷水进口和热水出口及水箱换热夹层，水箱换热夹层是由水箱和水箱外面一部分套有与水箱相似的水箱外套桶形成的，水箱外套桶与水箱之间有一定间距，间距即为夹层，水箱与水箱外套桶形成换热夹层后，除留有必要的介质进出口及热蒸汽或其他气体排出口外，其他部位为全封闭，水箱换热夹层内能通过液体、蒸汽和气体，水箱换热夹层及水箱外套桶的下部设置有介质循环进口和介质循环回口，水箱换热夹层及水箱外套桶的上部最高点设置有带气压表的排气阀。所述的水箱换热夹层通过连接管与太阳能平板集热器及内部重力回路热管的重力回路热管相通，重力回路热管与介质冷凝回落通管相连位置设有液位阀；所述的重力回路热管的蒸发段底部横管和上部横管内安装有启动重力回路热管作用的自控电加热装置。水箱和太阳能平板集热器及内部重力回路热管连接固定完毕后，水箱充入冷水，再将介质从液位阀处充入重力回路热管并使介质的量达到重力回路热管的液位阀略低位置，接通电源，启动自控电加热装置，使介质沸腾并产生热蒸汽，热蒸汽会把重力回路热管和水箱换热夹层内部其他气体从水箱换热夹层及水箱外套桶最高点带气压表的排气阀排挤出，之后关闭带气压表的排气阀和自控电加热装置，这样热水系统中太阳能平板集热器及内部重力回路热管的重力回路热管和水箱换热夹层可形成真空状态。太阳能平板集热器及内部重力回路热管接收阳光，加热重力回路热管中的介质，介质在真空环境下会迅速生成热蒸汽，并通过介质蒸发上升通管、连接管、水箱换热夹层介质循环进口高速进入水箱换热夹层并与水箱中的冷水换热，换热后又变成液态，从水箱换热夹层介质循环回口流出，通过连接管、介质冷凝回落通管回到重力回路热管并到达其底部，依次循环，水箱中的冷水被加热。该热水系统中的重力回路热管被启动后，重力回路热管和热管夹层内所形成的真空状态会长久保持，自控电加热装置只有在重力回路热管和换热夹层真空度降低的情况下才会再次短暂启动。
本发明的有益效果是：
在电加热启动式太阳能平板集热器热水系统整体安装到位后，由于太阳能平板集热器及内部重力回路热管的重力回路热管蒸发段底部横管和上部横管均安装有自控电加热装置，可实现现场加工制成全封闭真空重力回路热管，利于重力回路热管和与重力回路热管相通的水箱换热夹层真空度的提高和保持，便于热水系统的安装、调试及维护维修。同时，还可根据重力回路热管和水箱换热夹层里不明气体的产生情况不定期启动自控电加热装置，将不明气体从带气压表的排气阀排出，以保持其真空度，由于热系统的热效率高可缩小太阳能平板集热器面积，降低所用材料的使用量并更加环保。
附图说明：
图1为本发明结构示意图；
图2为图1的使用状态图。
其中①水箱②水箱换热夹层③太阳能平板集热器及内部重力回路热管
自控电加热装置
自控电加热装置
连接管
连接管⑥带气压表的排气阀⑦液位阀⑧介质⑨水箱换热夹层介质循环进口⑩水箱换热夹层介质循环回口
自控电加热装置电源
电源线
电源线
蒸发段底部横管
排介质阀
水箱热水出口
水箱冷水进口
蒸发段上部横管
介质蒸发上升通管
介质冷凝回落通管
水箱外套桶。
具体实施方式：
图1图2中：本发明它有水箱①水箱外面套有水箱外套桶
水箱与水箱外套桶之间是水箱换热夹层②水箱上还设有水箱热水出口水箱冷水进口
水箱换热夹层及水箱外套桶的上部最高点设置有带气压表的排气阀⑥，水箱的水箱换热夹层及水箱外套桶的底部设置有水箱换热夹层介质循环进口⑨和水箱换热夹层介质循环回口⑩，连接管
的一端与水箱换热夹层介质循环进口对接，另一端与太阳能平板集热器及内部重力回路热管③的重力回路热管介质蒸发上升通管
对接，连接管
的一端与水箱换热夹层介质循环回口对接，另一端与平板集热器及内部重力回路热管的重力回路热管介质冷凝回落通管
对接。太阳能平板集热器及内部重力回路热管的重力回路热管与介质冷凝回落通管相接位置设有液位阀⑦，太阳能平板集热器及重力回路热管的重力回路热管蒸发段底部横管
内和蒸发段上部横管
内均安装有启动重力回路热管作用的自控电加热装置和自控电加热装置
