專利名稱：常壓熱質(zhì)下循環(huán)太陽能供熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能利用裝置，即一種常壓熱質(zhì)下循環(huán)太陽能供熱器。
背景技術(shù)：
太陽能熱水器是最常見的太陽能利用裝置，多由一個(gè)水箱和多支真空集熱管和水管等構(gòu)成，真空集熱管把接受的熱量儲(chǔ)存到水里，供人們使用。可是，這種太陽能熱水器的熱水只能通過水管放出使用，而不能與室內(nèi)的暖器自動(dòng)循環(huán)。其原因是太陽能熱水器多安裝在屋頂上，比室內(nèi)暖器的位置高，在沒有強(qiáng)制力的情況下，熱水是難以向下運(yùn)行的。因此，現(xiàn)有太陽能熱水器還不能直接與室內(nèi)暖器構(gòu)成循環(huán)回路。要使太陽能熱水器與室內(nèi)暖器之間進(jìn)行熱循環(huán)，就要加裝循環(huán)泵，靠電力或其他動(dòng)力進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)?？墒?，由于工作壓力增加，現(xiàn)有太陽能熱水器的許多零部件的強(qiáng)度也要增加，而且還要增加自動(dòng)控制裝置，其設(shè)備成本和工作成本都會(huì)提高。因此，目前太陽能熱水器還不能用于室內(nèi)取暖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種不用強(qiáng)制循環(huán)裝置，導(dǎo)熱介質(zhì)就能自動(dòng)向下進(jìn)行循環(huán)供熱的太陽能供熱器。
上述目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的研制一種常壓熱質(zhì)下循環(huán)太陽能供熱器，這種供熱器也是由水箱、集熱管和水管等構(gòu)成，所不同的是在太陽能熱水器水箱一端的下部設(shè)有可與用熱器的回水端相接通的進(jìn)水管，在另一端的上部設(shè)有可與用熱器的進(jìn)水端相接通的出水管，在進(jìn)水管上面，接出一個(gè)高位水桶，在出水管的上邊，接出一段高位水管，高位水桶和高位水管上端均高于水箱，且都與大氣相通。工作時(shí)，太陽能熱水器與用熱器接通，再充入水等流體介質(zhì)，使高位水桶和高位水管的水位高于水箱內(nèi)腔的最高點(diǎn)，當(dāng)熱量進(jìn)入水箱后，受熱的水因比重變小而與冷水換位上行，并涌入高位水管，使高位水管的水位上升而形成壓力差，在壓力差的作用下熱水沿出水管下行，從而形成熱循環(huán)。
所說的水箱一端低，一端高，低端下部接進(jìn)水管，進(jìn)水管向下接通室內(nèi)暖器或用熱器的回水端，向上接通高位水桶，水箱低端上方和高端上方各接出一個(gè)向上的出水管，兩個(gè)出水管在水箱高端上方匯合后，再向上延伸，再向下回折，再與高位水管的側(cè)孔接通，高位水管上端高于出水管匯合上伸段的最高點(diǎn)，其下端與暖器或用熱器的進(jìn)水端接通。
所說的高位水管是由水膽和接管構(gòu)成，接管接在水膽的上邊，水箱的出水管斷開，其上段端接入水膽的上中部，下段端接入水膽的下部，水膽與水箱進(jìn)水管上接出的高位水桶相鄰，水膽上的接管從高位水桶中穿過進(jìn)入滴水池，滴水池是一個(gè)上部開有氣孔的容器，接管中的熱氣經(jīng)高位水桶冷凝成水滴滴入滴水池。
在所說的水膽和高位水桶的上方，有一個(gè)箱狀的冷凝池，冷凝池上方有氣孔與大氣相通，下面有單獨(dú)的上下水管，水膽的接管從冷凝池中穿過，到達(dá)高位水桶的上方，且與高位水桶的上的漏斗相對(duì)，接管中的熱氣冷凝成的水滴從開口滴入高位水桶。
