一种太阳能热交换装置.pdf

本发明属于太阳能热水器技术领域，具体地讲涉及一种太阳能热交换装置。构成该装置的结构包括设置有出水孔的太阳能储水箱、设置于其中的热交换管和与该储水箱连接的导热介质加热机构，热交换管的进、出水口设置于所述太阳能储水箱的箱壁上；太阳能储水箱由具有导流孔的竖折形隔板分为子水箱和热交换水箱两部分，导热介质加热机构与热交换水箱连通；热交换管固定于所述热交换水箱中；导流孔设置于构成所述竖折形隔板的竖板上。该装置使得太阳能储水箱中的水的热能能够得到储存并实现充分利用。并能够适用于太阳能热水器一体和分体安装；具有实现高效采能、节能安全的特点。

1.  一种太阳能热交换装置，包括设置有出水孔的太阳能储水箱、设置于其中的热交换管和与该储水箱连接的导热介质加热机构，所述热交换管的进、出水口设置于所述太阳能储水箱的箱壁上；其特征在于：所述的太阳能储水箱由具有导流孔的竖折形隔板分为子水箱和热交换水箱两部分，所述的导热介质加热机构与所述热交换水箱连通；所述的热交换管固定于所述热交换水箱中；所述的导流孔设置于构成所述竖折形隔板的竖板上。

2.  根据权利要求1所述的一种太阳能热交换装置，其特征在于：所述的出水孔设置于构成所述子水箱的储水箱箱壁上。

3.  根据权利要求1所述的一种太阳能热交换装置，其特征在于：在所述的热交换水箱中设置有与所述隔板留有对流孔的、将其分隔为上、下交换水箱的横向隔板，所述热交换管的出、进水口由该横向隔板分割，所述的连接热交换管为“U”形结构并对应固定于所述上、下交换水箱中。

4.  根据权利要求3所述的一种太阳能热交换装置，其特征在于：所述的横向隔板呈所述对流孔处高的斜向设置。

5.  根据权利要求3、4所述的一种太阳能热交换装置，其特征在于：所述横向隔板与箱体的连接端设置有微循环孔缝。

6.  根据权利要求3所述的一种太阳能热交换装置，其特征在于：在所述下交换水箱的箱壁上设置有补水孔。

7.  根据权利要求1所述的一种太阳能热交换装置，其特征在于：在所述的导流孔上设置有温控开关机构。

8.  根据权利要求3所述的一种太阳能热交换装置，其特征在于：在所述上交换水箱中设置有第二竖向隔板将其分割为左、右水箱，在所述的右水箱中设置有电加热机构。

9.  根据权利要求1所述的一种太阳能热交换装置，其特征在于：构成所述竖折形隔板的横隔与构成所述储水箱的底板形成腔体，该腔体的高度低于所述下交换水箱的高度，并呈水箱中部处高的斜向设置。

