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    重庆时时彩怎么看下期出重复数字: 分体太阳能热水系统换热器.pdf

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    分体 太阳能 热水 系统 换热器
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110284241.X

    申请日:

    2011.09.23

    公开号:

    CN102313391A

    公开日:

    2012.01.11

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):F24J 2/46申请公布日:20120111|||实质审查的生效IPC(主分类):F24J 2/46申请日:20110923|||公开
    IPC分类号: F24J2/46 主分类号: F24J2/46
    申请人: 山东力诺瑞特新能源有限公司
    发明人: 马迎昌; 丰中玉; 马光柏
    地址: 250103 山东省济南市历城区港沟镇经十东路30766号
    优先权:
    专利代理机构: 济南泉城专利商标事务所 37218 代理人: 丁修亭
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110284241.X

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2014.06.11|||2012.03.07|||2012.01.11

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种分体太阳能热水系统换热器,包括:换热器本体;外接管路,匹配连接在所述换热器本体上;以及胆,为一封闭的腔体,且底部与换热器本体内热媒通道相连通。依据本发明的分体太阳能热水系统换热器既具有换热器的功能,也具有膨胀罐的功能。

    权利要求书

    1: 一种分体太阳能热水系统换热器, 其特征在于, 包括 : 换热器本体 ; 外接管路, 匹配连接在所述换热器本体上 ; 以及 胆 (3) , 为一封闭的腔体, 且底部与换热器本体内热媒通道相连通。
    2: 根据权利要求 1 所述的分体太阳能热水系统换热器, 其特征在于, 所述胆的有效容 积为 ; L; 式中, VS——胆的有效容积, VP——所述换热器本体内传热工质的容量, L; E——传热工质的热膨胀系数, 无量纲 ; k——安全系数, 无纲量, 取值 1.3~1.8 ; Pi——胆内初始压力, MPa ; Pf——胆内最大工作压力, MPa。
    3: 根据权利要求 2 所述的分体太阳能热水系统换热器, 其特征在于, 所述安全系数取 1.5。
    4: 根据权利要求 1 至 3 任一所述的分体太阳能热水系统换热器, 其特征在于, 所述胆为 一中空的壳体, 表面有防腐层。
    5: 根据权利要求 4 所述的分体太阳能热水系统换热器, 其特征在于, 所述防腐层为搪 瓷层, 使该相应胆成为搪瓷胆。
    6: 根据权利要求 1 至 3 任一所述的分体太阳能热水系统换热器, 其特征在于, 所述胆配 有压力安全装置。
    7: 根据权利要求 6 所述的分体太阳能热水系统换热器, 其特征在于, 所述压力安全装 置包括一竖直探入所述换热器本体的安全管 (2) , 在该安全管上设有一安全阀。
    8: 根据权利要求 7 所述的分体太阳能热水系统换热器, 其特征在于, 所述安全管的下 端口与胆底部的距离 : 胆内部高度 =1 : 12~1 : 14。
    9: 根据权利要求 1 所述的分体太阳能热水系统换热器, 其特征在于, 所述换热器本体 为盘管体, 且盘管体的盘绕轴线为竖直线。
    10: 根据权利要求 1 或 9 所述的分体太阳能热水系统换热器, 其特征在于, 所述胆位于 换热器本体的上方, 通过一段管路与所述换热器本体上部连通。

