专利名称：利用太阳能的供暖供热水用锅炉系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用太阳能的供暖供热水用锅炉系统，更详细地说是涉及能够防止在热介质液流动的配管内部产生空气而停滞的现象，从而使热介质液流畅地流动以便更有效地回收所吸收的太阳能的同时，可以避免为了去除配管内的空气所进行的繁杂的工作并防止由空气热膨胀带来的配管破损，从而使系统的半永久性的使用成为可能；而且，将热介质液吸收的太阳能分离存储为低温部和高温部，并使低温部侧被太阳能持续加热，而使高温部侧利用于供暖供热水，从而使太阳能可以确实有效地利用于供暖供热水的同时，能持续地供给温水；而且，即使在辅助锅炉工作时，对已用太阳能加热到所要求的温度的70％～90％的温水，按照仅将相当于10％～30％的少量能量用辅助锅炉补充的方式只将少量温水集中加热以便迅速补充不足的那部分热源，从而可以防止不必要的锅炉启动和由该启动所引起的加热负荷，进而可使能量浪费最小化的一种利用太阳能的供暖供热水用锅炉系统。
背景技术：
通常，利用太阳能的锅炉系统是以防止由使用石油、煤或天然气等天然燃料所带来的化石燃料的浪费和环境污染为目的，利用几乎是无限能源的太阳能，进行室内的供暖和温水供给，但是，在普及初期，由于回收太阳能的时间仅限于白天，而且阴天或雨天则无法回收太阳能，因此不仅只能间歇地进行太阳能的回收，而且集热密度又很低，从而无法形成大的能量源。由于以上的缺点，它未能广泛使用。但近年来，随着追踪太阳光线并在短时间内能高密度地回收太阳能并可存储该热量的技术的发展，利用太阳能的锅炉系统的普及程度正日益提高。
如上所述的利用太阳能的锅炉系统根据其安装地点和安装方式可分为多种形式，而最具有代表性的是具有以下结构的形式。将表面由黑色的铜板或铜管材质构成的集热器置于具有透明盖的箱子中，并将其设置在如房顶等容易回收太阳能的地方，并使向所述集热器内部将热介质液循环用的配管在储热箱的内部形成热交换器，且从该热交换器延伸至集热器的配管上，设置有用于循环热介质液的循环泵。
作为所述热介质液可使用像水等潜热储热材料，为防止冬天热介质液冻结，也可以使用以50∶50比例混合乙二醇等防冻液和水的混合液。在所述储热箱内部存储着通过与热介质液进行热交换而吸收了太阳能的温水，从而可以将温水供给至如室内的供暖螺旋管或供热水配管等需要供暖供热水的地方。
另外，考虑到在夜间、阴天或雨天等无法使用集热器直接吸收太阳能的期间，或仅由集热器吸收的太阳能无法将供暖或供热水用温水加热至所需要的温度的情况，将用于辅助供暖的锅炉与所述储热箱设置在一起，从而确保储蓄在储热箱的温水维持在一定温度。
但是，如上所述的以往的利用太阳能的锅炉系统，在发生停电、热介质液泄漏或电控系统发生故障等情况下，会在热介质液配管内部产生空气，由此会出现该空气停滞在位于集热器上部侧的配管的内部，从而热介质液很难流畅地传输等问题。由此工作人员不得不完成爬到楼顶开放集热器空气阀等繁杂工作。不仅如此，如果不及时除去空气，则还会出现由流动于配管内部的热介质液的反复的收缩和膨胀，与集热器连接的配管发破裂等严重的问题。
另外，由于由热介质液吸收到的太阳能仅存储在一台储热箱内，因此，无法将存储在储热箱的温水分成低温水和高温水，从而，储热箱仅仅起到在其内部临时存储从集热器吸收的太阳能的一种简单的热能传输循环装置的作用，因此，出现了利用太阳能进行供暖和加热温水的效率都非常低的问题。
