太陽能冷、熱水分層水箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種太陽能冷、熱水分層水箱。該分層水箱包括水箱主體和裝配在水箱主體內(nèi)的冷熱水分層器、分段換熱器及設在底部的冷水分布器，所述冷熱水分層器設于水箱主體內(nèi)，將水箱主體內(nèi)腔分割成上下兩個或多個熱交換腔室，分段換熱器分別裝配在各熱交換腔室內(nèi)。本實用新型采用分段式的熱交換方式，不僅換熱效率高，而且由于冷水分布器的作用使水箱內(nèi)冷熱水置換的更充分穩(wěn)定均勻，水箱內(nèi)熱水整體熱利用率高達88%以上。并且分段設置輔助電加熱器，系統(tǒng)更節(jié)能。
【專利說明】太陽能冷、熱水分層水箱
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種太陽能冷、熱水分層水箱。
【背景技術】
[0002]目前用于分體太陽能熱水器的水箱主要有以下兩種結構。一種是水箱為夾層換熱結構，雙層之間為導熱介質(zhì)，水箱的冷、熱介質(zhì)上下接頭與分體太陽能集熱器用管道相連接，水箱為橫置結構。由此引起的水箱里的熱水冷水容易混合，在前面的人洗浴用水之后，水箱內(nèi)頂水新進來的冷水會與水箱內(nèi)原有的熱水自動混合。甚至冷水會在水箱里快速錐進，使水箱里的熱水20?30%不能有效釋放出來，從而降低太陽能熱水器的使用效果。另一種是水箱為夾層換熱豎置結構或單層內(nèi)置盤管換熱器結構。由此引起的水箱里的熱水冷水混合程度較橫置結構有所改善，但是在最初的人用水之后，水箱內(nèi)新補充進來的冷水與水箱內(nèi)原有熱水依然會自動混合。降低太陽能熱水器的使用效果。為改善水箱的混水狀況，天津商業(yè)大學對太陽能儲水箱進行了改進，并申報了實用新型專利，專利申請?zhí)?200920096179.X，名稱為小型太陽能溫度分層水箱。該技術方案是在箱體的上部分別連接有熱水進口水管和熱水出口水管，在箱體的下部連接有進水管，上部連接有出水管，所述箱體內(nèi)通過絕熱隔板分隔成至少兩個分水箱，在每個絕熱隔板上設置有連通上一層分水箱與下一層分水箱的節(jié)流管。本實用新型的分層水箱采用節(jié)流管進行溫度分層，可以進一步減小冷熱水之間的擾動，增強溫度分層，提高分水箱間的溫差。而且，可以根據(jù)用戶出水的位置來確定節(jié)流管的位置，從而保證更好的溫度分層效果。該技術方案雖然在相鄰兩換熱層間具有一定的冷熱水防混作用，但是還存在如下缺陷:1、當水箱在沒有布水結構運行時，在水箱下層空間不會形成均勻的冷水層，進入水箱的冷水形成錐形，冷水通過中心管直接流入水箱上層，不能將本層的熱水大部分通過隔板的節(jié)流管均勻有效的推到上層空間。2、通過中心管進入上層水箱的水在低于上層水的溫度時會形成一個低溫錐進體，由此該水箱通過帶節(jié)流管的隔板結構，設想獲得水箱內(nèi)更多熱水的效果會明顯下降。3、該水箱未加入輔助加熱結構，將限制該水箱的實際應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足提供一種熱效率高的太陽能冷、熱水分層水箱。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:該太陽能冷、熱水分層水箱包括水箱主體和裝配在水箱主體內(nèi)的冷熱水分層器、分段換熱器及設在底部的冷水分布器，所述冷熱水分層器設于水箱主體內(nèi)，將水箱主體內(nèi)腔分割成上下兩個或多個熱交換腔室，分段換熱器分別裝配在各熱交換腔室內(nèi)。
[0005]上述所說水箱為一分體結構，其由水箱主體和上下封頭組成，上下封頭分別裝配在水箱主體的兩端頭，下封頭內(nèi)設有冷水分布器。
[0006]本實用新型取得的技術進步是:1、分層換熱，熱效率高。由冷熱水分層器和分段換熱器將水箱主體內(nèi)的熱交換空間分割成兩段及多段換熱空間，由上部的換熱器輸入熱源，而被加溫的冷水由水箱的底部向上輸入，即由上部換熱器至下部換熱器以熱交換方式對水箱內(nèi)的冷水進行分段式加溫，該種分段式的熱交換方式，使分段換熱器內(nèi)的熱介質(zhì)與水箱內(nèi)冷水間的熱交換更充分穩(wěn)定均勻，熱效率高。2、冷水均布頂水出熱水，箱內(nèi)熱水利用率高。在冷水分布器的作用下，被加熱的冷水以穩(wěn)定均勻的冷水層面與熱交換器自下而上的進行穩(wěn)定均勻充分的熱交換。