    说明书


    分体太阳能热水系统换热器

        【技术领域】
         本发明涉及一种分体太阳能热水系统换热器, 用于非承压式分体太阳能热水系统中。 背景技术 换热器是工业化生产过程中, 尤其是给配热、 暖通、 化工工程上常用的热交换设 备, 种类繁多用途广泛。 在国内太阳能热水器中应用的换热器方式仅有几种方式, 主要是 夹套式、 盘管式、 小胆式、 翅片式等几种结构形式, 其中的热交换过程都是一些典型的热传 导过程。所实现的功能也仅现为换热一种方式而没有其他的功能, 换热器的附加功能的开 发在整个太阳能系统飞跃式发展中具有决定性的意义, 对太阳能热水器和热泵热水器等新 能源热水器, 具有很大的推动作用。
         目前在太阳能热水器使用的换热器有说明书附图 1 所示的夹套式换热器、 附图 2 所示的翅片式换热器、 附图 3 所示的盘管式换热器, 这三种换热器是目前太阳能热水器最 为常见三种换热器。目前在太阳能热水器行业应用的换热器相对简单。功能单一, 在国标 GB 151-1999《管壳式换热器》 已有明确描述, 对换热器材料、 厚度、 设计温度、 耐压、 密封方 式、 换热面积、 连接方式等等都有了详细的要求, 这也是换热器形式鲜有新形式出现的主要 原因。
         现有换热器的典型缺点之一如前所述是其功能仅仅是换热一个功能。 另外因换热 器内充填有换热介质, 具有一般物质热胀冷缩的属性, 换热过程中的介质膨胀现象, 尤其是 因介质相变而产生的较大的膨胀, 致使换热器内会产生很大压力。为了安全的在太阳能系 统中使用换热器通常必须配套相应的膨胀罐来缓冲换热系统因系统内换热介质热胀冷缩 而对换热系统的负面影响。膨胀罐的使用完全解决了这一问题, 不过膨胀罐是一个封闭的 带有橡胶内胆的罐体, 通常设置在换热系统的管路上, 直接受到工质的热影响, 橡胶内胆容 易失效, 维护费用较高。
         2002 年国内太阳能热水器行业引进了国外先进的分体双循环热水系统, 到目前日 趋完善, 普及率越来越高, 但分体双循环热水系统也必须有换热器, 同时也要配套膨胀罐。 品质有保证的公司所使用的膨胀罐一直执行欧盟的德国标准 DIN EN 13831-2007《水中装 置用安装在隔膜内的封闭式膨胀罐》 , 高标准的执行也为分体双循环热水系统推广带来很 大困难。
         发明内容
         因此本发明的目的在于提供一种新结构形式的用于分体太阳能热水系统的换热 器, 使其既具有换热器的功能, 也具有膨胀罐的功能。
         本发明采用以下技术方案 : 该发明分体太阳能热水系统换热器, 包括 : 换热器本体 ;外接管路, 匹配连接在所述换热器本体上 ; 以及 胆, 为一封闭的腔体, 且底部与换热器本体内热媒通道相连通。
         依据本发明的用于分体太阳能热水系统的换热器, 换热器本体主要用于热交换, 而胆则具有膨胀罐的功能。 进一步地, 该换热器用于非承压式太阳能热水系统, 所述胆所承 压不大, 类同于膨胀罐的承压能力, 也跟膨胀罐一样不参与循环。 区别在于所述胆与换热器 本体直接连成一体构成一种新型的换热器, 置于水箱内部, 水箱外附件减少。不仅如此, 这 里的胆与膨胀罐的工作机理有区别, 首先, 膨胀罐通过橡胶隔膜进行压力缓冲, 胆主要通过 对胆内气体的压缩实现压力的缓冲, 当然, 一定程度上也可以使用膨胀罐, 但工作机理也与 已知的膨胀罐工作机理不同 ; 本方案也没有排除膨胀罐作为胆来使用, 只是膨胀罐不仅不 是最佳的选择, 而且还是相对较差的选择, 较佳的选择是胆内中空, 通过气体可压缩比大的 特点进行压力缓冲, 不仅成本低, 而且可维护性能好, 尤其是容易做防腐处理。并且当工质 发生相变时, 若使用膨胀罐做胆其作用就极其有限了。
         此外, 由于胆作为换热器的一部分而在使用状态下位于水箱内部, 胆的热量散逸 直接为水所吸收, 热利用率高, 且发生相变的工质 (太阳能热水器中所使用的工质, 也就是 热媒的沸点都高于水的沸点) 重新变为液态, 系统压力随之降低。显然, 设置在水箱外部的 膨胀罐会对换热系统的热利用带来不利影响。
         上述分体太阳能热水系统换热器, 所述胆的有效容积为;L; 式中, VS——胆的有效容积, VP——所述换热器本体内传热工质的容量, L; E——传热工质的热膨胀系数, 无量纲 ; k——安全系数, 无纲量, 取值 1.3~1.8 ; Pi——胆内初始压力, MPa ; Pf——胆内最大工作压力, MPa。
         上述分体太阳能热水系统换热器, 所述安全系数取 1.5。
         上述分体太阳能热水系统换热器, 所述胆为一中空的壳体, 表面有防腐层。
         上述分体太阳能热水系统换热器, 所述防腐层为搪瓷层, 使该相应胆成为搪瓷胆。
         上述分体太阳能热水系统换热器, 所述胆配有压力安全装置。