特别是在夜间、阴天或雨天等无法使用集热器直接吸收太阳能的期间，或仅用集热器吸收的太阳能无法将供暖或供热水用温水加热至必要的温度时，需要使用辅助锅炉对储热箱里的温水进行加热，而此时辅助锅炉须对一台储热箱中存储的温水整体进行加热，因而会伴随温水的加热带来能源浪费的问题，且不仅如此，使用辅助锅炉将储热箱内部的温水加热至一定温度以上时，即使白天吸收太阳能加热温水，也因无法将已加热至一定温度以上的温水再加热至更高的温度，因此会出现从太阳吸收的低温的热量事实上完全不能用于温水的加热的问题。
发明内容
本发明是为了解决所述以往技术存在的问题而提出的，其目的在于提供如下所述的利用太阳能的供暖供热水用锅炉系统，即本发明的利用太阳能的供暖供热水用锅炉系统是使吸收了太阳能的热介质循环到从集热器延伸至储热箱内部的配管，使其与存储在储热箱的低温水进行热交换，并将经热交换的热介质液循环至热介质箱，从而除去配管内的残留空气，同时，利用循环泵将热介质液推向集热器侧进行再供给，防止热介质液流动的配管内部产生空气而停滞的现象，由此，使热介质液更流畅地流动以便更有效地回收热介质液所吸收的太阳能的同时，可以避免为了去除配管内的空气所进行的繁杂的工作并防止由空气热膨胀带来的配管破损，从而使系统的半永久性的使用成为可能。
另外，本发明的另一个目的在于提供如下所述的利用太阳能的供暖供热水用锅炉系统，即通过供给对流管和换水对流管使所述储热箱与其上侧的温水存储箱相连接，并通过各自对流管中温水的对流作用，使低温水和高温水按温度高低分别存储到储热箱和温水存储箱内，从而在储热箱内部能够持续进行利用太阳能的低温水的加热，而且，在温水存储箱和供给对流管的上部侧只集中适于供暖供热水用的高温水，以便使将吸收于热介质液的太阳能充分有效地利用于温水加热的同时，通过从储热箱到温水存储箱的持续的温水供给，充分确保供暖供热水所需的温水的量。
另外，本发明的又一个目的在于提供如下所述的利用太阳能的供暖供热水用锅炉系统，即将所述供给对流管的上端部分别地连接于辅助锅炉和室内供暖螺旋管而构成供暖系统的同时，为一次性回收存储于所述供给对流管的高温水的热量，将在其内部形成热交换螺旋管并延伸的冷水供给管的上端部分别地连接于供热水存储箱和辅助锅炉，且在该供热水存储箱的内部，设置分别连接于供给对流管和换水对流管以便用高温水的热量对存储在供热水存储箱内的温水进行二次加热的辅助加热设备，由此构成供热水系统。从而，根据供给对流管及供热水存储箱的内部温度条件，能有选择地进行利用太阳能或辅助锅炉的供暖供热水；且即使在启动辅助锅炉的情况下，也可以只对已被太阳能加热的少量的温水进行集中加热，迅速补充不足的那部分热源，从而可以防止不必要的锅炉启动和由该启动所引起的加热负荷，进而可使能量浪费达到最小化。
为完成上述目的，本发明的利用太阳能的供暖供热水用锅炉系统中，从太阳能集热器延伸的热介质液的供给管路在储热箱内部形成热交换器，且从该热交换器延伸到太阳能集热器的热介质液回收管路上设置有循环泵，其特征在于所述热介质液供给管路和回收管路上，分别设置有高温检测传感器和低温检测传感器，且在该回收管路上，与循环泵一同设置有存储热介质液的热介质箱；所述储热箱通过连接于其一侧上部的供给对流管和另一侧下部的换水对流管，分别与温水存储箱的上、下侧连接，该供给对流管的上端部延伸至高于温水存储箱的位置，并分别与室内的供暖螺旋管和辅助锅炉连接；从所述供暖螺线管延伸至供给对流管的供暖回收管上，设置有循环泵和三通电磁阀，且从该三通电磁阀延伸的辅助回收管连接于所述换水对流管的下侧部；所述供给对流管内，由冷水供给管形成热交换螺旋管，并延伸至供给对流管的上部，在其端部侧设置有分别连接于供热水存储箱和所述辅助锅炉的三通电磁阀；在所述供热水存储箱内部，设置有通过热水供给管和温水回收管分别连接于所述供给对流管和换水对流管的上端部的辅助加热机构，且向供热水存储箱的一侧延伸的供热水供给管上，连接设置有从所述辅助锅炉延伸的供热水配管和流速检测开关；在所述供给对流管和供热水存储箱，分别设置有控制相关三通电磁阀工作的温度传感器。
