專利名稱：一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱水系統(tǒng)，尤其是一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)及其工作方法。
背景技術(shù)：
目前的熱水裝置主要有電熱水器、太陽(yáng)能熱水器和空氣源熱水器，電熱水器快速制熱，不受天氣影響，但是需要消耗電能，不環(huán)保；太陽(yáng)能熱水器其內(nèi)的傳熱介質(zhì)一般為液體，沸點(diǎn)溫度較高，只能吸收比其溫度高的能量，需要一定強(qiáng)度的光照才能發(fā)揮加熱作用， 受天氣影響較大，不能完全滿足日常需求；空氣源熱水器由于價(jià)格昂貴，普及率不高，上述熱水器能量吸收單一，熱利用效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種以太陽(yáng)能為主，同時(shí)吸收其他異族能量的太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)及其工作方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)，其特征是它包括蒸發(fā)器、傳輸增壓介質(zhì)的壓縮機(jī)和冷凝器，上述三者通過(guò)傳輸管道相互連通形成回路， 所述的冷凝器設(shè)置在一帶進(jìn)水管和出水管的水箱內(nèi)，所述的傳輸管道內(nèi)容納有氣體傳熱介質(zhì)，所述的傳輸管道上裝有節(jié)流器。本技術(shù)方案采用常態(tài)下溫度較低的氣體傳熱介質(zhì)代替常態(tài)下溫度較高的液體傳熱介質(zhì)，具有沸點(diǎn)一般都在_25°C以下，比日常的環(huán)境溫度要低的特點(diǎn)，使得熱利用過(guò)程達(dá)到異聚常態(tài)化，即以太陽(yáng)能為主能量，同時(shí)在任何時(shí)候具有吸收其它環(huán)境中其他能量的條件，隨時(shí)吸收其他異族能作為蒸發(fā)器的輸入能量，如圖2所示，由于氣體傳熱介質(zhì)一般均比環(huán)境溫度低，故環(huán)境中的能量均可被蒸發(fā)器內(nèi)的傳熱介質(zhì)吸收；相比現(xiàn)有的太陽(yáng)能集熱器，如圖1所示，其從太陽(yáng)能中吸收的熱量還要減去散發(fā)至環(huán)境中的熱量才是傳熱介質(zhì)用于熱交換的熱量；本技術(shù)方案擁有較高的熱利用效率。氣體傳熱介質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收太陽(yáng)能等環(huán)境能量，在冷凝器中將吸收的能量傳輸給水箱內(nèi)的水，熱水所需時(shí)間更少且溫度恒定，更加節(jié)能。作為上述結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本發(fā)明還包含以下附加技術(shù)特征或這些特征的任意組合所述的冷凝器包括盤式或板式冷凝管，接觸面積大，冷凝效果好。所述的蒸發(fā)器外設(shè)有能量吸收裝置，可對(duì)環(huán)境中的能量進(jìn)行吸收，增強(qiáng)蒸發(fā)器的吸熱效率。所述的能量吸收裝置為翅式太陽(yáng)能板或板式太陽(yáng)能板或套管式太陽(yáng)能吸收裝置， 根據(jù)使用場(chǎng)合的光照條件來(lái)從中選擇吸熱效果最佳的，增加傳熱介質(zhì)的吸熱效率。所述的蒸發(fā)器外壁填涂有吸熱材料，增加吸熱效率的同時(shí)具備保護(hù)板面不易受環(huán)境腐蝕影響的作用，增強(qiáng)板面的耐候性。所述的傳輸管道上裝有過(guò)濾器，過(guò)濾掉壓縮機(jī)等可能產(chǎn)生的碎屑。所述的壓縮機(jī)位于從蒸發(fā)器流向冷凝器的傳輸管道上，所述的過(guò)濾器和節(jié)流器設(shè)
3置在從冷凝器流向蒸發(fā)器的傳輸管道上，過(guò)濾器在一定程度上可減緩氣體傳熱介質(zhì)的流速，與節(jié)流器作用相仿，故放在回路的同一側(cè)段，避免各部件間的干擾。所述的氣體傳熱介質(zhì)為氟利昂，具體可為氟利昂R22，也可以為制冷劑R134A、 R407C或R417A等其它各種單體或復(fù)合氣體傳熱介質(zhì)，可根據(jù)具體需要而定。