采用上述方案的常壓熱質(zhì)下循環(huán)太陽能供熱器，其水箱中的熱量及熱水可以在沒有其他強(qiáng)制力的情況下向下運(yùn)行，與室內(nèi)的暖器或各種換熱設(shè)備進(jìn)行供熱循環(huán)，從而增加了太陽能熱水器的用途，為解決冬季室內(nèi)供暖及其他用熱提供了條件。
下面結(jié)合附圖做進(jìn)一步說明。


圖1是第一種實(shí)施方式的主視圖，圖2是其左視圖。
圖3是第二種實(shí)施方式的主視圖，圖4是其左視圖。
圖5是第三種實(shí)施方式的主視圖，圖6是其左視圖。
圖7是第三種實(shí)施方式的主視圖，圖8是其左視圖。
圖中可見水箱1，集熱管2，進(jìn)水管3，自來水管4，自來水開關(guān)5，暖器回水端6，暖器7，暖器進(jìn)水端8，屋頂板9，出水管10，高位水管11，高位水桶12，水箱低端13，水箱高端14，低端出水管15，高端出水管16，匯合管17，回折段18，水膽19，接管20，出水管上段21，出水管下段22，滴水池23，滴水池氣孔24，冷凝池25，冷凝池氣孔26，散熱片27，漏斗28，高位水桶溢流管29，冷凝池溢流管30，冷凝池上下水管31，閥門32，水龍頭33。
具體實(shí)施例方式
第一種實(shí)施方式如圖1、2所示，這種常壓熱質(zhì)下循環(huán)太陽能供熱器分為室外和室內(nèi)兩個(gè)部分，室外部分也是由一個(gè)水箱1、真空集熱管2構(gòu)成的太陽能熱水器，水箱1的一頭較低處接進(jìn)水管3，另一頭較高處接出水管10，進(jìn)水管3和出水管10均向下穿過屋頂板9進(jìn)入室內(nèi)，出水管10接在暖器7的進(jìn)水端8，進(jìn)水管3接在暖器回水端6，在出水管10的向下折彎處向上接出立管連通高位水桶12，在水箱出水管10上向上接出高位水管11，高位水管11和高位水桶12的上端均高于太陽能熱水器的水箱的位置，且上方開口，接通大氣。
工作時(shí)，打開自來水龍頭5向太陽能水箱1及暖器7內(nèi)注水，當(dāng)水位達(dá)到高位水桶12的中部，即高位水管11的中部，回折段18與高位水管接通點(diǎn)以下，即可關(guān)閉自來水開關(guān)5。此后，太陽能熱水器與室內(nèi)暖器7構(gòu)成一個(gè)與自來水管網(wǎng)沒有關(guān)系的獨(dú)立循環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)水箱的水接受太陽能而升溫即開始進(jìn)行熱交換，當(dāng)熱水上行至高位水管18，在重力及大氣壓力下沿出水管10向下運(yùn)行，由此形成熱循環(huán)。
第二種實(shí)施例如圖3、圖4所示，這種太陽能供熱器的結(jié)構(gòu)原理與前一種完全一致，只是為了節(jié)約材料和空間，增加水箱進(jìn)水管和出水管之間的高度差，水箱1制成一端低，一端高的形狀，低端13的下部接進(jìn)水管3，低端13上部和高端14上部各接出一個(gè)向上的出水管15和16，兩個(gè)出水管15和16在水箱高端14上方匯合接入?yún)R合管17，匯合管17再向上延伸，再向下回折一段稱回折段18，再與高位水管11接通，高位水管11上端開口，且高于出水管15和16的匯合管17的最高點(diǎn)，其下端進(jìn)入室內(nèi)與暖器7的進(jìn)水端8接通。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是水箱1的高端14容納了大量的氣泡，當(dāng)水箱低端13的出水管15進(jìn)入熱水后，水箱高端14的進(jìn)水管16內(nèi)進(jìn)入大量的氣泡，當(dāng)兩支水管內(nèi)的熱水和氣泡匯合后，氣泡會(huì)攜帶熱水迅速上行，氣泡進(jìn)入大氣，熱水向下運(yùn)行。由于去除了水中的氣泡，使熱水的運(yùn)行更加順暢，暖器7的氣阻現(xiàn)象明顯減少，熱效率明顯提高。