图1是表示锅炉系统整体结构的配管图。
图2是表示锅炉系统供暖循环工作状态的配管图；图3是表示锅炉系统供热水循环工作状态的配管图。
图中1-集热器，1a-供给管路，1b-回收管路、2-高温检测传感器、3-止逆阀、4-热交换器、5-储热箱、6-低水位传感器、7-低温检测传感器、8-热介质箱、9，17-循环泵、10-供给对流管、10a，20a-热交换螺旋管、10b-辅助供暖温度传感器、11-温水存储箱、12-换水对流管、13-温水供给管、14-锅炉开关、15-供暖螺旋管、16-供暖回收管、18，23-三通电磁阀、19-辅助回收管、20-辅助锅炉、21-供暖配管、22-冷水供给管、24-供热水存储箱、24a-流入管、24b-供热水供给管、25-辅助加热设备、25a-高温水供给管、25b-温水回收管、26-供热水温度传感器、27-供热水配管、28-膨胀箱、28a-膨胀管路、28b-溢流管、28c-补充水供给管、29-锅炉给水管、30-流速检测开关。
具体实施例方式
下面，参照着附图，详细说明达到所述目的的本发明。
图1是表示本发明的利用太阳能的供暖供热水用锅炉系统的整体结构的配管图，如该图所示，从太阳能集热器1延伸的热介质液的供给管路1a在储热箱5内部形成热交换器4，且从该热交换器4延伸至太阳能集热器1的热介质液回收管路1b上设置了用于热介质液的存储和循环的热介质箱8和循环泵9，且在所述热介质液供给管路1a和回收管路1b上，分别设置了测定集热器1侧的热介质液的温度和从热交换器4流出的热介质液的温度的高温检测传感器2和低温检测传感器7。
与集热器1连接的所述供给管路1a突出至比集热器1更高的位置后再延伸至下部，其理由是为防止存储在集热器1内部的热介质液坠落到供给管路1a侧，使其上部不存在空间。只将供给管路1a形成为如上的结构，就无需另外设置空气阀；所述传感器8可以起到吸收热介质液的膨胀和收缩且从由热交换器4出来的热介质液中自然地分离并去除空气的同时，补充自然消耗的热介质液的作用，在热介质箱8上端部形成有排出空气用空间，且在其上的盖8a上，形成有空气自动排出管8b。
另外，在该热介质箱8的一侧设置有低水位传感器b，当热介质液被耗尽的情况下由此来检测低水位并用设置于锅炉系统内部的警报装置告知需要补充热介质液的信息。
此外，通过内置有由热介质液流动配管构成的热交换器4的所述储热箱5通过连接于其一侧上部的供给对流管10和另一侧下部的换水对流管12，可以与设置在其上部侧的温水存储箱11进行热交换，而所述供给对流管10的上端部延伸至高于温水存储箱11的位置，并连接设置在温水存储箱11的上部侧，且所述换水对流管12的上端部连接设置在温水存储箱11的下部侧，从而使所吸收的太阳能进行对流式循环从而分离成高温部和低温部。
即，所述供给对流管10将在储热箱5升温的温水向上部移送并使温水的热量集中在高于温水存储箱11的位置的其上端部，从而起着集中保存用于供暖或供热水的高温水的作用；所述换水对流管12将进行热交换后降温的温水移送至储热箱5并进行再加热；从而，通过供给对流管10和换水对流管12，可以在储热箱5和温水存储箱11分别分离存储低温水和高温水，同时，可以将温度最高的高温水集中在供给对流管10的上端部。