一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)的工作方法為a、將處于低壓冷態(tài)的氣體傳熱介質(zhì)在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)變?yōu)闊釕B(tài)氣體，進(jìn)入壓縮機(jī)；b、熱態(tài)氣體經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮、升溫后，變成高溫、高壓的熱態(tài)蒸汽排出壓縮機(jī)；C、高溫、高壓的熱態(tài)蒸汽進(jìn)入冷凝器，在冷凝器中將熱量傳遞給水箱中的水，使水的溫度提高，熱態(tài)蒸汽經(jīng)過(guò)冷凝放熱后變成高壓冷態(tài)傳熱介質(zhì)；d、高壓冷態(tài)傳熱介質(zhì)經(jīng)過(guò)節(jié)流器節(jié)流降壓后，變成低壓冷態(tài)傳熱介質(zhì)再次進(jìn)入蒸發(fā)器，依此不斷地循環(huán)工作。整個(gè)工作過(guò)程是熱量搬運(yùn)過(guò)程，是將低溫?zé)嵩粗械臒崃窟B續(xù)不斷的搬運(yùn)至高溫?zé)嵩?水)中的過(guò)程。所述a步驟中的冷態(tài)傳熱介質(zhì)的狀態(tài)為低壓液態(tài)，熱態(tài)氣體的狀態(tài)為低溫、低壓； 所述c步驟中的冷態(tài)傳熱介質(zhì)的狀態(tài)為高壓液態(tài)；所述d步驟中的冷態(tài)傳熱介質(zhì)的狀態(tài)為低壓液態(tài)。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)及其工作方法，能量適用范圍廣， 可吸收環(huán)境中各種能量，將其變?yōu)闊崮埽?jié)能環(huán)保；能量提取效率高，熱水所需時(shí)間更少； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便；加熱水的時(shí)間短，可恒溫設(shè)置，時(shí)時(shí)滿足熱水需求。


圖1是現(xiàn)有傳熱介質(zhì)集熱器吸收能量的原理示意圖；圖2是本發(fā)明傳熱介質(zhì)聚能蒸發(fā)器吸收能量的原理示意圖；圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-蒸發(fā)器、2-壓縮機(jī)、3-冷凝器、4-水箱、5-進(jìn)水管、6_出水管、7_能量吸收裝置(翅式太陽(yáng)能板)、8_傳輸管道、9-過(guò)濾器、10-節(jié)流器。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例1如圖3所示，本實(shí)施例描述的一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)及其工作方法，它包括蒸發(fā)器1、傳輸增壓介質(zhì)的壓縮機(jī)2和冷凝器3，上述三者通過(guò)傳輸管道8相互連通形成回路，所述的冷凝器3設(shè)置在一帶進(jìn)水管5和出水管6的水箱4內(nèi)，所述的傳輸管道8內(nèi)容納有氣體傳熱介質(zhì)，所述的傳輸管道8上裝有節(jié)流器10。所述的冷凝器3包括盤式或板式冷凝管，根據(jù)實(shí)際需要而定；所述的蒸發(fā)器1外設(shè)有翅式太陽(yáng)能板7，也可以為其他能量吸收裝置，用于太陽(yáng)能主能量及異族能量的吸收；所述的蒸發(fā)器1外壁填涂有吸熱材料。所述的傳輸管道8上裝有過(guò)濾器9。所述的壓縮機(jī)2 位于從蒸發(fā)器1流向冷凝器3的傳輸管道8上，所述的過(guò)濾器9和節(jié)流器10設(shè)置在從冷凝器3流向蒸發(fā)器1的傳輸管道8上。氣體傳熱介質(zhì)為氟利昂等。工作方法a、將處于低壓液態(tài)的冷態(tài)氣體傳熱介質(zhì)經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器1中吸熱蒸發(fā)為低溫、低壓的熱態(tài)氣體，進(jìn)入壓縮機(jī)2;b、氣體傳熱介質(zhì)經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)2壓縮、升溫后，變成高溫、高壓的熱態(tài)蒸汽排出壓縮機(jī)2 ；C、高溫、高壓的熱態(tài)蒸汽進(jìn)入冷凝器3，在冷凝器3中將熱量傳遞給冷水，使其溫度提高，熱態(tài)蒸汽經(jīng)過(guò)冷凝放熱后變成高壓、液態(tài)的冷態(tài)傳熱介質(zhì)；d、高壓、液態(tài)的冷態(tài)傳熱介質(zhì)經(jīng)過(guò)節(jié)流器10節(jié)流降壓后，變成低壓、液態(tài)的冷態(tài)傳熱介質(zhì)再次進(jìn)入蒸發(fā)器1，依此不斷地循環(huán)工作。