同時在冷熱水分層器的作用下，對自下而上的冷水層產(chǎn)生流動阻力，該流動阻力有效地控制了冷水和熱水之間的軸向?qū)α饕鸬淖杂苫旌希沟美錈崴玫礁映浞值奶鎿Q，冷熱水層之間的軸向?qū)α髯饔脺p弱，在冷水壓力的作用下將被加熱的熱水穩(wěn)定均勻的頂出，從而使水箱內(nèi)的熱水利用率達到88%以上。3、輸出水溫穩(wěn)定。在冷水分布器和冷熱水分層器的作用下，水箱內(nèi)的熱水被穩(wěn)定均勻向上運動的冷水層托浮上升，并且被加熱的熱水以穩(wěn)定均勻的水溫輸出。同時分段設置輔助電加熱器，系統(tǒng)更節(jié)能。如果太陽能輻射不足且只需要較少的水加熱時，則只開啟上封頭的電熱器將主水箱上部的水加熱。需要較多的水加熱時，開啟上下封頭的兩個電熱器將主水箱內(nèi)全部水加熱，從而達到節(jié)電的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型分層水箱的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面以附圖為實施例對本實用新型進一步的說明。如圖1所示，該太陽能冷、熱水分層水箱它包括水箱主體4和裝配在水箱主體4內(nèi)的冷熱水分層器8及分段換熱器9，所述冷熱水分層器8設于水箱主體4內(nèi)的中部，將水箱主體4內(nèi)腔分割成上下兩熱交換腔室，分段換熱器9分別裝配在上下熱交換腔室內(nèi)。上述所說的水箱為一分體結構，其由水箱主體4和上下封頭3、5組成，上下封頭3、5分別裝配在水箱主體4的兩端頭。所述在下封頭5內(nèi)設有冷水分布器6。為了提高太陽能的利用率，在上下封頭3、5內(nèi)還分別裝配了電熱器
1、2。所述的分段換熱器9由兩組換熱器串接構成，其每組換熱器由多根列管和上下集管組成，列管均布設于上下集管之間。所述冷熱水分層器8由多孔底板和阻尼網(wǎng)構成，所述阻尼網(wǎng)由環(huán)狀壓圈和密封膠圈覆裝在多孔底板上固定。
[0009]本實用新型使用時，將太陽能集熱器熱介質(zhì)出口與分段換熱器9的熱介質(zhì)循環(huán)進口 11連接，太陽能集熱器熱介質(zhì)回流口與分段換熱器9的熱介質(zhì)循環(huán)出口 12連接。被加溫的冷水接入冷水分布器6的輸入口。來自太陽能集熱器熱介質(zhì)在分段換熱器9內(nèi)與外部的冷水進行熱交換，靠密度差循環(huán)，先將冷熱水分層器8上部的水加熱，然后逐步對冷熱水分層器8下部的水加熱。如果太陽能輻射不足時，開啟電熱器1、電熱器2將主水箱全部水加熱，如果只需要較少的水加熱，則只開啟電熱器I將主水箱上部水加熱，從而達到節(jié)電的目的。需要熱水時，開啟熱水閥門，在冷水壓力的作用下，自冷水分布器6進入水箱并形成冷水層，穩(wěn)定的將熱水由熱水出口 7輸出。關閉熱水閥門，在冷熱水分層器8的阻尼作用下，冷熱水分層器上下的冷熱水不發(fā)生自動混合，從而達到節(jié)電和多出熱水的目的。
【權利要求】
1.一種太陽能冷、熱水分層水箱，其特征在于它包括水箱主體和裝配在水箱主體內(nèi)的冷熱水分層器、分段換熱器及設在底部的冷水分布器，所述冷熱水分層器設于水箱主體內(nèi)，將水箱主體內(nèi)腔分割成上下兩個或多個熱交換腔室，分段換熱器分別裝配在各熱交換腔室內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能冷、熱水分層水箱，其特征在于所說水箱為一分體結構，其由水箱主體和上下封頭組成，上下封頭分別裝配在水箱主體的兩端頭。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的太陽能冷、熱水分層水箱，其特征在于所說下封頭內(nèi)設有冷水分布器。
4.根據(jù)權利要求3所述的太陽能冷、熱水分層水箱，其特征在于所說冷熱水分層器由多孔底板和阻尼網(wǎng)構成，所述阻尼網(wǎng)覆裝在多孔底板上。
5.根據(jù)權利要求4所述的太陽能冷、熱水分層水箱，其特征在于所說上下封頭內(nèi)分別設有電熱器。
6.根據(jù)權利要求5所述的太陽能冷、熱水分層水箱，其特征在于所說分段換熱器有兩組或多組換熱器串接構成，所述換熱器由列管和上下集管組成，列管均布設于上下集管之間。
【文檔編號】F24J2/46GK203572079SQ201320791858
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權日:2013年12月4日
【發(fā)明者】邊志敏, 表亞輝, 馮迎九, 張麗娟, 李紅 申請人:河北萊德節(jié)能科技有限公司