CN204730499U - 一种太阳能热水器水箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种太阳能热水器水箱，包括外壳、安装在该外壳内的内胆、填充在前述两者之间的保温层以及安装在外壳上并伸入内胆内的电加热器，在内胆内设置了一块截面为L型的隔板，该隔板将内胆内的空间分隔成主要沿上下方向排布的第一腔体和第二腔体，该隔板的周向边缘的大部分与内胆的内壁密封连接，剩余部分与内胆的内壁断开设置，由此在内胆的内壁与隔板之间形成了连通前述两腔体的间隙，在内胆上形成位于隔板的下方的进水口和置于隔板的上方的出水口，电加热器置于隔板的第一腔体内。通过设置隔板能够使电加热器只对内胆上部的冷水而非全部冷水进行加热，避免造成能源浪费。

Description

一种太阳能热水器水箱

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能热水器水箱。

背景技术

太阳能热水器水箱通常包括外壳、置于该外壳内的内胆以及填充在外壳与内胆之间的保温层。在水箱的底部通常设有多个由双层玻璃管构成的真空集热管，这多个集热管由外侧依次贯穿外壳、保温层和内胆并其上端伸入内胆中。在内胆上通常还设有与自来水管路连通以向内胆内供给冷水的进水口和用于将内胆内被加热后的热水排出的出水口。太阳能热水器工作时，太阳能透过集热管加热集热管中的水或工质，集热管中的水或工质受热向上流动并与内胆下部的水进行对流，如此循环实现对内胆内的水进行加热。另外，在太阳能热水器水箱上还设有伸入内胆内部的电加热器，该电加热器用于在阴雨天加热内胆内的冷水以满足用户的使用需求。

现有太阳能热水器的卧式水箱在安装电加热器时主要采用两种方式，一种是电加热器对整个水箱内胆内的水加热，采用这种方式，由于电加热器对整个水箱内胆的水加热，若用水量不大时，容易造成能源浪费；另一种是通过具有孔或者间隙的隔板将水箱内胆纵向分隔开，只对水箱内胆中的部分水加热，采用这种方式，容易造成隔板两侧的冷热水通过其上的孔或者间隙发生对流，或者通过隔板传热到另一侧后使另一侧的水产生对流，从而加热了另一侧的水，导致部分能源的浪费。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于，提供一种能够确保仅对部分冷水进行加热并不与另一部分冷水发生对流或传热从而节约能源的太阳能热水器水箱。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种太阳能热水器水箱，包括外壳、安装在该外壳内的内胆、填充在前述两者之间的保温层以及安装在所述外壳上并伸入所述内胆内的电加热器，在所述内胆内设置了一块截面为L型的隔板，该隔板将所述内胆内的空间分隔成主要沿上下方向排布的第一腔体和第二腔体。所述第一腔体包括横隔板的上部和竖隔板的右侧空间，所述第二腔体包括横隔板的下部与竖隔板的左侧形成的空间，竖隔板的右侧空间远小于竖隔板的左侧空间。该隔板的周向边缘的大部分与所述内胆的内壁密封连接，剩余部分与所述内胆的内壁断开设置。由此在所述内胆的内壁与所述隔板之间形成了连通前述两腔体的间隙。在所述内胆上设置有与所述第二腔体连通的进水口和与所述第一腔体连通的出水口，所述进水口位于所述第二腔体内并靠近所述内胆的底部，所述出水口位于所述隔板的上方并靠近所述内胆的顶部。所述电加热器置于所述隔板的远离间隙的一端的第一腔体内，并靠近所述隔板设置。

采用上述结构，通过所述隔板将所述内胆内的空间分隔成第一腔体和第二腔体，并所述电加热器和出水口位于所述隔板的第一腔体内。所述进水口位于所述隔板的下方。冷水经由位于所述隔板下方的进水口进入所述内胆内并由下向上逐渐注入，电加热器加热内胆内的冷水时，主要集中加热位于隔板上方的冷水，这部分冷水受热后上升（热水的密度小于冷水的密度），主要集中在隔板上方的第一腔体内，通过所述隔板能够阻挡位于隔板上方的热水与位于隔板下方的冷水对流，在隔板的间隙处由于热水的密度小于冷水的密度，隔板上部的热水不会与隔板下部的冷水产生对流。又由于水的导热系数很小，只有0.54 W/m.K，能够有效地隔离上下腔体内的热水的传热，即使隔板能够将热量传热到隔板下方水的上表面，由于上热下冷不能产生对流，因此隔板下方的水始终是冷水，使电加热的热量传不到隔板的下方，从而有利于节约能源。可见，通过设置所述隔板能够使电加热器仅对内胆上部的冷水而非全部内胆的冷水进行加热，避免造成能源浪费。

利用太阳能加热内胆内的水时，加热后的冷水由内胆下方通过间隙向上方流动，由于在内胆内设有起阻挡作用的隔板，加热后的冷水不能直接上升到内胆的顶部，而是沿着隔板流向间隙，再到内胆的顶部，使冷热水之间的对流路径大大变长，有利于提高冷热水的混水效果，使水箱上下部分水的温差大大变小，能有效地避免太阳能水箱水温上下分层的情况发生。

