自控温自循环防冻太阳能集热装置

摘要

一种自控温自循环防冻太阳能集热装置，用于生活及工业用热水，属于太阳能热能利用技术领域，该装置包括太阳能集热器、换热器、液体介质储罐，太阳能集热器与液体介质加入管及蒸汽介质集气罐连接，液体介质加入管通过第一管道与液体介质储罐连接，第一管道上设有第一阀门，第一阀门与连接蒸汽介质集气罐的控制器连接，蒸汽介质集气罐通过第二管道与换热器进口连接，换热器出口通过第三管道与液体介质储罐连接，换热器分别与进冷水的第八管道及出热水的第四管道连接，第四管道上设置有第二阀门，第二阀门与连接换热器的第二控制器连接。本发明其可以控制合适的出水温度、设备安装简单。

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能热能技术领域，尤指一种自控温自循环防冻太阳能集热装置。

背景技术

中国是世界上最大的太阳能热水器的生产国和消费国，主要产品是真空管(包括热管)型和平板型集热器。

一体式太阳能热水器利用热虹吸循环或利用自来水压力和电磁阀控制实现自然循环，也有采用强制循环的，但这些技术不是循环不良，就是安装条件要求高，而且防冻困难，水温控制不好。

分体式太阳能热水器一般通过高沸点低凝固点的乙二醇与水的混合物做传热介质，防冻问题解决很好，但一般需要动力强制循环，不但浪费能源和人力，温度也难控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自控温自循环防冻太阳能集热装置，其可以控制合适的出水温度、设备安装简单。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种自控温自循环防冻太阳能集热装置，其中该装置包括太阳能集热器、换热器、液体介质储罐，所述太阳能集热器与液体介质加入管及蒸汽介质集气罐连接，所述液体介质加入管通过第一管道与液体介质储罐连接，所述第一管道上设有第一阀门，所述第一阀门与连接蒸汽介质集气罐的控制器连接，所述蒸汽介质集气罐通过第二管道与换热器进口连接，换热器出口通过第三管道与液体介质储罐连接，所述换热器分别与进冷水的第八管道及出热水的第四管道连接，所述第四管道上设置有第二阀门，所述第二阀门与连接换热器的第二控制器连接。

本发明自控温自循环防冻太阳能集热装置，其中所述第八管道上设置有第三阀门。

本发明自控温自循环防冻太阳能集热装置，其中所述换热器可由真空蒸发器代替。

本发明自控温自循环防冻太阳能集热装置，其中所述真空蒸发器通过第四管道与水力喷射器连接，所述水力喷射器出液口通过第五管道与淡水储液罐进液口连接，所述水力喷射器通过第六管道与第一气动水泵连接，所述真空蒸发器通过第七管道与浓海水储液罐连接，所述真空蒸发器通过第八管道与海水储液罐连接，所述海水储液罐通过第九管道与第二气动水泵连接。

本发明自控温自循环防冻太阳能集热装置，其中所述第七管道上设置有第四阀门，所述浓海水储液罐及淡水储液罐上分别连接有第六阀门及第七阀门。

采用上述方案后，本发明结构简单、安装方便，通过利用太阳能将传热介质的液体蒸发，与换热器热量交换，实现生活及工业用水需要，而且重复利用，实现了能源的节省，而且能合理控制出水水温。

附图说明

图1是本发明自控温自循环防冻太阳能集热装置实施例一的结构示意图；

图2是本发明自控温自循环防冻太阳能集热装置实施例二的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示本发明自控温自循环防冻太阳能集热装置实施例一的结构示意图，该装置包括太阳能集热器1、换热器2、液体介质储罐3，太阳能集热器1下端与液体介质加入管4连接，太阳能集热器1的上端与蒸汽介质集气罐5连接，液体介质加入管4通过第一管道6与液体介质储罐3连接，第一管道6上设有第一阀门7，第一阀门7与连接蒸汽介质集气罐5的控制器8连接，蒸发介质集气罐5通过温度传感器(图中未示出)将信息导入控制器8，以此来控制第一阀门7的启闭，蒸汽介质集气罐5通过第二管道9与换热器2进口连接，换热器2出口通过第三管道10与液体介质储罐3连接，换热器2分别与进冷水的第八管道12及出热水的第四管道11连接。第四管道11上设置有第二阀门14，第二阀门14与连接换热器2的第二控制器13连接，第八管道12上设置有第三阀门15。