         上述分体太阳能热水系统换热器, 所述压力安全装置包括一竖直探入所述换热器 本体的安全管, 在该安全管上设有一安全阀。
         上述分体太阳能热水系统换热器, 所述安全管的下端口与胆底部的距离 : 胆内部 高度 =1 : 12~1 : 14。
         上述分体太阳能热水系统换热器, 所述换热器本体为盘管体, 且盘管体的盘绕轴 线为竖直线。
         上述分体太阳能热水系统换热器, 所述胆位于换热器本体的上方, 通过一段管路 与所述换热器本体上部连通。 附图说明
         下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步的说明, 其中 :图 1-a 为公知的夹套式换热器 ; 图 1-b 为公知的翅片式换热器 ; 图 1-c 为公知的盘管换热器 ; 图 2 为依据本发明的一种分体太阳能热水系统换热器。
         图中 : 1、 出液口, 2、 安全管, 3、 胆, 4、 进液口, 5、 盘管体。 具体实施方式
         参照说明书附图 2, 其示出了一种分体太阳能热水系统换热器, 其基本结构包括 : 换热器本体 ; 外接管路, 匹配连接在所述换热器本体上 ; 以及 胆 3, 为一封闭的腔体, 且底部与换热器本体内热媒通道相连通。
         关于换热器本体, 可以选择如附图 1 所示的三种传统换热器结构的本体部分, 如 附图 -a 所示的夹套式换热器, 胆可以安装于其上侧, 胆底部通过一个短管接入热媒通道。 从回流角度看, 但应当安装在换热器本体的上侧, 但也可以通过回形管路安装在换热器的 一侧, 最佳的结构是安装在如附图 2 所示的换热器本体的上侧。
         外接管路并没有特别之处, 匹配所选型换热器本体设置即可。
         关于所述胆, 可以参考但不能完全依赖于膨胀罐的选择, 两者毕竟是两种不同的 结构, 如果不愿意重新设计, 可以作为一种较差的选择来使用, 基于本方案较佳的选择是胆 的有效容积为 ;L; 式中, VS——胆的有效容积, VP——所述换热器本体内传热工质的容量, L; E——传热工质的热膨胀系数, 无量纲, 例如考虑到最大温差时水可取 0.045, 乙二醇溶 液可取 0.07 ; k——安全系数, 无纲量, 取值 1.3~1.8 ; 有效容积为参考值, 在一定范围内性能基本相 似, 可以通过调整安全系数来选取, 或者在一定安全系数条件下, 标定一个范围 ; 安全系数 最佳的选择是 1.5, 当然, 如果根据安全系数调整有效容积, 也可能与实际的安全系数重叠, 但一般这种调整都会很谨慎, 同时考虑到通用性和互换性, 所作的这种调整一般较小, 据此 都会落入上述安全系数的范围之内 ; Pi——胆内初始压力, MPa ; Pf——胆内最大工作压力, MPa。
         胆内初始压力比较容易获得, 胆内最大压力可以根据实验进行标定, 或者根据设 定的承压能力进行标定。
         进一步地, 关于胆的选择, 简而言之, 一个腔体, 如前所述, 可以直接挪用膨胀罐, 当然, 膨胀罐一般有一个橡胶内胆, 一个内壳、 一个外壳和封装在内壳与外壳之间的保温 材料, 结构比较复杂, 本方案也不倾向于使用膨胀罐, 在较佳的选择范围内是应当排除的选 择。最佳的选择是所述胆直接采用一中空的壳体, 表面有防腐层。没有橡胶内胆, 其维护量 大大减少, 也符合设置于水箱内的基本要求, 尽可能的减少维修保养量。 中空壳体便于做防 腐, 当然, 可以本身可以用非金属材料, 比如钢化玻璃、 塑料等材质, 就不再需要防腐处理。作为进一步的选择, 所述防腐层为搪瓷层, 使该相应胆成为搪瓷胆, 使用效果较佳。 由于依据本发明的换热器用于非承压式热水系统中, 热水系统承压能力有限, 虽 然在配备了胆的情况下, 过压的可能性极小, 但一旦过压必然会造成热媒循环系统的损坏, 因此, 即便是概率很小的情形也需要考虑, 对此, 所述胆配有压力安全装置, 以在热媒循环 系统过压时进行卸压。这在既有的非承压式热水系统中是不存在的。
         那么成本较低, 且使用安全性比较好的选择是所述压力安全装置包括一竖直探入 所述换热器本体的安全管 2, 在该安全管上设有一安全阀, 设定也非常方便。大多数情况下 安全阀不会启动, 因此, 热媒通常也不会在此处出现损耗, 胆的有效容积基本上不会改变。
         进一步地, 所述安全管的下端口与胆底部的距离 : 胆内部高度 =1 : 12~1 : 14。
         较佳地, 所述换热器本体为盘管体, 有效换热面积大, 且盘管体的盘绕轴线为竖直 线, 方便胆的位置设置, 整体结构比较紧凑。
        

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