[發(fā)明專利]完全反向徹底強(qiáng)制對(duì)流方式采熱的太陽(yáng)能集熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210074538.8
• 申請(qǐng)日: 2012-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN102607189A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉聲普;劉進(jìn)豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉進(jìn)豐
• 主分類號(hào): F24J2/05
• 分類號(hào): F24J2/05;F24J2/24;F24J2/46
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改變太陽(yáng)能集熱器內(nèi)流體的流動(dòng)途徑，從而提高太陽(yáng)能集熱器的熱效率；尤其適用于由多根全玻璃真空集熱管按左、右對(duì)置直插入一根按南、北方向布置的中置聯(lián)箱構(gòu)成的太陽(yáng)能集熱器。

背景技術(shù)

在太陽(yáng)(能)熱水工程中有多種太陽(yáng)(能)集熱器，常用的是：多根全玻璃真空集熱管(以下稱“全玻管”)按左、右對(duì)置直插入一根按南、北方向布置的中置聯(lián)箱構(gòu)成的太陽(yáng)集熱器，如圖1所示；圖中(1)是中置聯(lián)箱(傾角0°-15°)，注意，現(xiàn)行的中置聯(lián)箱(1)的內(nèi)腔是空腔。(2)是全玻管。這種集熱器用料省、成本低，是國(guó)內(nèi)保有量最大的工程用太陽(yáng)集熱器，本文以下稱“全玻管左、右直插中置聯(lián)箱的集熱器”。這種集熱器聯(lián)箱的底部有(冷)水進(jìn)口管、頂部有(熱)水出口管，各集熱器按串、并聯(lián)方式連接后組成整個(gè)太陽(yáng)熱水工程的集熱器系統(tǒng)，再配置循環(huán)水泵、儲(chǔ)熱水箱、自控系統(tǒng)等組成按強(qiáng)制對(duì)流采熱的太陽(yáng)熱水工程；另外，太陽(yáng)熱水器的聯(lián)箱內(nèi)筒等都用0.3mm不銹鋼薄板制成。這些都是公知技術(shù)，下略。

由于中置聯(lián)箱(1)是空腔結(jié)構(gòu)，當(dāng)循環(huán)水泵把冷水從中置聯(lián)箱(1)底部冷水進(jìn)口管輸入、隨后從頂部熱水出口管輸出，這種強(qiáng)制對(duì)流采熱方式不可能把全玻管(2)管腔中積聚熱水全部帶出，即其熱效率未達(dá)極大值，本文稱之為“不徹底強(qiáng)制對(duì)流方式采熱的集熱器”；本發(fā)明將克服這類缺點(diǎn)。

中國(guó)專利ZL94200904.5對(duì)上述“中置聯(lián)箱構(gòu)成的集熱器”作改進(jìn)，見圖2。沿中置聯(lián)箱(1)內(nèi)腔軸向設(shè)置一塊帶有導(dǎo)流管插孔的縱向隔板(4)、把中置聯(lián)箱(1)內(nèi)腔分割成左、右兩室，另外在左、右兩室中分段設(shè)置若干塊橫隔板(5)；另外還設(shè)置一根“連通兩端的導(dǎo)流管(3)”，插入帶有導(dǎo)流管插孔的縱向隔板(4)的插孔，把左、右兩側(cè)的兩根全玻管(2)連通。這樣，當(dāng)循環(huán)水泵把冷水從中置聯(lián)箱底部冷水進(jìn)口管輸入，水流的最初流向是從左側(cè)第1、2根全玻管(2)與連通兩端的導(dǎo)流管(3)的夾道中進(jìn)入全玻管(2)底部，再沿連通兩端的導(dǎo)流管(3)直達(dá)右側(cè)第1、2根全玻管(2)底部；再沿全玻管(2)與連通兩端的導(dǎo)流管(3)的夾道流出右側(cè)第1、2根全玻管(2)內(nèi)腔，再進(jìn)入右側(cè)第3、4根全玻管(2)與連通兩端的導(dǎo)流管(3)夾道直達(dá)金玻管(2)底部；再?gòu)膶?dǎo)流管(3)進(jìn)入左側(cè)第3、4根全玻管(2)底部…，最后成為熱水從中置聯(lián)箱(1)頂部熱水出口管流出…，進(jìn)入與之串聯(lián)的、位于上方的另一個(gè)相同集熱器的中置聯(lián)箱(1)下部冷水進(jìn)入口…(隨后均是公知技術(shù)內(nèi)容-略)。

由上知，ZL94200904.5提供一種徹底強(qiáng)制對(duì)流的采熱方式，熱效率自然較高。但是，上述流體流動(dòng)途徑的類型中有一半不是“反向強(qiáng)制對(duì)流”(關(guān)于“反向”涵意后述)。從下面分析中可知：在“中置聯(lián)箱構(gòu)成的集熱器”中，流體流動(dòng)只有完全按反向強(qiáng)制對(duì)流時(shí)，才能按簡(jiǎn)單方法把集熱器中積水完全排出。所謂“簡(jiǎn)單方法”是指：把中置聯(lián)箱(1)下部的水進(jìn)口管改變?yōu)榕潘?。完全排盡集熱器積水是高寒地區(qū)防止全玻管在冬夜凍裂的常用辦法。即在高寒地區(qū)冬夜，不完全反向強(qiáng)制對(duì)流采熱的全玻管會(huì)凍裂；ZL94200904.5的另一缺點(diǎn)是加工若干塊橫隔扳(5)、要在極狹窄空間中進(jìn)行，難度大、難于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明將克服這類缺點(diǎn)。圖2稱為“不完全反向徹底強(qiáng)制對(duì)流方式采熱的集熱器”的示意圖。

總之，在太陽(yáng)熱水工程的“全玻管左、右直插中置聯(lián)箱構(gòu)成的集熱器”范疇，多數(shù)集熱器按不徹底強(qiáng)制對(duì)流方式采熱，熱效率不高；雖提出徹底強(qiáng)制對(duì)流采熱的技術(shù)改進(jìn)措施，但卻帶來(lái)嚴(yán)寒冬夜使全玻管凍裂的缺陷。本發(fā)明“完全反向徹底強(qiáng)制對(duì)流方式采熱的太陽(yáng)能集熱器”將克服這些現(xiàn)存的技術(shù)缺陷。

發(fā)明的內(nèi)容

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用技術(shù)方案要點(diǎn)是：提出一種完全反向徹底強(qiáng)制對(duì)流方式采熱的太陽(yáng)能集熱器，使集熱器中每根全玻管管腔內(nèi)都深入一根導(dǎo)流管，目的是克服在“全玻管左、右直插中置聯(lián)箱構(gòu)成的集熱器”中存在的低熱效率的技術(shù)缺陷；由于“完全反向徹底強(qiáng)制對(duì)流”，使之能簡(jiǎn)便地排盡集熱器中積水，避免嚴(yán)冬寒夜凍裂全玻璃真空集熱管的技術(shù)缺陷。

本發(fā)明的技術(shù)方案是對(duì)“全玻管左、右直插中置聯(lián)箱構(gòu)成的集熱器”作改造，在中置聯(lián)箱內(nèi)腔設(shè)置一個(gè)“U形水室”、每根全玻管內(nèi)腔設(shè)置一根導(dǎo)流管，構(gòu)成“完全反向徹底強(qiáng)制對(duì)流方式采熱的太陽(yáng)能集熱器”，從而提高集熱器的熱效率，并能按簡(jiǎn)單方法排盡積水，防止嚴(yán)冬夜凍裂全玻管。