在具有上述作用的供给对流管10的上端部，通过温水供给管13和供暖回收管16连接着室内供暖螺旋管15，同时通过供暖配管21连接着辅助锅炉20，而且，从所述供暖螺旋管15延伸至供给对流管10的供暖回收管16上设置了循环泵17和三通电磁阀18，而向所述三通电磁阀18的下部侧延伸有所述辅助回收管19，并与所述换水对流管12下侧部相连。
另外，在所述供给对流管10的一侧上部，设置有根据供给对流管10的内部温度来控制三通电磁阀18的工作的辅助供暖温度传感器10b，从而可以根据从供给对流管10测定的温度值，有选择地进行利用太阳能的供暖和利用锅炉的辅助供暖。
此外，在所述供给对流管10的内部，从图中未示出的冷水供给源延伸的冷水供给管22排列成Z字形状，形成热交换螺线管10a，而且，从所述热交换螺旋管10a延伸至供给对流管10上部的冷水供给管22的前端部上，设置有通过流入管24a与供热水存储箱24相连，且通过供热水配管27设置与所述辅助锅炉20连接的三通电磁阀23。
所述供热水存储箱24起着存储流动于冷水供给管22的冷水经供给对流管10被实施一次加热后的温水的作用，且其内部设置有通过高温水供给管25a与所述供给对流管10的上端部连接且通过所述温水回收管25b与所述换水对流管12的上端部连接的辅助加热设备25，由此可以用存储在供给对流管10上端部的高温水，将存储在供热水存储箱24的温水加热至适合于供热水的温度。
这里的辅助加热设备25可以是利用其他的加热设备(煤气炉或电加热器等)将水加热，而不是从换水对流管12接收温水。
另外，在所述供热水存储箱24的一侧连接设置了用于将温水供给至指定地点的供热水供给管24b；且在所述供热水供给管24b上分别连接没置了在辅助锅炉20内部形成热交换螺线管20a并延伸的供热水配管27以及流速检测开关30；而且，在所述供热水存储箱24的一侧上部，设置有根据供热水存储箱24的内部温度控制三通电磁阀23的工作的供热水温度传感器26，从而可以根据从供热水存储箱24测定的温度值，有选择地进行利用太阳能的供热水和利用锅炉的供热水。
设置在所述供热水供给管24b的流速检测开关30起着以下作用，即，为了温水的使用，开放图中来示出的水龙头或阀门，从而使温水在供热水供给管24b内部流动的情况下，与偏向温水流动方向的电线与接点部接触从而使辅助锅炉20工作；而在关闭水龙头或阀门后没有温水在供热水供给管24b内部流动时，使电线脱离接点部，从而中止辅助锅炉20的工作。
另外，在供热水存储箱24的上部设置有与通常的锅炉系统相同的用于吸收由锅炉系统的供水以及水温上升产生的系统内部的膨胀力的膨胀箱28，而且，所述膨胀箱28在其一侧与从供给对流管10延伸至辅助加热设备25的高温水供给管25a连成一体的膨胀管路28a贯通，且其另一侧延伸着用于向锅炉系统供水的锅炉给水管29，并与所述换水对流管12的下侧部连接。
此外，所述膨胀箱28的两侧分别连接设置了当存储于膨胀箱28的水超过一定水位时能自动往膨胀箱28外部排水的溢流管28b和用于向所述膨胀箱28供给相当于从膨胀箱28蒸发水量水的补充水供给管28c。
用图2和图3，更详细地说明具有所述结构的本发明的作用关系。在关于本发明的作用关系的说明中为了有助于理解，将本发明的锅炉系统分为适用于供暖循环和适用于供热水循环这两种情况进行说明，而实际上，供暖循环和供热水循环是同时进行的，可以同时向室内供暖和供温水。