两个自控电加热装置通过电源线
和电源线
连接到自控电加热装置电源
上，排介质阀
在太阳能平板集热器及内部重力回路热管的重力回路热管最下面蒸发段底部横管的一侧，介质⑧待充入重力回路热管。
本发明的工作过程：
水箱①和太阳能平板集热器及内部重力回路热管③连接、固定、安装完毕后，冷水从水箱的冷水进口
进入水箱，之后再将介质⑧从液位阀⑦处充入重力回路热管，并使介质量达到重力回路热管液位阀的略低位置，封闭液位阀，蒸发段底部横管
和蒸发段上部横管
内的自控电加热装置
和自控启动电加热装置分别通过电源线
和电源线
与自控电加热电源相连接通，启动自控电加热装置，介质沸腾产生热蒸汽，热蒸汽会把重力回路热管和水箱换热夹层②中的其他气体从水箱换热夹层及水箱外套桶
最高点的带气压表的排气阀⑥排挤出，之后关闭带气压表的排气阀和自控电加热装置，整体热水系统中的重力回路热管及水箱换热夹层可形成真空状态。太阳能平板集热器及内部重力回路热管接收阳光，加热重力回路热管中的介质，介质在真空环境中迅速生成热蒸汽，并由介质蒸发上升通管通过连接管
和水箱换热夹层介质循环进口⑨高速进入水箱换热夹层与水箱中的冷水换热，换热后蒸汽变成液态，从水箱换热夹层介质循环回口⑩流出，通过连接管
和介质冷凝回落通管
回到重力回路热管并至其底部，依次循环，水箱中的冷水被加热并从水箱的热水出口
中流出，如介质出现问题时可从排介质阀
排出，这样就实现了电加热启动式太阳能平板集热器热水系统的功能。
Claims (3)
1.一种电加热启动式太阳能平板集热器热水系统，它有水箱①水箱换热夹层②太阳能平板集热器及内部重力回路热管(③自控电加热装置自控电加热装置
连接管
连接管
带气压表的排气阀⑥液位阀⑦介质⑧水箱换热夹层介质循环进口⑨水箱换热夹层介质循环回口⑩自控电加热装置电源
电源线
电源线蒸发段底部横管
排介质阀水箱热水出口
水箱冷水进口
蒸发段上部横管
介质蒸发上升通管介质冷凝回落通管
水箱外套桶
2.根据权利要求1所述，电加热启动式太阳能平板集热器热水系统其特征是：所述太阳能平板集热器及内部重力回路热管的重力回路热管蒸发段底部横管
内有自控电加热装置
蒸发段上部横管
内有自控电加热装置
3.根据权利要求1所述，电加热启动式太阳能平板集热器热水系统其特征是：水箱换热夹层②及水箱外套桶
的上部最高点设有带气压表的排气阀⑥。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN108006994A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-05-08 | 天津博帆科技发展有限公司 | 一种蒸发型太阳能集热器及其工作方法 |
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| CN2537935Y (zh) * | 2001-11-08 | 2003-02-26 | 任如龙 | 太阳能热水器 |
| CN2612904Y (zh) * | 2003-04-11 | 2004-04-21 | 李天兵 | 分体式热管太阳能热水器 |
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- 2011-09-15 CN CN201110272725.2A patent/CN102997450B/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN108006994B (zh) * | 2017-12-29 | 2023-08-01 | 天津博帆科技发展有限公司 | 一种蒸发型太阳能集热器及其工作方法 |
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