專利名稱：分體太陽能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分體太陽能系統(tǒng)，包括集熱器和內(nèi)置有換熱部件的水箱，以及連 接所述集熱器與所述換熱部件的循環(huán)管路。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外所使用的熱水器主要有電熱水器、燃?xì)鉄崴?、太陽能熱水器、熱泵?水器等，太陽能熱水器和熱泵熱水器是近些年新興的新能源熱水器，具有很大的推廣價值。
太陽能熱水器在國內(nèi)已有很多形式按系統(tǒng)類型主要有緊湊式太陽能系統(tǒng)(普通 太陽系統(tǒng))、分離式太陽能系統(tǒng)(真空管和水箱分開)、悶曬式太陽能系統(tǒng)；按集熱部件可以 分平板式太陽能系統(tǒng)、全玻璃真空管太陽能系統(tǒng)、玻璃一金屬真空管太陽能系統(tǒng)、悶曬太陽 能系統(tǒng)；按傳熱類型可以分直接太陽系統(tǒng)和間接太陽系統(tǒng)，在國標(biāo)GB/T19141《家用太陽熱 水系統(tǒng)技術(shù)條件》已有明確描述。
目前在國內(nèi)眾多太陽能系統(tǒng)中緊湊式太陽能系統(tǒng)是銷量最多，因為系統(tǒng)水箱不承 壓，內(nèi)膽使用的材料多數(shù)是薄壁不銹鋼板，價格低廉，基本與電熱器價格相當(dāng)，而且容水箱 要大于電熱水器，使用壽命較長；并配有電加熱裝置，在天氣不好的情況下可以使用電加 熱，實現(xiàn)了光電互補?，F(xiàn)在國家正在提倡推廣綠色能源，所以得到國內(nèi)消費者廣泛青睞，大 有取代電熱水器的趨勢。但普通的太陽能熱水器和電加熱也有不可彌補的缺點，水箱不承 壓，靠重力落差，人們享受不到熱水按摩感覺；而且供水系統(tǒng)是繁殖軍團菌的主要場所，軍 團菌在接近人體溫的35 36°C時最易繁殖，200C以下不能繁殖，45 50°C以上不繁殖或死 亡，特別是在開水供水系統(tǒng)容易有軍團菌存活；同時普通太陽能熱水器不容和建筑結(jié)合，給 美麗諧調(diào)的城市帶來負(fù)面的景觀，所以在發(fā)達國家是沒有國內(nèi)普通太陽能熱水器的，都是 承壓的太陽能熱水器。
國內(nèi)從2002年開始引進德國技術(shù)，開始做分體太陽能，就是將吸熱體和水箱分 開，吸熱體得到的熱量通過二次換熱傳到水箱，這樣人們就可以使用上承壓熱水了，同時解 決了太陽能與建筑結(jié)合的問題，為太陽能成為建筑的一個部分解決了根本的技術(shù)問題，減 少軍團菌存在的可能。
參考說明書附圖1，從德國引進的分體熱水系統(tǒng)的公知結(jié)構(gòu)包括集熱器1、內(nèi)置有 換熱盤管8的水箱6和連接所述集熱器與換熱盤管的循環(huán)管道2，以及設(shè)置在循環(huán)管道上的 太陽能站和膨脹水箱12，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本比較高，雖然國內(nèi)很多廠家開始做這種分體太陽能 熱水器，但其價格一般是普通非承壓熱水器的2—3倍，所以國內(nèi)消費者還是比較喜歡價格 低廉的普通太陽能熱水器，嚴(yán)重影響了其推廣應(yīng)用。同時結(jié)構(gòu)復(fù)雜，環(huán)節(jié)比較多的分體熱水 系統(tǒng)維護點比較多，后期的維護成本也比較高。發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明針對目前分體太陽能系統(tǒng)成本高，以至于難以推廣的缺陷，提供了一 種結(jié)構(gòu)緊湊，且成本低且后期維護成本低的分體太陽能系統(tǒng)。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案為本發(fā)明分體太陽能系統(tǒng)，包括集熱器和內(nèi)置有換熱部件的水箱，以及連接所述集熱器 與所述換熱部件的循環(huán)管路，所述換熱部件為帶有翅片的小膽，該小膽還在豎直方向上設(shè) 有一延伸出所述水箱的帶有安全閥的排氣管；其中小膽預(yù)留有膨脹空間。
依據(jù)發(fā)明技術(shù)方案的基本構(gòu)思是簡化分體太陽能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以降低其制造成 本，同時還應(yīng)當(dāng)滿足具有與現(xiàn)有分體太陽能系統(tǒng)同樣的功能。
為此，本發(fā)明中的小膽預(yù)留有膨脹空間，使得其不僅具有換熱功能，而且具有膨脹 水箱的功能，完全省略掉了膨脹水箱，另一方面，膨脹空間的預(yù)留一定程度上增大了小膽的 換熱面積，小膽的整體大小遠(yuǎn)小于膨脹水箱與換熱盤管的大小，結(jié)構(gòu)趨于緊湊。
