[发明专利]一种太阳能热交换系统及其蓄热器

说明书

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，特别涉及一种用于太阳能热交换系统的蓄热器。本发明还涉及一种包括上述蓄热器的太阳能热交换系统。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，太阳能热交换系统越来越广泛地应用于热交换技术的各个领域。

太阳能热利用技术作为一种可再生清洁能源技术因其节能减排的优势而发展迅速，它经常结合集热技术，以高温高效率为特征，它通过聚光器把太阳光聚集起来投射到位于聚光器焦点处的集热器上，集热器把光转换成热，并把热量交换给通过集热器的工质，而产生的高温工质有多种应用，如工业加热、热力发电、化工过程等。在太阳能热交换系统中，由于太阳辐射的不稳定性，由太阳光转换到热水中的能量也随时在变化，并且大多数情况下，用户的热水利用量和使用时间也是不固定的，因此，太阳能热交换系统通常把富余的太阳能储存起来，以提高能量利用率并备不时之需。作为蓄热和储能设备，蓄热器是太阳能热交换系统中必不可少部件。

根据太阳能加热环路和用户环路布置方式的不同，蓄热器主要包括直接混合式和间接传热式。如果把来自太阳能集热器的高温热水直接或间接的与温度较低的用户回水换热，蓄热器中的水温将会趋于中间温度，这就降低了热水的利用品质。因此，为了保证蓄热器中高温水的品质，提高换热系统的稳定性，目前的太阳能热交换系统通常使用间接传热的方式。在间接传热方式中，太阳能加热环路和用户环路能够分别利用不同性质的传热介质，且能避免两种环路的传热介质之间的掺混。一种典型的间接换热式蓄热器包括水箱，水箱的上层与集热器相连通，接收来自集热器的高温水，水箱的下层与用户管路相连通，接收来自用户的低温水；由于高温水的密度小于低温水的密度，这样基于水温不同密度不同，从而利用重力作用而建立起温度分区。由于靠重力作用建立的温度分层，沿高度方向是实现温度差的主要作用区域。

但是，这种温度分层方式对蓄热器的水箱高度具有较大的依赖性，水箱高度越高，温度分层也越明显，冷热水之间越不易掺混。而在水箱高度受限的场合(比如地下室)需要使用卧式水箱，此时沿高度方向上的温度梯度比较小，要实现温度分层就十分困难，对水箱高度的依赖严重限制了该种蓄热器的适用范围。

因此，如何避免蓄热器的蓄热效果对水箱高度的依赖，扩大蓄热器的适用范围，就成为本领域技术人员亟须解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于太阳能热交换系统的蓄热器，其蓄热效果对水箱高度不存在依赖，从而扩大了蓄热器的适用范围。本发明的另一目的是提供一种包括上述蓄热器的太阳能热交换系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于太阳能热交换系统的蓄热器，包括壳体、位于所述壳体内部，且沿介质流动方向设置的高温区和压力小于所述高温区的低温区，所述高温区与太阳能热交换系统的集热器的高温来水管路和用户的高温去水管路相连通，所述低温区与所述集热器的低温去水管路和用户的低温来水管路相连通；还包括位于所述高温区和低温区之间的隔热板，所述隔热板上开设有连通口，所述高温区与所述低温区通过所述连通口连通。

优选地，所述高温区与所述低温区之间设置有中温区，所述高温区与所述中温区之间，以及所述中温区与所述低温区之间分别设置有所述隔热板。

优选地，所述中温区为一个整体温区。

优选地，所述高温区与所述中温区之间的隔热板、以及所述中温区与所述低温区之间的隔热板的数目均为两个。

优选地，所述高温区与所述中温区之间、且靠近所述中温区设置有第二隔热板，所述中温区与所述低温区之间、且靠近所述中温区设置有第三隔热板；开设于所述第二隔热板的第二连通口，位于开设于所述第三隔热板的第三连通口的下方。

优选地，所述第二连通口开设于所述中温区的下部，所述第三连通口开设于所述中温区的上部。

优选地，所述高温区与所述中温区之间、且靠近所述高温区设置有第一隔热板，所述中温区与所述低温区之间、且靠近所述低温区设置有第四隔热板；开设于所述第一隔热板的第一连通口位于所述第二连通口的上方，开设于所述第四隔热板的第四连通口位于所述第三连通口的下方。

优选地，还包括第一导流管和第二导流管；所述第一导流管穿过所述低温区与所述中温区之间的连通口，且所述第一导流管的进流口位于所述低温区的底部，其出流口位于所述中温区的顶部；所述第二导流管穿过所述中温区与所述高温区之间的连通口，且所述第二导流管的进流口位于所述中温区的底部，其出流口位于所述高温区的顶部。

优选地，所述高温区与所述低温区处于同一高度平面内。