太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统及方法。该系统包括太阳能吸热装置、燃油或气燃烧器、燃烧室、水热交换装置及储水容器、水集热循环通道、气集热循环通道以及控制所述水集热循环通道和气集热循环通道接入所述太阳能吸热装置的切换开关。在大多数时间时，选择水集热循环通道工作，从而可以直接对水进行加热，避免了热能的损失；而在霜冻季节时，切换开关切换到气集热循环通道工作，以空气为工质，从而避免了水工质因霜冻结冰损坏管道的影响，使得整个系统保持正常工作，避免形成休眠期的影响，本发明专利技术具有充分利用太阳能的能量、效率高、并不受霜冻期影响的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热交换装置，尤其是一种既可利用太阳能的热能，又可利用燃烧器作为热源的太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统和方法。
技术介绍
现有的热交换装置，从使用场合分，一般分为家用热交换装置，如淋浴器，或为浴室用热交换装置，如工厂或浴室所使用的蒸汽锅炉。从所使用的热能源来分，一般分为太阳能热水装置或燃油、燃气或燃煤热水装置。目前的太阳能热水装置，一般包括太阳能真空吸热管和与其相通的储水箱，太阳能将真空吸热管的水加热后，储存在储水箱内备用，这种太阳能热交换装置，由于其储水量有限，现大多用于家庭使用；而以燃油、燃气或燃煤为能源的热水装置，由于其造价贵、体积大，一般都只在用水量较大的场合，如工厂、浴室使用。为了达到既能利用太阳能，又适合于用水量较大的场合使用的热交换装置，人们专利技术了太阳能与燃油、燃气联合使用的热交换装置，这种热交换装置一般包括太阳能集热板、热水交换器及燃油、燃气加热器，在所述热水交换器内分别有各自独立的与太阳能集热板和燃油、燃气加热器相接的加热管道。这种热水交换器其实质上还是两台独立的加热系统，故其结构比较复杂，成本也相对较高。为此，本专利技术人在2006年7月11日申请了中国技术专利200620016952.3号，提出了一种太阳能与燃油、气热能交替应用的水热交换装置。其采用了水热交换装置和燃烧室装在储水容器内，在燃烧室之上有一与其相通的隔水箱，燃烧器装在隔水箱内，水热交换装置串接在太阳能吸热装置和燃烧室之间的结构，这样，太阳能吸热装置与燃油、气燃烧器共用一个水热交换装置，并可交替使用，其具有结构简单，成本低廉的优点。进一步的，本发-->明人还在2007年12月25日申请了中国专利技术专利200710300868.3号，对上述装置作了进一步的改进，通过太阳能余热吸收装置对太阳能吸热装置的热气流进行余热回收，提高效率。然而，上述两种结构的水热交换装置和系统还存在以下的缺点：1、太阳能无法直接加热水，需要使用热气流进行热交换，换热效率低，而直接使用水作为换热工质时，在霜冻期则容易造成管道的爆裂等，而无法使用，使得系统进入休眠期，影响了系统的使用；2、储水容器的热水通过管道引出被使用后，是直接排放到排污管道，废热水的热能也随之被排出，热能被浪费掉，不环保、浪费资源；3、以空气集热的平板式太阳能吸热装置的热能利用率低，无法充分的利用太阳能的热能，效率低。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是克服上述缺点，提供一种能够利用太阳能吸热装置直接对水进行加热、并能够避免霜冻影响的、高效的太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统和方法。本专利技术进一步解决的技术问题是提供一种有效的回收使用后的废热水的热能的太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统和方法。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：一种太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统，包括太阳能吸热装置、燃油或气燃烧器、燃烧室、水热交换装置及储水容器；所述水热交换装置和所述燃烧室装在所述储水容器内，并且在所述燃烧室之上设有与其相通的隔水箱，所述燃烧器装在所述隔水箱内，所述水热交换装置串接在所述太阳能吸热装置和所述燃烧室之间，该系统还包括水集热循环通道、气集热循环通道以及控制所述水集热循环通道和气集热循环通道接入所述太阳能吸热装置的切换开关。在本专利技术的太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统中，所述太阳能吸热装置包括槽式聚热曲面、以及安装在所述槽式聚热曲面的焦线的集热管组件；所述集热管组件包括集热工质进口和集热工质出口；所述切换开关包括设置在所述集热工质进口处的进口选择开关、以及设置-->在所述集热工质出口处的出口选择开关；所述水集热循环通道包括分别在所述储水容器上部和下部设置的进水口和出水口、连接在所述进口选择开关和出水口之间的进水管道、以及连接在所述出口选择开关和进水口之间的出水管道；所述气集热循环通道包括供给经所述太阳能吸热装置加热的热气至所述水热交换装置的出气口、接入来自所述出气口经过所述水热交换装置换热排出的热气的进气口、连接在所述进口选择开关和进气口之间的进气管道、以及连接在所述出口选择开关和出气口之间的出气管道；所述进口选择开关和出口选择开关同时切换接入所述水集热循环通道或气集热循环通道至所述集热管组件。在本专利技术的太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统中，所述进水管道包括自然循环进水管道和/或强制循环进水管道；所述自然循环进水管道上设有自然循环进水阀门；所述强制循环进水管道上设有强制循环进水阀门以及强制循环进水泵；所述出水口包括开设在所述储水容器上部侧壁的自然循环出水口和/或开设在所述储水容器顶部的强制循环出水口；所述出水管道包括与所述自然循环出水口连接的自然循环出水管道和/或与所述强制循环出水口连接的强制循环出水管道；所述自然循环出水管道上设有自然循环出水阀门，所述强制循环出水管道上设有强制循环出水阀门。