此外，考慮到水箱乘壓盤管換熱器的承壓能力都在20MPa以上，為此，本方案中的 帶有翅片的小膽的承壓能力是需要考慮的一個問題，為此，其中的翅片具有一定程度上的 加強筋作用，并且通過實驗證明，現(xiàn)有的翅片設(shè)計基本上滿足了小膽的承壓要求，帶有翅片 的小膽的承壓是沒有問題的。
本方案采用了帶有安全閥的排氣管，用于替換掉現(xiàn)有的太陽能站，成本大大降低。 參考說明書附圖1中包含了安全閥、壓力表、止回球閥和循環(huán)泵的太陽能站，成本非常高。 而本方案中，排氣管的存在具有卸壓能力，保證了系統(tǒng)運行的安全性，同時排氣管上安全閥 的存在也不再需要壓力表及止回球閥，也不再需要配屬在太陽能站上的安全閥。
在此情況下，使得基于本發(fā)明技術(shù)方案的分體太陽能系統(tǒng)具有了與普通太陽能熱 水器相匹敵的價格優(yōu)勢。
上述分體太陽能系統(tǒng)，所述膨脹空間標(biāo)定容積為V=pvT/Pt得出；式中τ為循環(huán)介質(zhì)的初始溫度，P為小膽內(nèi)的初始壓力；t為設(shè)定最高溫度，P為所述 安全閥的卸壓設(shè)定值；ν為在壓力P和溫度t條件下的被壓縮至的預(yù)留空間容積。
上述分體太陽能系統(tǒng)，所述ν恰好是所述排氣管的上管口以上的內(nèi)膽容積。
上述分體太陽能系統(tǒng)，所述翅片為加強筋板形。
上述分體太陽能系統(tǒng)，所述水箱上還設(shè)有電加熱裝置。
上述分體太陽能系統(tǒng)，所述水箱的上端設(shè)有一安全閥。
上述分體太陽能系統(tǒng)，所述小膽表層具有防腐層。
上述分體太陽能系統(tǒng)，所述防腐層為搪瓷層。
上述分體太陽能系統(tǒng)，所述循環(huán)管道上設(shè)有流量計。


圖1為已知分體太陽能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的一種分體太陽能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、集熱器，2、循環(huán)管道，3、控制器，4、出水口，5、安全閥，6、水箱，7、電加熱裝 置，8、換熱盤管，9、排污閥接口，10、進水口，11、地漏，12、膨脹管，13、注液閥，14、循環(huán)泵，，15、 止回球閥，16、壓力表，17、安全閥，18、膨脹空間，19、排氣管，20、小膽，21、回水管，22、進水管。
具體實施方式
參照說明附圖2，其示出了一種分體太陽能系統(tǒng)，其基本方案是其包括集熱器1和4內(nèi)置有換熱部件的水箱6，以及連接所述集熱器與所述換熱部件的循環(huán)管道2，所述換熱部 件為帶有翅片的小膽20，該小膽還在豎直方向上設(shè)有一延伸出所述水箱的帶有安全閥的排 氣管19 ；其中小膽預(yù)留有膨脹空間18。在上述基本方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以選擇或者組合以下技術(shù)手段 關(guān)于集熱器，應(yīng)當(dāng)是承壓式的集熱器，是由分體太陽能系統(tǒng)的屬性所決定的。本方案中
集熱器相對于水箱可以高置，滿足熱虹吸的基本要求，也可以配屬循環(huán)泵。關(guān)于所述膨脹空間標(biāo)定容積為V=pvT/Pt得出；
式中τ為循環(huán)介質(zhì)的初始溫度，P為小膽內(nèi)的初始壓力；t為設(shè)定最高溫度，P為所述 安全閥的卸壓設(shè)定值；ν為在壓力P和溫度t條件下的被壓縮至的預(yù)留空間容積。實際上可控的因素是壓力和容積，隨機因素是溫度，實際上需要標(biāo)定的是V/v，基 于設(shè)定的條件是容易確定的。優(yōu)選地，所述ν恰好是所述排氣管的上管口以上的內(nèi)膽容積，便于排氣管的功能設(shè)置。較佳地，所述翅片為加強筋板形，滿足結(jié)構(gòu)加強的需要，當(dāng)然，在此處，加強筋板具 有與換熱翅片一樣的功能，只是概念上的差異。為拓展分體太陽能系統(tǒng)的實用范圍，所述水箱上還設(shè)有電加熱裝置7，適應(yīng)時令性。進一步地，為了提高系統(tǒng)的安全性，所述水箱的上端設(shè)有一安全閥5，所增加的成 本不多，安全性更好。本方案的任務(wù)首先在于去掉膨脹水箱上，基于此，太陽能集熱器內(nèi)換熱介質(zhì)受熱 膨脹問題是解決的首要問題，最重要的是將膨脹水箱和換熱器集成的發(fā)明，上面提到過將 盤管式換熱器改成翅片小膽式換熱器，目的就是把膨脹水箱和換熱器集成，簡單的一個部 件實現(xiàn)兩個功能，即完成系統(tǒng)的換熱功能和集熱器吸熱后介質(zhì)膨脹空間預(yù)留。