图2是将本发明锅炉系统适用于供暖循环的状态的配管图。如图所示，当用集热器1吸收太阳能加热热介质液时，通过高温检测传感器2测定的温度值将高于通过低温检测传感器7测定的温度值，从而，由各个传感器2和7发送信号，使循环泵9开始工作，以便吸收了太阳能的热介质液从集热器1通过供给管路1a流入到热交换器4后，再通过具有热介质箱8的回收管路1b被回收至集热器1侧，在该过程中，存储在储热箱5内部的低温水则被流动于热交换器4内部的热介质液加热。
此时，所述热介质箱8的盖8a上，向上形成有自动空气排出管8b，从而，可以随时去除在热交换器4中循环的热介质液中所含的空气。
如上所述，使用循环泵9使热介质液在供给管路1a和热交换器4及热介质箱8和回收管路16中流动时，在热介质液流动过程中产生的空气就能在流入到热介质箱8的过程中自动去除，并从形成于热介质箱8上部的空气排出用的空间排出，不仅如此，在集热器1侧的供给管路1a的位置高于集热器1的情况下，由于所述循环泵9通过将热介质推向集热器1侧的形式进行再供给，因此可以避免在热介质液的供给管路1a和回收管路1b及集热器1内部空间出现滞留有空气的现象。
由此，可使利用循环泵9的热介质液的循环更加顺利，从而能够利用吸收于热介质液的太阳能，更有效地对存储于储热箱5的温水进行加热，从而工作人员无需亲自上到设于座顶的集热器1侧，进行一一去除集热器配管内部的空气的繁杂工作，并可以将因流动于配管内部的热介质液的反复收缩和膨胀而使与集热器1连接的配管破裂等现象防范于未然。
如上所述，通过吸收了太阳能的热介质液流动于热交换器4内部而持续加热储热箱5内部的温水时，因储热箱5的温水的温度将持续上升，从而储热箱5的温水是其上部侧温度高于其下部侧温度，因此，储热箱5上部侧的高温水通过供给对流管10流动至温水存储箱11，以维持存储在温水存储箱11的温度高于储热箱5的温度。
另外，存储在温水存储箱11的温水也同样是其上部侧温度高于下部侧温度，从而温水存储箱11上部侧的高温水集中至供给对流管10上部侧，且其下部侧的温水的一部分则通过换水对流管12再流入至储热箱5下部并加热，直到日落为止持续进行利用太阳能的温水加热和循环，并由此，从储热器箱5到温水存储箱11和供给对流管10上端部，越往上端部依次储存有越高温度的温水，可有效分离为低温水和高温水。
如上所述，通过持续进行利用太阳能的温水加热而当高温检测传感器2测定的温度值和低温检测传感器7测定的温度值近似时，通过从各传感器2、7传送信号而中止循环泵9的工作，并中断热介质液的循环。当在热介质液循环被中断的情况下，高温检测传感器2测定的温度值低于温度检测传感器7测定的温度值时，循环泵9再次工作并进行热介质液的循环。
如上所述，通过热介质液的循环，集中在供给时流管10上端部的高温水在加热至适合供暖的温度的状态下，将设置在室内的锅炉开关14打开(ON)，则与室内供暖螺旋管15连接的循环泵17开始工作，温水通过温水供给管13流到室内供给管15而实现供暖，而且，该用于供暖的温水通过供暖回收管16和三通电磁阀18以及辅助回收管19，流入到换水对流管12。
如上所述，流入到换水对流管12的温水在初期会将大量的热能消耗在室内供暖并以比较低的温度状态流入。此时经换水对流管12流入的温水由对流作用供给至储热箱5并被太阳能再次加热。但是，当通过换水对流管12流入的温水的温度因持续供暖所造成的室内温度的上升而高于存储于储热箱5的温水的温度时，通过换水对流管12流入的温水通过其对流作用不会供给至储热箱5，而供给至温水存储箱11侧，从而能够防止储热箱5内部的温度上升，并可以利用太阳能持续地加热温水。
