一種全新的循環置換換熱方法，該方法是低溫的自來水分批次間隔進入太陽能熱水器系統，每批次的進水量或批次的間隔時間由系統自動控制，每批次進入系統的自來水總是先流入到一個混合器，在混合器中變成中溫水，中溫水依賴自來水的自身能量來置換集熱器中的熱水，中溫水滯留在集熱器中，等待下一批次的開始。集熱器每次需要加溫的都是從中溫水開始，而不是從低溫的自來水開始加熱。加熱速度更快，換熱效率更高，高速高效換熱使得熱水在連接的管道中的停留時間大幅度縮短。在零功耗狀態下，該方法一方面極大提高分體太陽能熱水器的熱效率，另一方面使得分體太陽能熱水器的集熱器和儲熱水箱之間的相對距離可以延長數十倍。具有良好的社會效益和經濟推廣效益。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及到，屬于太陽能熱利用領域。
技術介紹
太陽能熱水器應用的人越來越多，太陽能熱水器有兩大關鍵部件，分別是集熱器和儲熱水箱，集熱器負責盡可能多的吸收太陽能，盡快加熱集熱器中的介質，儲熱水箱則是盡可能長時間的對熱水進行保溫儲藏。提高太陽能熱水器的熱效率，還必須解決一個關鍵問題，就是換熱，也就是說如何把集熱器中的高溫熱介質盡可能快速地把熱量傳送到儲熱水箱中，同時要防止在熱量傳遞過程中的熱消耗。可以這樣理解沒有高效的換熱，太陽能熱水器的性能就無法有效提聞。總結目前市場中的太陽能熱水器的換熱方法，有這么幾種第一種，自然循環換熱 方法；第二種，強制循環換熱方法；第三種，是本專利人提出的置換換熱方法。自然循環換熱方法依據介質高低溫密度差異進行換熱，在一體真空管太陽能熱水器中有著非常廣泛和成功的應用，是成熟和經濟的換熱方法。強制循環換熱法，在太陽能熱水器工程市場中應用比較多，依據檢測集熱器和儲熱水箱兩者的水溫差，控制循環水路中的水泵運行和停止進行換熱。但是這兩種換熱方法，移植應用在分體太陽能熱水器中就無法高效和經濟了，兩者的連接架構不同，甚至安裝和應用的場所也不同，存在的問題是問題一分體太陽能熱水器采用自然循環換熱方法，受制與集熱器與儲熱水箱之間的兩根細的換熱管道，換熱效率大幅度下降，而且由于集熱器與儲熱水箱之間的水平和垂直距離都非常有限制，帶來安裝和使用方面的困惑；問題二分體太陽能熱水器如果采用強制循環換熱，換熱效率提高了，但成本太高，耗電、噪音的問題又無法解決。對于分體太陽能熱水器本專利人提出采用置換換熱方法，但在某些場合，此換熱方法也存在不盡如人意的地方，有沒有更好的換熱方法，來滿足分體太陽能熱水器的市場需求。
技術實現思路
本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是，，該方法是低溫的自來水分批次間隔進入太陽能熱水器系統，每批次的進水量或批次的間隔時間由系統自動控制，每批次進入系統的自來水總是先流入到一個混合器，在混合器中，流入的低溫自來水和從儲熱水箱的循環出水口流出進入到混合器的熱水進行充分混合，混合后的中溫水在自來水的壓力下，通過管道流入到集熱器中，把在集熱器中已經完成加熱到預定溫度的熱水通過管道送入到儲熱水箱中儲藏，而剛才流入集熱器的中溫水，由于溫度沒有達到預定溫度，自己則被滯留在集熱器中，等待下一批次的進水換熱；這種每次中溫水占據集熱器的過程，就是一個置換過程；在集熱器中的中溫水，通過不斷地吸收太陽能，集熱器內的水溫不斷增加，當集熱器中的中溫水的水溫到達預定溫度的熱水時，系統中的管道水流重新開始流動，低溫的自來水又一批次進入太陽能熱水器系統，開始新的一次與循環熱水混合、置換的過程，如此往復，直到儲熱水箱通過多批次的換熱，儲熱水箱熱水滿為止。其中每批次的換包含三個步驟，第一步，進入系統的低溫自來水與儲熱水箱循環出水口流入的熱水混合，自來水的流入和儲熱水箱循環口的流出兩者是同步進行的，即兩者一起流動一起停止；第二步，溫合后的中溫水依賴自來水的壓力，把集熱器中已經加熱到預定溫度的熱水全部置換到儲熱水箱中，系統中的管道關閉，致使本身的中溫水滯留在集熱器中；第三步，滯留在集熱器中的中溫水，通過集熱器不斷地吸收太陽能來提高水溫，當集熱器中水的溫度達到預定溫度時，系統中的管道重新打開，管道中的水流重新開始流動，進行下一批次的循環置換。其中的太陽能熱水器系統，該系統包括集熱器、儲熱水箱、混合器和溫控裝置，以及各部件之間的連接管道，其中集熱器和儲熱水箱兩大部件是兩個相對獨立的單體，系統的自來水進水口連接到混合器入口上，混合器吸水接口與儲熱水箱的循環出水口相連接，混合器出水口通過管道連接到集熱器入水口，集熱器出水口連接一個溫控裝置，溫控裝置的另一端通過管道連接到儲熱水箱的進水口上。其中的溫控裝置包含水路開關和溫度傳感，兩者可以安裝在一處，也可以分開安裝，但溫度傳感必須安裝在集熱器出水口處，水路開關只要串接在換熱的管路中，水路開關依據溫度傳感來進行開關控制。