第三種實(shí)施例如圖5、圖6所示，這種太陽能供熱器的結(jié)構(gòu)原理與前一種完全一致，只是高位水管11的形狀以及高位水管11與高位水桶12的形位關(guān)系發(fā)生了變化。高位水管11有一個(gè)密閉的水膽19，水膽19上面接出一支接管20。水箱1的出水管10斷開，出水管10的上段21接水膽19的中上部，下段22接水膽19的下部。水膽19和高位水桶12連在了一起，接管20通過高位水桶12進(jìn)入下面的滴水池23。工作時(shí)，系統(tǒng)水位在水箱的出水管上段21與水膽19的接合點(diǎn)以下，受熱后，熱水從出水管上段21涌出，并在重力作用下落到水膽19內(nèi)，造成壓差而向下移動(dòng)。這樣連續(xù)不斷地進(jìn)行，形成連續(xù)的循環(huán)。同時(shí)，出水管上段21噴出的蒸汽可從接管20排出。為了減少熱量損失，把接管20向下回折從高位水桶12內(nèi)通過，其大部分熱量被高位水桶內(nèi)的水回收，蒸汽經(jīng)冷卻變成水滴滴入滴水池23，少量氣體從滴水池的氣孔24排出。滴水池23內(nèi)的水是潔凈的蒸餾水，可收集起來，供給蒸餾水的用戶。當(dāng)然也可以接回系統(tǒng)，繼續(xù)使用。
第四種實(shí)施例如圖7、圖8所示。把高位水桶12和水膽19平行地連在一起，上面另設(shè)一個(gè)單獨(dú)上水的冷凝池25，加裝散熱片27的水膽接管20在冷凝池25內(nèi)通過，蒸汽熱量被水吸收。接管外端伸出冷凝池，恰好和高位水桶的漏斗29相對(duì)，蒸汽經(jīng)冷卻變成的水滴滴入高位水桶12，繼續(xù)使用，少量剩余氣體從上口排出。冷凝池25內(nèi)的水吸收熱量后，可從上下水管31下端的室內(nèi)水龍頭33放出使用，也可以通過上下水管31與出水管10之間的閥門32回到循環(huán)系統(tǒng)。由于所有的盛水部件都采取了保溫措施，在夜晚或陰天，也可以利用儲(chǔ)存的熱量繼續(xù)供熱較長的時(shí)間。為了更好地控制水位，在高位水桶11上設(shè)有溢流管29，在冷凝池上設(shè)有溢流管30，溢流管可接到室內(nèi)，更便于觀察和操作。
第五種實(shí)施例由于室內(nèi)供熱對(duì)集熱管2的集熱效率要求較高，最好采用專利號(hào)為ZL200420031011.8的高效太陽能集熱器中所說的集熱管，該集熱管在現(xiàn)有的雙層玻璃真空管的中間又加裝了一支具有較高真空度的真空管，使集熱效率大大提高，特別適合用熱量較大的供熱作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種常壓熱質(zhì)下循環(huán)太陽能供熱器，這種供熱器也是由水箱、集熱管和水管等構(gòu)成，其特征在于在太陽能熱水器水箱(1)一端的下部設(shè)有可與用熱器的回水端相接通的進(jìn)水管(3)，在另一端的上部設(shè)有可與用熱器的進(jìn)水端相接通的出水管(10)，在進(jìn)水管(3)上面，接出一個(gè)高位水桶(12)，在出水管(10)的上邊，接出一段高位水管(11)，高位水桶(12)和高位水管(11)上端均高于水箱(1)，且均與大氣相通，工作時(shí)，太陽能熱水器與用熱器接通，再充入水等流體介質(zhì)，使高位水桶和高位水管的水位高于水箱內(nèi)腔的最高點(diǎn)，當(dāng)熱量進(jìn)入水箱后，受熱的水因比重變小而與冷水換位上行，并涌入高位水管(11)，使高位水管(11)的水位上升而形成壓力差，在壓力差的作用下熱水沿出水管(10)下行，從而形成熱循