在利用太阳能持续供暖的过程中，若供给对流管10内部温度降低至无法供热的低温，则辅助供暖温度传感器10b检测这一温度后，使辅助锅炉20和三通电磁阀18工作，从而，切断从供暖回收管16到辅助回收管19的管路，同时，使供暖回收管16的管路直接连接于供给对流管10的上端部，使辅助锅炉20只工作至能补充供暖所不足的那一部分热量，仅将存储在供给对流管10内部的温水加热到供暖所需的温度，从而实现供暖循环。
即，如果供暖所需要的温度是45℃，则在无法吸收太阳能的夜间，即使供给对流管10上端部的温度降低到45℃以下，存储在温水存储箱11的温水温度将保持在40℃左右，且在昼间存储在储热箱5和温水存储箱11的热能毫无流失地通过各对流管10，12的对流作用持续集中至供给对流管10上端部，由此，通过辅助锅炉20供暖时也可将供给对流管10上端部的温度长时间维持在40℃左右，因此只要利用辅助锅炉20将温水加热约5℃左右，就可以持续供给供暖所需的温水。
如上所述，在供暖所需的100％的温度中，在供给对流管10的热量上部总是存储着加热到供暖所需温度的70～90％的温水，因此只将剩余的相当于10～30％温度的热量通过辅助锅炉20来补充即可。即由辅助锅炉20加热的温水的量并不等于存储在储热箱5和温水存储箱11的全部温水水量，而仅仅是供暖所需的最少量，从而可以显著降低由辅助锅炉20进行的温水的加热负荷，并可以防止由辅助锅炉20的过度运转引起的能源浪费。
在进行如上所述的利用辅助锅炉20的供暖的过程中，由于储热箱5的内部温度因其对流作用而处于比较低的状态，因此只要形成能够由集热器1吸收太阳能的条件，就可立即迅速吸收太阳能，可有效利用太阳能进行温水加热，并由此，当温水存储箱11的温度再次上升，存储在供给对流管10上端部的高温水加热到适合供暖的温度时，辅助供暖温度传感器10b就会检测该温度，中止辅助锅炉20的工作，同时通过三通电磁阀18将供暖回收管16和辅助回收管19的管路连通，从而再次实现利用太阳能的供暖。
图3是表示将本发明的锅炉系统适用于供热水循环的状态的配管图。如图所示，通过冷水供给管22供给的冷水经过设置在供给对流管10内部的热交换螺旋管10a过程中，吸收存储在供给对流管10内的高温水的热量进行第一次加热后，该经加热的温水通过三通电磁阀23和流入管24a存储于供热水存储箱24的内部。
如上所述，存储于供热水箱24内部的温水，通过存储在供给对流管10前端部的热水流过其内部的辅助加热设备25，进行第二次加热，加热至供热水所需的温度，如加热的温水通过供热水供给管24b供给至需要温水的地点，而用于对热水的加热之后温度下降的温水从辅助加热设备25通过温水回收管25b，再供给到换水对流管12上部，如供暖循环中所提到的那样，流入到换水对流管12上部的温水通过不同温度的对流现象，选择性地供给至温水存储箱11或储热箱5，进行再加热。
如上所述，供热水存储箱24的温水加热也按照如下方式进行。即，吸收太阳能后被加热的供给对流管10内的高温水，通过热交换螺旋管10a而流过供给对流管10内的冷水进行一次性加热，并提供给供热水存储箱24，从而可以将集中在供给对流管10的太阳能一次性地传到供热水存储箱24，而且，被存储在供给对流管10上端部的高温水流动于辅助加热设备25内部的过程中，二次性加热供热水存储箱24内部的温水，可以将集中在供给对流管10的太阳能二次性传送到存储箱24，而且，在辅助加热设备25中使用于温水加热而降温的温水则通过温水回收管25b和换水对流管12被回收至储热箱5或温水存储箱11中，从而再次构成能进行利用太阳能的实质上的加热的利用太阳能的供热水循环。