10.  根据权利要求1所述的一种太阳能热交换装置，其特征在于：所述腔体端部设置有与所述的导热介质加热机构连通的热介质进口。

11.   根据权利要求1所述的一种太阳能热交换装置，其特征在于：构成所述的导热介质加热机构由与所述储水箱连通并形成一体结构的太阳能管排构成。

一种太阳能热交换装置
技术领域
本发明属于太阳能热水器技术领域，具体地讲涉及一种太阳能热交换装置。
背景技术
目前，太阳能的利用是通过对水箱中的水由太阳能管加热后进行使用，当水箱中的热水不能够一次使用完的情况下，其所产生的热水的热能会随着昼夜或天气冷暖的变化而大量散失。并且在使用过程中，
不仅因太阳能储水箱的水一般少则一两天、多则十几天才会使用完，使得太阳能白天所加热的水箱中水中的热能，只有很少的部分得到利用，而大部分的热能会因昼夜的来临而通过箱体尤其是通过由太阳能管排构成的导热介质加热机构散失；且周而复始，使得太阳能储水箱中的水存在加热升温、散热降温的忽冷忽热，而且使得水箱中的热水的水质发生极大的变化；而且，
因水箱中的水存在着上部水温高、下部水温低的现象（热水会往涌往高处），在放水时不仅需要将下水管中的冷水放掉，而且还需要将临近出水管的水箱底部的水也要放掉，才能够将水箱上部水温较高的水放出，这样不仅造成水的浪费，更重要的是所集聚的太阳能因不能够得到充分的利用而散失；及其
     当通过太阳能加热的水介质的温度低于水箱中的水介质平均温度时，则水箱中的高低温分层的水介质不再吸收热量，不仅造成使用上的不便，更主要的是限制了对太阳能的利用。
中国专利号200620072491.9的实用新型专利，公开了一种太阳能热交换器，可以使得太阳能水罐中水的热能通过热交换得到了利用；但该热交换器水箱中的水在使用过程中由于高低温分层，同样存在太阳能加热的热能得不到保存以及充分利用的缺陷。
发明内容
 本发明的目的就是提供一种能够使得太阳能储水箱中的水的热能能够得到储存并实现充分利用的太阳能热交换装置。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种太阳能热交换装置，包括设置有出水孔的太阳能储水箱、设置于其中的热交换管和与该储水箱连接的导热介质加热机构，所述热交换管的进、出水口设置于所述太阳能储水箱的箱壁上；所述的太阳能储水箱由具有导流孔的竖折形隔板分为子水箱和热交换水箱两部分，所述的导热介质加热机构与所述热交换水箱连通；所述的热交换管固定于所述热交换水箱中；所述的导流孔设置于构成所述竖折形隔板的竖板上。
构成上述一种太阳能热交换装置其附加技术特征包括：
——所述的出水孔设置于构成所述子水箱的储水箱箱壁上；
——在所述的热交换水箱中设置有与所述隔板留有对流孔的、将其分隔为上、下交换水箱的横向隔板，所述热交换管的出、进水口由该横向隔板分割，所述的连接热交换管为“U”形结构并对应固定于所述上、下交换水箱中；
——所述的横向隔板呈所述对流孔处高的斜向设置；
——所述横向隔板与箱体的连接端设置有微循环孔缝；
——在所述下交换水箱的箱壁上设置有补水孔；
——在所述的导流孔上设置有温控开关机构；
——在所述上交换水箱中设置有第二竖向隔板将其分割为左、右水箱，在所述的右水箱中设置有电加热机构；
——构成所述竖折形隔板的横隔板与构成所述储水箱的底板形成腔体，该腔体的高度低于所述下交换水箱的高度，并呈所述对流孔处高的斜向设置；
——所述腔体端部设置有与所述的导热介质加热机构连通的热介质进口；
 ——构成所述的导热介质加热机构由与所述储水箱连通并形成一体结构的太阳能管排构成。
本发明提供的一种太阳能热交换装置同现有技术相比具有以下优点：其一，由于在构成该装置的储水箱中设置了将其分割为子水箱和热交换水箱的隔板，使其分割为上、下冷热水分区，不仅可以直接利用位于水箱上部高温区的热水，而且还能够使用热交换水箱中的热水实现热交换功能；其二，由于构成的子水箱是一个设置有进水孔相对封闭的水箱，并位于水箱的上部，因此具有对太阳能储能的作用，有利于延长太阳能的利用；其三，由于在构成热交换水箱中设置有将其分割为上下两部分的横隔板，缩小了上交换水箱的容积，有利于电热对该上交换水箱的加热，以满足热交换管出水端部的加热，可以起到节约电能的效果。
附图说明
图1为本发明提供的太阳能热交换装置的结构示意图；
图2为太阳能热交换装置的分体结构示意图；