這樣還降低 了成本同時減少系統(tǒng)出故障的問題。一般膨脹水箱的質(zhì)保期為一年，因為膨脹水箱內(nèi)部是 橡膠囊，內(nèi)部充氣體，長時間接觸水會老化，3—5年就會出現(xiàn)問題。但本方案中的翅片小膽 是沒有橡膠囊的，也不用在內(nèi)部沖氣體，內(nèi)部是空的，所以使用壽命會和水箱一樣長。為了提高小膽的使用壽命，所述小膽表層具有防腐層。較佳的選擇是所述防腐層為搪瓷層，便于制造和使用。一般情況下水箱也會配有 電化學(xué)防腐裝置，本方案可以附加。在系統(tǒng)過熱情況下可以觀察到集熱器內(nèi)介質(zhì)氣化，通過流量計可視窗口觀察上部 已充滿氣體，下部是液體，此時啟動循環(huán)泵，系統(tǒng)正常運行一段時間后通過流量計可視窗口 觀察，系統(tǒng)上部沒有氣體，通過長時間測試確認(rèn)系統(tǒng)可以正常運行。 本方案完全消化吸收了從國外引進分體太陽能系統(tǒng)，從新進行了設(shè)計，進行了重 大的技術(shù)創(chuàng)新，簡化了分體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，大大降低分體太陽能系統(tǒng)的成本和故障的出現(xiàn)，更 方便安裝，外觀簡潔美觀，能更好的和建筑結(jié)合，為分體太陽能系統(tǒng)在國的廣泛推廣奠定堅 實的基礎(chǔ)。
權(quán)利要求
1.一種分體太陽能系統(tǒng)，包括集熱器(1)和內(nèi)置有換熱部件的水箱(6)，以及連接所 述集熱器與所述換熱部件的循環(huán)管道(2)，其特征在于所述換熱部件為帶有翅片的小膽 (20)，該小膽還在豎直方向上設(shè)有一延伸出所述水箱的帶有安全閥的排氣管(19)；其中小 膽預(yù)留有膨脹空間(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體太陽能系統(tǒng)，其特征在于所述膨脹空間標(biāo)定容積為 V=pvT/Pt 得出；式中T為循環(huán)介質(zhì)的初始溫度，P為小膽內(nèi)的初始壓力；t為設(shè)定最高溫度，ρ為所述 安全閥的卸壓設(shè)定值；ν為在壓力P和溫度t條件下的被壓縮至的預(yù)留空間容積。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分體太陽能系統(tǒng)，其特征在于所述ν恰好是所述排氣管的 上管口以上的內(nèi)膽容積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體太陽能系統(tǒng)，其特征在于所述翅片為加強筋板形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體太陽能系統(tǒng)，其特征在于所述水箱上還設(shè)有電加熱裝 置(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體太陽能系統(tǒng)，其特征在于所述水箱的上端設(shè)有一安全 閥(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體太陽能系統(tǒng)，其特征在于所述小膽表層具有防腐層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分體太陽能系統(tǒng)，其特征在于所述防腐層為搪瓷層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體太陽能系統(tǒng)，其特征在于所述循環(huán)管道上設(shè)有流量計。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分體太陽能系統(tǒng)，包括集熱器和內(nèi)置有換熱部件的水箱，以及連接所述集熱器與所述換熱部件的循環(huán)管路，所述換熱部件為帶有翅片的小膽，該小膽還在豎直方向上設(shè)有一延伸出所述水箱的帶有安全閥的排氣管；其中小膽預(yù)留有膨脹空間。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，且成本低且后期維護成本低。
文檔編號F24J2/46GK102032686SQ20111000363
公開日2011年4月27日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者豐中玉, 李方軍, 王城路, 馬迎昌 申請人:山東力諾瑞特新能源有限公司