如上所述，在利用太阳能进行供热水的过程中，即使温水供给至供热水供给管24b，流速检测开关30设定为ON状态，辅助锅炉20也不会工作，若存储在供热水存储箱24的温水降温至无法进行供热水的程度，则此时没置于供热水存储箱24的供热水温度传感器26检测设定温度值并使三通电磁阀23工作，从而切断从供给对流管10的热交换螺线管10a至流入管24a的管路，与此同时开放通过供热水配管27连接至辅助锅炉20的管路，并由此，供给至冷水供给管22的冷水经过供给对流管10的热交换螺旋管10a，进行一次加热，且经该一次加热的温水通过供热水配管27并经过内置在辅助锅炉20内的热交换螺旋管20a进行二次加热，之后供给至供供热水供给管24b，从而实现利用辅助锅炉20进行的供热水循环。
如上所述，在利用辅助锅炉20进行供热水过程中，只有温水供给至供热水供给管24b而流速检测开关30处于打开(ON)状态时才使辅助锅炉20工作，而通过关闭水龙头或阀门，不向供热水供给管24b供给温水的情况下，使流速检测开关30被设置为关闭(OFF)状态，从而中止辅助锅炉20的动作，而存储在供热水存储箱24的温水的温度再次上升到能够供热水的温度时，供热水温度传感器26会检测温度设定值，并使三通电磁阀23工作，由此开放从供给对流管10的热交换螺旋管10a至流入管24a的管路，再次形成利用太阳能进行的供热水系统。
如上所述，根据本发明的利用太阳能的供暖供热水用锅炉系统中，将热介质液吸收的太阳能分为低温和高温依次存储在储热箱5和温水存储箱11以及供给对流管10，从而使在集热器1被吸收的太阳能可以持续加热存储于储热箱5内部的低温水，并仅将利用太阳能充分加热的高温水有选择地用于供暖供热水，并由此不仅能将吸收的太阳能实际有效地用于温水加热，而且还能将加热温水的加热效率提高至更高的水平，并通过从储热箱5到温水存储箱11的持续的温水供给，可充分确保供暖供热水所需的温水的量。
特别是，只有当存储于供给对流管10和供热水存储箱24内的温水温度降低到无法进行供暖供热水的情况下，才会有选择性地启动辅助锅炉20，而且，利用辅助锅炉加热温水时，由太阳能吸收的热能通过对流上升，经过温水存储箱11持续补充至供给对流管10上部的状态下，辅助锅炉20只需补充供暖所不足的那一部分热量即可，同时，由辅助锅炉20加热的温水的量也不等于存储在储热箱5和温水存储箱11全部温水水量，而仅对供暖供热水所需的最少量水进行集中加热，从而可以将由辅助锅炉20的工作而产生的能量浪费和辅助锅炉20的加热负荷最小化，也能持续供给供暖供热水所需的温水。
如上所述，本发明的利用太阳能的供暖供热水用锅炉系统中，在向热介质箱导入热介质液的过程中，自动去除包含在热介质液里面空气的同时，由循环泵将热介质液推向集热器的形式进行再供给，因而具有可防止热介质液进行循环的配管内部产生空气停滞现象的效果，并由此，能通过热介质液的流畅的循环实现温水的有效加热，同时，能避免将一一去除配管内部空气的繁杂工作并把配管破裂现象防范于未然，使锅炉系统的半永久性使用成为可能。
另外，由于可以将利用热介质液加热的温水分离存储为低温水和高温水，因此，利用集热器吸收的太阳能能持续加热低温水，同时，可以仅将用太阳能充分加热的高温水选择性地使用于供暖供热水，并由此，不仅能够充分有效地将吸收的太阳能利用于温水加热，而且还能防止在夜间和雨天因辅助锅炉工作而产生的太阳能的利用效率的下降，能提高利用太阳能的温水加热效率。