在本专利技术的太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统中，所述进气管道上设有进气泵以及进气阀门；所述出气管道上设有出气阀门、隔热器、以及太阳能余热排气管。在本专利技术的太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统中，所述系统还包括设置在所述储水容器的进水段、吸收用水后废热的废热回收装置。在本专利技术的太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统中，所述废热回收装置包括导热外壳、设置在所述导热外壳内的迷宫流道、以及与所述迷宫流道相接的自来水进水口和自来水出水口。在本专利技术的太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统中，所述太阳-->能吸热装置为金属材料制造的太阳能平板集热器。本专利技术还提供一种太阳能、油气同步或交替及余热应用的方法，包括太阳能、油气同步应用步骤以及太阳能、油气交替应用步骤；在所述太阳能、油气同步应用步骤中：启动燃油或气燃烧器；通过切换开关关闭气集热循环通道，打开水集热循环通道；并且打开排烟气管阀门、开启排烟引风机，起动燃烧器工作，并将所述燃油或气燃烧器燃烧的废气过滤后排出；在所述太阳能、油气交替应用步骤中：启动燃油或气燃烧器工作时，同时关闭气集热循环通道和水集热循环通道，此时开放太阳能吸热装置的太阳能余热排气管；当所述太阳能吸热装置工作时，关闭所述燃油或气燃烧器与所述水热交换装置的连通通道；通过切换开关选择气集热循环通道或水集热循环通道工作；并关闭排烟气管阀门、太阳能余热排气管、排烟引风机和燃烧器。在本专利技术的太阳能、油气同步或交替及余热应用的方法中，在关闭所述气集热循环通道和水集热循环通道时，打开所述太阳能吸热装置的备用排气管的备用阀门，开启备用排气管。在本专利技术的太阳能、油气同步或交替及余热应用的方法中，该方法还包括废热回收步骤：将废热回收装置设置在储水容器的用水设备的排水位置处，通过导热外壳吸收废热水热能，并将热能传递到导热外壳内的自来水，进行废热回收。本专利技术提供水集热循环通道和气集热循环通道，可以通过切换开关来选择其一工作；在一年的大多数时间中，选择水集热循环通道工作，从而可以直接对水进行加热，避免了热能的损失；而在霜冻季节时，切换开关切换到气集热循环通道工作，以空气为工质，从而避免了水工质因霜冻结冰损坏管道的影响，使得整个系统保持正常工作，避免形成休眠期对太阳能吸热运作的影响，本专利技术具有充分利用太阳能的能量、效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1、一种太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统，包括太阳能吸热装置、燃油或气燃烧器、燃烧室、水热交换装置及储水容器；所述水热交换装置和所述燃烧室装在所述储水容器内，并且在所述燃烧室之上设有与其相通的隔水箱，所述燃烧器装在所述隔水箱内，所述水热交换装置串接在所述太阳能吸热装置和所述燃烧室之间，其特征在于：该系统还包括水集热循环通道、气集热循环通道以及控制所述水集热循环通道和气集热循环通道接入所述太阳能吸热装置的切换开关。

【技术特征摘要】
1、一种太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统，包括太阳能吸热装置、燃油或气燃烧器、燃烧室、水热交换装置及储水容器；所述水热交换装置和所述燃烧室装在所述储水容器内，并且在所述燃烧室之上设有与其相通的隔水箱，所述燃烧器装在所述隔水箱内，所述水热交换装置串接在所述太阳能吸热装置和所述燃烧室之间，其特征在于：该系统还包括水集热循环通道、气集热循环通道以及控制所述水集热循环通道和气集热循环通道接入所述太阳能吸热装置的切换开关。2、根据权利要求1所述的太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统，其特征在于：所述太阳能吸热装置包括槽式聚热曲面、以及安装在所述槽式聚热曲面的焦线的集热管组件；所述集热管组件包括集热工质进口和集热工质出口；所述切换开关包括设置在所述集热工质进口处的进口选择开关、以及设置在所述集热工质出口处的出口选择开关；所述水集热循环通道包括分别在所述储水容器上部和下部设置的进水口和出水口、连接在所述进口选择开关和出水口之间的进水管道、以及连接在所述出口选择开关和进水口之间的出水管道；所述气集热循环通道包括供给经所述太阳能吸热装置加热的热气至所述水热交换装置的出气口、接入来自所述出气口经过所述水热交换装置换热排出的热气的进气口、连接在所述进口选择开关和进气口之间的进气管道、以及连接在所述出口选择开关和出气口之间的出气管道；所述进口选择开关和出口选择开关同时切换接入所述水集热循环通道或气集热循环通道至所述集热管组件。3、根据权利要求2所述的太阳能、油气同步或交替及余热应用的热水系统，其特征在于：所述进水管道包括自然循环进水管道和/或强制循环进水管道；所述自然循环进水管道上设有自然循环进水阀门；所述强制循环进水管道上设有强制循环进水阀门以及强制循环进水泵；-->所述出水口包括开设在所述储水容器上部侧壁的自然循环出水口和/或开设在所述储水容器顶部的强制循环出水口；所述出水管道包括与所述自然循环出水口连接的自然循环出水管道和/或与所述强制循环出水口连接的强制循环出水管道；所述自然循环出水管道上设有自然循环出水阀门，所述强制循环出水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明强，
申请(专利权)人：李明强，
类型：发明
国别省市：广西;45