[发明专利]具有气隙储水箱的真空管自然循环太阳能热系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种自然循环太阳能系统，用于生产卫生热水，设有气隙热水箱并被实现以允许与真空集热管接合。

背景技术

在现有技术水平中，已知有许多与用于生产卫生热水的自然循环太阳能系统相关的应用。具体地，本发明涉及与双回路自然循环太阳能系统相关的应用性变体，其特征是利用直接与热水箱接合的真空管道。在本领域中已知的类似产品可分为三个主要的类别：“直接”系统，具有热交换器的“间接”系统和“热管”间接系统。

在所谓的“直接”系统中提供了一种单一回路(卫生的那个)，管中的水被太阳辐射加热，并再次朝向存储热水箱上升。国际专利申请WO2008002651和中国专利CN21363920属于这一类，并涉及到具有密封水箱、反射面和直接连接到水箱的真空管的太阳能加热器。尽管有一个显著的辐射转换效率，这些产品也有相当大的缺点，包括：管道内沉积的石灰岩；石灰岩形成在垫片上(这通常会导致漏水)；可能形成冰与随之而来的管断裂；在漏水时可能出现泛滥。此外，不同的材科(热水箱的金属和配管的玻璃)之间的许多机械垫片的存在使得难以在高压期间保证密封性，这就是为什么许多这些产品在热水箱中无压运行，即通过降压。这最后一个方面代表了实际使用这些系统中很强的限制，其中，为了避免该问题，通常在热水从热水箱出去的回路上使用推力泵，从而允许热水和冷水流在用户的取出点被正确地混合。

而具有换热器的“间接”系统属于双回路系统，即太阳能系统和用户系统。例如，在日本专利JP2007232227中描述了一种包括储水箱、通过流体再循环的加热收集系统和热交换器的系统。如果一方面这种系统解决了与先前所描述的“直接”系统的缺点有关的很多问题，另一方面它们具有不同的缺点，例如：保证卫生热水的快速和高效的加热的能力下降，尤其是当热水箱中的温度不够高的时候；在主回路中水分层的损耗；交换器(通常是由具有减小的直径的蛇形管来表示)内石灰岩的形成；从太阳能回路泄漏的情况下泛滥的可能性。此外，对于两种类型-“直接”系统，具有换热器的“间接式系统”-无热水箱压力代表着导致使用降低厚度的板材，对点状腐蚀敏感的因素。

最后，在用“热管”技术的系统中，除了真空管，还具有热管(通常是铜)，其中，在相对于环境的影响(in a depression)中，它包含少量的无毒的流体，其在低温下蒸发。在热水箱上有固定的管盖，所述热管的头部被收容在其中，因此由相同的热管传递的热量可以通过传导被转移到管盖，进一步，加热容纳在热水箱中的水。这个解决方案的变型提供了热管冷凝器，直接浸没在热水箱内的水中。这种系统从结构上看是最复杂的，因此，由于使用铜质热管，具有生产成本特别高的主要缺点。也有其他的缺点：存在许多经受高压和高温的元件；由于传导传热和由于在“热”点上形成的石灰岩让效率降低；在热管与水接触的情况下拆卸困难(由于在加热元件头部形成的石灰石)；由相当数量的热量通过热管传递和石灰石的形成导致的液体从各种密封元件泄漏的可能性。

因此，本发明的目的是能够克服所有上述技术缺点的真空管自然循环太阳能热系统，最大限度地提高系统的效率和可靠性，同时限制使用“贵重”的材料如铜和铝，随之显著降低生产成本。

发明内容

本发明的目的是通过结合真空管技术与设置有气隙的、直接或间接连接真空管的储水箱达到前面的目的。

附图说明

本发明的优点将被登记在下面的描述中，参考附图1/2和2/2，其代表本发明的绝对不是限定性的实施例。特别是：

-图1是本发明的真空管直接连接到储水箱的气隙的太阳能系统对象的示例图；

-图2是本发明的真空管间接连接到储水箱的气隙的太阳能系统对象的示例图；

-图3是气隙热水箱的截面图，其示出气隙和真空管之间的连接。

具体实施方式

图1是本发明的太阳能系统对象的绝对不是限制性的示例图，表示同一系统的主要组成部分。在其最简单的实施例中，该系统由一个或多个真空管1和容纳用于卫生用途的水的、设置有气隙4的储水箱3构成，热载体流体2在所述真空管内流动以对流。容纳热载体流体2的真空管1直接连接到气隙4。储水箱3上设置有导管5，连接到所述气隙4，用于填充太阳能回路，通常布置在同一储水箱的头部，并用两个水管6和7分别在其中取出热水和导入冷水。最后，该储水箱3上设置有合适的一层隔热材料8，将其与外界隔离，从而允许长期保持储存的热。