本段描述的太陽 能熱水器系統是在本專利技術應用中的必須包含最基本的部件和之間的連接，但并不說明應用本專利技術的太陽能熱水器系統只能包括以上的連接和部件，實際中的太陽能熱水器系統在管路中還可以增加部件和對應管路的連接，比如為了控制儲熱水箱水位檢測機構、防凍的呼吸閥、排控閥、電輔助加熱設施、水位水溫表、控制器等。由此可知，這種全新的循環置換換熱方法中，低溫自來水進入系統即不像自然循環換熱方法中的低溫自來水一般單批次一次性把需要加熱的水首先全部流入到儲熱水箱儲藏中，然后通過與集熱器之間的自然循環換熱，逐步加熱儲熱水箱中的水，儲熱水箱中的水溫是一個逐步緩慢上升的過程，儲熱水箱中的水溫一般是不可控的；也不像強制循環換熱方法中的，低溫自來水首先全部一次性把需要加熱的低溫自來水全部流入到儲熱水箱中，然后通過檢測集熱器和儲熱水箱中的水溫差，啟動管路中的電控水泵，把集熱器中已經加溫的水循環進入儲熱水箱，把儲熱水箱中的冷水循環進入到集熱器中加熱，通過多次循環，逐步把儲熱水箱中的水加溫到集熱器與儲熱水箱之間的溫差很小，才停止泵的循環；也不像置換換熱方法中，低溫自來水直接流入集熱器中，在集熱器中加熱到預定溫度，自來水重新流動，新流入的低溫自來水直接把集熱器中的熱水置換進入儲熱水箱中，而低溫的自來水滯留在集熱器中等待加熱到下一次置換的到來。本專利技術的有益效果是，，該方法是低溫的自來水分批次間隔進入太陽能熱水器系統，每批次的進水量或批次的間隔時間由系統自動控制，每批次進入系統的自來水總是先流入到一個混合器，在混合器中變成中溫水，中溫水依賴自來水的自身能量來置換集熱器中的熱水，中溫水滯留在集熱器中，等待下一批次的開始。集熱器每次需要加溫的都是從中溫水開始，而不是從低溫的自來水開始加熱。加熱速度更快，換熱效率更高，高速高效換熱使得熱水在連接的管道中的停留時間大幅度縮短。在零功耗狀態下，該方法一方面極大提高分體太陽能熱水器的熱效率，另一方面使得分體太陽能熱水器的集熱器和儲熱水箱之間的相對距離可以延長數十倍。輕松實現分體太陽能熱水器集熱器安裝在南面，儲熱水箱安裝在房屋的北面。附圖說明下面結合附圖對本專利技術做進一步的說明。圖I是本專利技術的太陽能熱水器系統架構連接示意圖。圖2是自然循環換熱方法的太陽能熱水器系統架構示意圖。圖3是強制循環換熱方法的典型太陽能熱水器系統架構示意圖。圖4是置換換熱方法的典型太陽能熱水器系統架構示意圖。圖中101.儲熱水箱，102.集熱器，103.混合器，104.溫控裝置，105.電控水泵，106.控制器，107.溫度傳感器A，108.溫度傳感器B，200.自來水入口，201.水箱進水口，202.水箱出水口，203.循環出水口，204.集熱器出水口，205.集熱器入水口，208.循環入水口，210.混合器入口，211.混合器出口，212.混合器吸水口。·具體實施例方式圖示說明，為了更加清楚明確描述本專利技術的特征，在圖示中把目前在太陽能熱水器中常用的幾種換熱方法對應太陽能熱水器系統的典型連接架構畫出，由此也更加簡單明了本專利技術的典型特征，以及與目前換熱方法的不同；本圖示只是把關聯換熱的連接，或對應此換熱方法不可缺少的部件在圖中畫出并進行標示。本專利技術不排斥在真正的太陽能熱水器產品中，需要一些本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種全新的循環置換換熱方法，其特征是：該方法是低溫的自來水分批次間隔進入太陽能熱水器系統，每批次的進水量或批次的間隔時間由系統自動控制，每批次進入系統的自來水總是先流入到一個混合器，在混合器中，流入的低溫自來水和從儲熱水箱的循環出水口流出進入到混合器的熱水進行充分混合，混合后的中溫水在自來水的壓力下，通過管道流入到集熱器中，把在集熱器中已經完成加熱到預定溫度的熱水通過管道送入到儲熱水箱中儲藏，而剛才流入集熱器的中溫水，由于溫度沒有達到預定溫度，自己則被滯留在集熱器中，等待下一批次的進水換熱；這種每次中溫水占據集熱器的過程，就是一個置換過程；在集熱器中的中溫水，通過不斷地吸收太陽能，集熱器內的水溫不斷增加，當集熱器中的中溫水的水溫到達預定溫度的熱水時，系統中的管道水流重新開始流動，低溫的自來水又一批次進入太陽能熱水器系統，開始新的一次與循環熱水混合、置換的過程，如此往復，直到儲熱水箱通過多批次的換熱，儲熱水箱熱水滿為止。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐何燎，
申請(專利權)人：徐何燎，
類型：發明
國別省市：
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