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)，其特征是它包括蒸發(fā)器(1)、傳輸增壓介質(zhì)的壓縮機(jī)( 和冷凝器(3)，上述三者通過(guò)傳輸管道(8)相互連通形成回路，所述的冷凝器(3)設(shè)置在一帶進(jìn)水管( 和出水管(6)的水箱內(nèi)，所述的傳輸管道(8)內(nèi)容納有氣體傳熱介質(zhì)，所述的傳輸管道(8)上裝有節(jié)流器(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)，其特征是所述的冷凝器(3) 包括盤式或板式冷凝管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)，其特征是所述的蒸發(fā)器(1) 外設(shè)有能量吸收裝置(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)，其特征是所述的能量吸收裝置(7)為翅式太陽(yáng)能板或板式太陽(yáng)能板或套管式太陽(yáng)能吸收裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)，其特征是所述的蒸發(fā)器(1) 外壁涂有吸熱材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1項(xiàng)所述的一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)，其特征是所述的傳輸管道 (8)上裝有過(guò)濾器(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)，其特征是所述的壓縮機(jī)(2) 位于從蒸發(fā)器(1)流向冷凝器(3)的傳輸管道(8)上，所述的過(guò)濾器(9)和節(jié)流器(10)設(shè)置在從冷凝器C3)流向蒸發(fā)器(1)的傳輸管道(8)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)，其特征是所述的氣體傳熱介質(zhì)為氟利昂。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)的工作方法，其特征是a、將處于低壓冷態(tài)的氣體傳熱介質(zhì)在蒸發(fā)器(1)中吸熱蒸發(fā)變?yōu)闊釕B(tài)氣體，進(jìn)入壓縮機(jī)⑵；b、熱態(tài)氣體經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)( 壓縮、升溫后，變成高溫、高壓的熱態(tài)蒸汽排出壓縮機(jī)O)；C、高溫、高壓的熱態(tài)蒸汽進(jìn)入冷凝器(3)，在冷凝器(3)中將熱量傳遞給水箱中的水，使水的溫度提高，熱態(tài)蒸汽經(jīng)過(guò)冷凝放熱后變成高壓冷態(tài)傳熱介質(zhì)；d、高壓冷態(tài)傳熱介質(zhì)經(jīng)過(guò)節(jié)流器(10)節(jié)流降壓后，變成低壓冷態(tài)傳熱介質(zhì)再次進(jìn)入蒸發(fā)器(1)，依此不斷地循環(huán)工作。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)的工作方法，其特征是所述 a步驟中的冷態(tài)傳熱介質(zhì)的狀態(tài)為低壓液態(tài)，熱態(tài)氣體的狀態(tài)為低溫、低壓；所述c步驟中的冷態(tài)傳熱介質(zhì)的狀態(tài)為高壓液態(tài)；所述d步驟中的冷態(tài)傳熱介質(zhì)的狀態(tài)為低壓液態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種太陽(yáng)能異聚態(tài)熱利用系統(tǒng)及其工作方法，解決了目前熱水器能量吸收單一，熱利用效率不高的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明其特征是它包括蒸發(fā)器、傳輸增壓介質(zhì)的壓縮機(jī)和冷凝器，上述三者通過(guò)傳輸管道相互連通形成回路，所述的冷凝器設(shè)置在一帶進(jìn)水管和出水管的水箱內(nèi)，所述的傳輸管道內(nèi)容納有氣體傳熱介質(zhì)，所述的傳輸管道上裝有節(jié)流器。本發(fā)明能量適用范圍廣，可吸收環(huán)境中各種能量，將其變?yōu)闊崮?，?jié)能環(huán)保；能量提取效率高，熱水所需時(shí)間更少；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便；加熱水的時(shí)間短，可恒溫設(shè)置，時(shí)時(shí)滿足熱水需求。
文檔編號(hào)F24H9/00GK102538195SQ20121001879
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者沈雁茜 申請(qǐng)人:沈雁茜