该装置内所选用的介质是91％的乙酸乙酯和9％的水制成的恒沸点混合物，该介质性能稳定防冻性能好，该介质恒沸点为70℃，通过与换热器2热交换制取的温度不超过65℃，使用时先将该混合物注入液体介质储罐3中，打开第一阀门7，该液体介质通过第一管道6和液体介质加入管4进入太阳能集热器1中，在太阳能的作用下，该液体介质变成蒸汽汇集于蒸汽介质集气罐5中，打开第三阀门15，让冷水进入换热器2中，通过该介质与冷水热交换，使换热器2上层的水温达到设定到60℃，通过第二控制器13自动打开第二阀门14，从第四管道11内流出适合使用的热水，面冷凝成液体的介质自动流回液体介质储罐3中。该装置中的控制器8及第一阀门7在温度过高时作用，控制器8接收到过热信号后，即关闭第一阀门7，介质绝大部分液化并储存在液体介质储罐3中，加热过程自动停止。

如图2所示的本发明自控温自循环防冻太阳能集热装置实施例二的结构示意图，该装置是利用太阳能蒸发海水来实现海水淡化，该装置包括太阳能集热器1、真空蒸发器16、液体介质储罐3，太阳能集热器1下端与液体介质加入管4连接，太阳能集热器1的上端与蒸汽介质集气罐5连接，液体介质加入管4通过第一管道6与液体介质储罐3连接，第一管道6上设有第一阀门7，第一阀门7与连接蒸汽介质集气罐5的控制器8连接，蒸发介质集气罐5通过压力传感器(图中未示出)将信息导入控制器8，以此来控制第一阀门7的启闭，蒸汽介质集气罐5通过第二管道9与真空蒸发器16进口连接，真空蒸发器16出口通过第三管道10与液体介质储罐3连接，真空蒸发器16分别与进海水的第八管道12及出淡水蒸汽的第四管道11连接。第四管道11上设置有第二阀门14，第二阀门14与连接真空蒸发器16的第二控制器13连接，第八管道12上设置有第三阀门15。真空蒸发器16通过第四管道11与具有真空泵、冷凝器及排水三种功能的水力喷射器20连接，水力喷射器20出淡水液口通过第五管道19与淡水储液罐18进液口连接，水力喷射器20通过第六管道21与第一气动水泵22连接，真空蒸发器16通过第七管道17与浓海水储液罐23连接，海水储液罐24通过第九管道25与第二气动水泵26连接。第七管道17上设置有第四阀门28，淡水储液罐18上连接有第七阀门31，打开第七阀门31可以直接用该淡水储液罐18内的淡水。

该装置内所选用的介质是87.4％的异丙醇和12.6％的水制成的恒沸点混合物，其恒沸点为80.3％，将该介质蒸发做为加热源来蒸发海水，海水的蒸发温度基本不超过75℃，而且该混合物稳定，价格低廉。

使用时将异丙醇和水制成的介质注入液体介质储罐3中，打开第一阀门7，介质通过第一管道6和液体介质加入管4进入太阳能集热器1中，在太阳能的作用下，该液体介质变成蒸汽汇集于蒸汽介质集气罐5中，打开第三阀门15，让海水进入真空蒸发器16中，通过该介质与海水进行热交换，同时启动第一气动水泵22，使其带动水力喷射器20工作，由于该水力喷射器16具有真空泵的作用，因此其将真空蒸发器16制成真空(低压)环境，海水部分蒸发并进入水力喷射器20与水力喷射器20内喷嘴喷射的淡水合并冷凝，冷凝后的淡水经第五管道19直接进入淡水储液罐18内，打开淡水储液罐18上的第七阀门31，即可以直接使用该淡水储液罐18内的淡水。未能蒸发的浓海水通过第七管道17及第四阀门28进入浓海水储液罐23中，必要时关闭第七管道17上的第四阀门28，打开浓海水储液罐23上的第六阀门30，将浓海水取出。真空蒸发器16中冷凝成液体的介质自动流回液体介质储罐3，该装置利用自然能源、垂直轴式风力空压机产生压缩空气。该装置中的控制器8及第一阀门7在压力过高时作用，控制器8接收到压力过高信号后，即关闭第一阀门7，介质绝大部分液化并储存在液体介质储罐3中，加热过程自动停止。

以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。