特别是，只有当存储于供给对流管和供热水存储箱的温水温度降低到无法进行供暖供热水的温度时，才选择性地启动辅助锅炉，以此只补充所需能量，而且，利用辅助锅炉集中加热的温水的量也只是供暖供热水所需的最小量，从而可以将由辅助锅炉的工作而产生的能量浪费和辅助锅炉的加热负荷最小化，同时仍可持续供给供暖供热水所需的温水。
权利要求
1.一种利用太阳能的供暖供热水用锅炉系统，从太阳能集热器(1)延伸的热介质液的供给管路(1a)在储热箱(5)内部形成热交换器(4)，从该热交换器(4)延伸到太阳能集热器(1)的热介质液回收管路(1b)上设置有循环泵(9)，其特征在于在所述热介质液供给管路(1a)和回收管路(1b)上分别设置有高温检测传感器(2)和低温检测传感器(7)，在该回收管路(1b)上同时设有存储热介质液的热介质箱(8)和循环泵(9)；所述储热箱(5)通过连接于其一侧上部的供给对流管(10)和另一侧下部的换水对流管(12)，分别与温水存储箱(11)的上、下侧连接，该供给对流管(10)的上端部延伸至高于温水存储箱(11)的位置，分别与室内的供暖螺旋管(15)和辅助锅炉(20)连接；在从所述供暖螺旋管(15)延伸至供给对流管(10)的供暖回收管(16)上设置有循环泵(17)和三通电磁阀(18)，从该三通电磁阀(18)延伸有辅助回收管(19)，并连接于所述换水对流管(12)的下侧部；在所述供给对流管(10)中冷水供给管(22)形成热交换螺旋管(10a)并延伸至供给对流管(10)的上部，且在其端部侧设置有分别连接于供热水存储箱(24)和所述辅助锅炉(20)的三通电磁阀(23)；在所述供热水存储箱(24)内部设置有通过高温水供给管(25a)和温水回收管(25b)分别连接于所述供给对流管(10)和换水对流管(12)的上端部的加热螺线管(25)，且在向供热水存储箱(24)的一侧延伸的供热水供给管(24b)上连接设置有从所述辅助锅炉(20)延伸的供热水配管(27)和流速检测开关(30)，在所述供给对流管(10)和供热水存储箱(24)上设置有分别控制相应三通电磁阀(18)(23)工作的温度传感器(10b)(26)。
2.根据权利要求1所述的利用太阳能的供暖供热水用锅炉系统，其特征在于所述热介质箱(8)上侧的盖(8a)上形成有朝下的空气自动排出管(8b)，使从热交换器(4)循环的热介质液中的空气能够随时排出。
3.根据权利要求1所述的利用太阳能的供暖供热水用锅炉系统，其特征在于所述辅助加热设备(25)是通过另设的电加热器或煤气加热器等直接加热设备构成。
全文摘要
本发明提供一种利用太阳能的供暖供热水用的锅炉系统，其中使吸收了太阳能的热介质液循环到从集热器延伸至储热箱内部的配管，使其与存储在储热箱的低温水进行热交换，同时防止在热介质液流过的配管内部产生空气而停滞的现象，并通过各对流管的温水对流作用，使低温水和高温水按温度高低被分别存储到储热箱和温水存储箱，使热介质液吸收的太阳能可以充分高效地利用于温水的加热，同时，通过将温水从储热箱持续供给至温水存储箱，充分确保供暖供热水所需的温水的量，且与此同时，根据供给对流管及供热水存储箱的内部温度条件，能有选择地执行利用太阳能或辅助锅炉的供暖供热水。
文档编号F24J2/42GK1594990SQ200410087429
公开日2005年3月16日 申请日期2004年5月28日 优先权日2003年5月30日
发明者全奭宁 申请人:全奭宁