[發明專利]用于太陽能水加熱系統的成套產品

無效

• 申請號: 200710089043.1
• 申請日: 2007-03-29
• 公開（公告）號: CN101118090A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: M·R·拉比奧;N·A·阿倫森;W·A·馬利吉
• 申請（專利權）人: 法夫科公司
• 主分類號: F24J2/00
• 分類號: F24J2/00;F24D17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 溫大鵬;廖凌玲

技術領域

本發明涉及總體一種太陽能水加熱系統的改進。在一個方面，本發明涉及形成成套產品的太陽能水加熱系統。在另一方面，描述一種改進的罐適配器。

背景技術

太陽能加熱器系統設計成從太陽截獲熱能并存儲太陽熱能直到需要熱能為止。在太陽能水加熱器中，熱能最終傳遞到水中。通常包括收集器和存儲罐的太陽能水加熱器具有包括有源和無源系統的多種形式。

在有源系統中，收集器通常是平板收集器，包括矩形箱體、延伸通過箱體的管道以及覆蓋箱體的透明蓋。管道有助于截獲熱能并且將熱能傳遞到管道內的水中。泵用來將水從存儲罐經由收集器循環回到存儲罐(通常位于室內)。泵通常將熱水從收集器泵送到罐內并且將冷水從罐泵送到收集器。泵通常通過控制系統控制，控制系統在收集器內的溫度低于存儲罐內溫度時停止泵。在某些情況下，存儲罐還可用作熱水加熱器，以便作為太陽能加熱的備用，即它可以在收集器內的水溫度低時加熱水。有源系統的一個優點在于它們提供更好的系統控制，并且因此它們可比其它系統更加有效地操作。另外，使用這種控制系統，有源系統可構造成保護收集器，而不在較冷氣候下結冰。

在無源系統中，被加熱的水經由自然對流或市政水壓而不是使用泵來運動。雖然無源系統通常比有源系統效率低，無源的方法簡單并且經濟。與有源系統相比，無源系統不需要控制器、泵、感測器或其它機械部件，并且因此它操作成本低，另外，它在其壽命內需要較少維護或沒有維護。無源系統具有包括批處理和熱虹吸系統。

例如面包箱太陽能水加熱器或集成收集器存儲系統的批處理系統認為是所有傳統太陽能水加熱器中的最簡單的。在批處理系統中，存儲罐內置于或集成在收集器內，即用作太陽能收集器和存儲罐的自給系統。批處理系統通常包括一個或多個存儲罐，存儲罐布置在隔熱封閉件內，封閉件在一側上具有透明蓋。面向透明蓋的存儲罐的側部通常涂以黑色，以便更好地吸收太陽能。批處理系統使用來自于市政來源(或井)的水壓以便在系統中運動水。每次熱水龍頭開啟時，來自于存儲罐的被加熱的水直接或者經由輔助罐(例如熱水加熱器)間接輸送到使用位置。批處理系統的一個優點在于水不必與收集器分開存儲。另外，由于大容量存儲，批處理系統通常遇不到較冷氣候中的結冰問題。

另一方面，虹吸系統包括平板收集器和分離的存儲罐。平板收集器可類似于有源系統中使用的平板收集器。但是，不同于有源系統，存儲罐安裝在收集器之上，以便提供水的自然重力流動，即被加熱的水經由收集器升高到系統中的最高點(例如存儲罐的頂部)，并且存儲罐中較重的冷水下沉到系統的最低點(例如存儲罐的底部)，由此移動較輕的被加熱的水。與此有關的大多數文獻指出將存儲罐放置在收集器之上至少18英寸處，以便防止夜晚溫度較低時的顛倒熱虹吸現象。

不幸的是，這樣的系統具有多種缺陷。首先，大多數系統是由龐大、笨重和沉重部件形成的大體積裝置，并因此它們難以控制和安裝。在屋頂安裝尤其如此，并且對于自己動手的人來說支持有限。在某些情況下，由于系統的重量，系統之下的屋頂必須更加結構牢固。另外，由于這些系統很大和沉重，運輸這些產品的成本極高。實際上，在某些情況下，運輸成本可高于其制造成本。這些系統的另一缺陷在于它們不太美觀。

發明內容

在一個方面，本發明總體涉及一種太陽能水加熱成套產品，該成套產品包裝在單個箱體內，箱體可以容易使用普通包裝承運者(例如UPS、Fed?Ex，DHL等)進行運輸。通常，成套產品旨在包括形成太陽能水加熱系統所需的部件。成套產品的部件將根據將要建造的太陽能水加熱系統的性質來變化。在某些應用中，成套產品包括至少一個柔性太陽能收集器面板、包括熱交換器的接口模塊(interface?module)以及用于將太陽能面板連接到接口模塊上以及將接口模塊連接到不作為成套產品一部分的存儲罐上的管道系統。收集器面板的尺寸和所包括的管道數量可按照特定結構需要變化。通常，雖然較大的收集器面積通常是優選的，成套產品包括至少23平方英尺的可使用收集器表面面積以及至少40英尺的柔性管。

在某些實施例中，組裝太陽能水加熱系統的說明書也包括在成套產品中。運輸箱體最好設置尺寸以便符合成本相對低的運輸標準，例如OS2運輸標準。

成套產品的部件可以根據所建造的系統的規格廣泛變化。例如，在某些應用中，接口模塊采取包括一個或兩個泵的單個單元的形式。成套產品可包括例如控制單元、罐適配器、多個柔性收集器面板、回流罐(drain?back?tank)和/或其它適當部件的部件。在購買者容易得到柔性管道的某些應用中，柔性管道可從成套產品中省略。