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常壓熱質(zhì)下循環(huán)太陽能供熱器，其特征在于所說的水箱(1)一端低，一端高，低端(13)下部接進(jìn)水管(3)，進(jìn)水管(3)向下接通室內(nèi)暖器(7)或用熱器的回水端(6)，向上接通高位水桶(12)，水箱低端上方和高端上方各接出一個(gè)向上的出水管(15)(16)，兩個(gè)出水管在水箱高端上方匯合后，再向上延伸，再向下回折，再與高位水管(11)的側(cè)孔接通，高位水管(11)上端高于出水管(15)(16)匯合上伸段的最高點(diǎn)，其下端與暖器(7)或用熱器的進(jìn)水端(8)接通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常壓熱質(zhì)下循環(huán)太陽能供熱器，其特征在于所說的高位水管(11)是由水膽(19)和接管(20)構(gòu)成，接管(20)接在水膽(19)的上邊，水箱(1)的出水管(10)斷開，其上段端(21)接入水膽(19)的上中部，下段端(22)接入水膽(19)的下部，水膽(19)與水箱進(jìn)水管(3)上接出的高位水桶(12)相鄰，水膽(19)上的接管(20)從高位水桶(12)中穿過進(jìn)入滴水池(23)，滴水池(23)是一個(gè)上部開有氣孔(24)的容器，接管(20)中的熱氣冷凝成的水滴滴入滴水池(23)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常壓熱質(zhì)下循環(huán)太陽能供熱器，其特征在于在所說的水膽(19)和高位水桶(12)的上方，有一個(gè)箱狀的冷凝池(25)，冷凝池(25)上方有氣孔(26)與大氣相通，下面有單獨(dú)的上下水管(31)，水膽(19)的接管(20)從冷凝池(25)中穿過，到達(dá)高位水桶(12)的上方，且與高位水桶(12)的上的漏斗(28)相對(duì)，接管(20)中的熱氣冷凝成的水滴從漏斗(28)滴入高位水桶(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常壓熱質(zhì)下循環(huán)太陽能供熱器，其特征在于所說的安裝在水箱(1)上的集熱管(2)，是在現(xiàn)有的雙層玻璃真空管的中間又加裝了一支具有較高真空度的真空管所構(gòu)成的高效集熱管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能利用裝置，即一種常壓熱質(zhì)下循環(huán)太陽能供熱器。也有一個(gè)由水箱1和多支真空集熱管2和水管等構(gòu)成的太陽能熱水器，其特點(diǎn)是太陽能熱水器的水箱1一端設(shè)有進(jìn)水管3，另一端設(shè)有出水管10，其中，進(jìn)水管3與室內(nèi)暖器7的回水端6相接通，出水管10與室內(nèi)暖器的進(jìn)水端8相接通，在進(jìn)水管3的上邊，接出高位水桶12，在出水管10的上邊，接出高位水管11，高位水桶12和高位水管11均高于水箱1，且上方開口與大氣相通。在壓力差的作用下，水箱1中的熱水可以向下運(yùn)行，與室內(nèi)的暖器7或其他換熱設(shè)備進(jìn)行供熱循環(huán)，解決了現(xiàn)有太陽能熱水器不能與室內(nèi)的暖器構(gòu)成自動(dòng)循環(huán)回路的難題。
文檔編號(hào)F24D17/00GK1786591SQ200510126000
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2005年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月2日
發(fā)明者秦元福 申請(qǐng)人:秦元福