图3为横向隔板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所提出的太阳能热交换装置的结构及其工作原理做进一步详细说明。
如图1所示为本发明提供的太阳能热交换装置的结构示意图，构成该装置的结构包括底部设置有太阳能热管排9的储水箱1，在该水箱中设置有由横隔板13和开有导流孔10的竖隔板2构成的竖折形隔板，该隔板将该太阳能热水箱分割为其侧壁16上设置有出水孔5的子水箱17和其中固定有U形螺旋形热交换管3的热交换水箱，在该热交换水箱端部的箱体上设置有热交换水管的进、出水口18和19；在热交换水箱中设置有与上述竖隔板2间留有对流孔20的、将其分隔为上、下交换水箱21和22的横向隔板7；其中，与其出、进水口19和18连接的U形热交换管对应固定于上、下交换水箱中，在子水箱和热交换水箱的顶部分别设置有放气孔14和15。
其工作原理为：首先由太阳能热管排9中的热水与储水箱中的水进行导流热交换；在热交换过程中，由于温度较高的水的密度较低会快速上升，使得热交换水箱上部的水温度升高，并且使得子水箱中的水的温度由于热交换而上升，这样即使在太阳能不足的情况下处于水箱中上部的子水箱中的水处于高温状态，从而实现了水箱高、低温区的分割，可以避免热交换水箱下部的温度较低的水的流出；其次由于水箱的分隔，使得子水箱成为了热能储箱，即由于温度较高的水的热能不会因太阳能真空管的放热而放热；使得以及通过水箱中的水的热交换加热已经聚集起的太阳能在使用不完的情况下得到了储存。另外，在热交换水箱中，加热的水通过对流孔的上升，设置的横向隔板使上交换水箱中的水温高于下交换水箱中的水温，并利于热交换管出水端的加热。
在构成上述一种太阳能热交换装置的结构中，
——在热交换水箱中设置的横线隔板该呈对流孔20处高的斜向设置，可减少扰流，利于下热交换水箱上层的沿该横线隔板斜向上升并通过对流孔上上升至上热交换水箱中；该横向隔板与箱体的连接端设置有用于向下交换水箱连通的微循环孔缝14（如图3所示），以利于上、下交换水箱中的水的导热循环；
——在构成储水箱的下交换水箱的箱壁上设置有补水孔4，即用于对储水箱中的水的补充，该补充由较低温的下交换水箱中补入，更利于与太阳能管排的热交换；
   ——在构成竖折形隔板的竖板2的导流孔10上设置有温控开关机构8，当热交换水箱中的水温达到设定的温度时，该温控开关机构8打开导流孔，使得高温水进入具有保温性能的子水箱中，补水孔会进水补充，从而达到了储能和使的该子水箱中的水温保持并可以通过出水孔使用的功能；当热交换水箱中的水温低于设定温度时关闭，下层降温后更利于太阳能装置对热量采集，周而复始；
    ——在上述上交换水箱中设置有第二竖向隔板9将上交换水箱分割为左、右水箱23和24，在右水箱的热交换螺旋管的螺旋筒内设置有电加热机构6；即该第二竖向隔板可以缩减电加热的加热空间，电加热只对热交换管的出水处加热并使其所产生的热量能够与被吸收，可实现对出水精确控温；而电热并不扩散至大的热交换空间中，以免造成对电热能的浪费。
——构成上述竖折形隔板的横隔板13与构成所述储水箱的底板形成腔体11，该腔体的高度低于上述下交换水箱22的高度，并呈水箱中部处高的斜向设置；即由于在热交换过程中，腔体11的高度低于热交换水箱的高度，因此太阳能管排对加热为两个区域的加热为不对等加热，使得腔体中的热交换明显快于热交换箱中的热交换，因此使得该腔体中温度较高的水密度较低会快速上升，热交换水箱上部的水温度上升，而热交换水箱下部温度较低，更利于太阳能的热量采集；
——如图2所示，当构成该装置的导热介质的加热机构9与储水箱1为分体结构时，在构成上述储箱体的腔体11的端部设置有与该导热介质加热机构连通的热介质进口12，在对应的下交换水箱的箱壁上设置有与导热介质加热机构连通的热介质回流口4；当然该热介质回流口由补水孔4代替，而补水孔的补水功能则由上述热介质进口12来代替，或在热介质回流口4的连接管线上设置的三通25实现。
     在本发明所提供的太阳能热水交换装置中，构成竖折形隔板的隔板将太阳能热水箱分成了下部较小的空间（位于子水箱的下热交换水箱部分）的容积很小，使得由太阳能热管的所交换的热水的温度很容易上升，因此其热水会很快进入上热交换水箱以及子水箱中，并得到充分的热能储存和利用。能够实现一年四季及阴天雾霾采热量相差巨大各个功能区进行有效调节，最大化利用太阳能量。