优选的，所述电加热器置于所述横隔板的上方，并靠近所述横隔板设置，所述电加热器与横隔板平行。所述内胆的底部第二腔体内还设置有循环出水口和循环进水口。

采用上述结构，由于所述电加热器置于所述横隔板的上方，并靠近所述横隔板设置，所述电加热器与横隔板平行。电加热器加热内胆内的冷水时，只加热位于隔板上方的冷水而非全部内胆的冷水进行加热，避免造成能源浪费。至于竖隔板的右侧空间内的冷水，由于竖隔板的右侧空间远小于竖隔板的左侧空间，所以这部分空间内的冷水可以忽略不计。内胆的底部第二腔体内还设置有循环出水口和循环进水口，这是为了通过自然循环或者强迫循环的方式将太阳能集热器内的热量送入内胆。

优选的，所述电加热器置于所述竖隔板的右侧，并靠近所述内胆的底部设置，所述电加热器与横隔板平行。所述内胆的底部第二腔体内还设置有循环出水口和循环进水口。

采用上述结构，由于所述电加热器置于所述竖隔板的右侧，并靠近所述内胆的底部设置，所述电加热器与横隔板平行。电加热器不只加热位于隔板上方的冷水，还能加热竖隔板右侧的冷水，对第一腔体内的所有冷水加热。内胆的底部第二腔体内还设置有循环出水口和循环进水口，是为了通过自然循环或者强迫循环的方式将太阳能集热器内的热量送入内胆。

优选的，所述电加热器置于所述竖隔板的右侧，并靠近所述内胆的底部设置，所述电加热器与竖隔板平行，所述电加热器的顶部低于出水管的顶部。所述内胆的底部第二腔体内还设置有循环出水口和循环进水口。

采用上述结构，由于所述电加热器置于所述竖隔板的右侧，并靠近所述内胆的底部设置，所述电加热器与竖隔板平行。电加热器不只加热位于隔板上方的冷水，还能加热竖隔板右侧的冷水。所述电加热器的顶部低于出水管的顶部，是为了让电加热器始终淹没在水中，防止电加热器因为干烧而损坏。内胆的底部第二腔体内还设置有循环出水口和循环进水口，是为了通过自然循环或者强迫循环的方式将太阳能集热器内的热量送入内胆。

优选的，所述水箱外还设置有与所述进水口相连通，内部设有浮球阀的副水箱，在所述内胆的相反于所述电加热器的一侧的上部设有排气口，该排气口的开口端高于所述内胆和副水箱的水面。在所述水箱的下部还有一排真空管的插孔，所述插孔依次贯穿外壳、保温层和内胆，所述插孔位于所述横隔板的下方。

采用上述结构，通过所述副水箱可以确保内胆内始终满水位，一方面可以防止电加热器干烧，另一方面能够保证在用水时，位于内胆上部的出水口能够始终有水流出来。通过排气口的开口端高于所述内胆和副水箱，确保水箱内胆和副水箱内的水不会从排气口溢出。由于所述电加热器、所述进水口和出水口均位于所述内胆的相反于所述间隙的一侧，采用电加热器加热内胆内的水时，能够有效地隔离上下部热水的对流与传热，确保由电加热器加热的热水只驻留在所述第一腔体内以满足用户的使用。另外，在利用太阳能加热内胆内的水时，由于所有真空管的插孔均位于横隔板的下方，太阳能是从内胆的底部加热冷水，加热后的冷水不能直接上升到内胆的顶部，而是沿着隔板流向间隙，再到内胆的顶部，使冷热水之间的对流路径大大变长，有利于提高冷热水的混水效果，使水箱上下部分的温差大大变小，能有效地避免太阳能水箱内上热下冷、水温分层的情况发生。

所述进水口设置在所述内胆的底部并接近所述内胆底部靠近竖隔板的位置，在所述进水口的上部还设有改变水流方向的导向装置，

优选的，所述导向装置是一固定在所述进水口的管口上方，平行于所述内胆底部，并与管口留有一定间隙的横向挡板。

优选的，所述导向装置为用一个横向挡板将所述进水口的上端管口封闭，在位于所述横向挡板下方的管壁四周开设进水孔。

优选的，所述导向装置由上部具有单向或双向直角弯管的管部件构成。

采用上述结构，通过所述导向装置可以将水流方向由向上进水改为横向进水，在用水时，能够有效地防止混水，使冷水从内胆底部慢慢升高，顶出上层热水，能够有效地提高水箱的热水的输出率。

附图说明

图1为太阳能热水器承压式水箱的示意图，为第一实施例；

图2、图3为太阳能热水器非承压式水箱的示意图，为第二实施例；

图4为太阳能热水器另一种承压式水箱的示意图，为第三实施例。

图5为太阳能热水器又一种承压式水箱的示意图，为第四实施例。

具体实施方式

下面参照图1~图5对本实用新型所述的太阳能热水器水箱的具体实施方式进行详细的说明。

图1所示为太阳能热水器水箱的第一实施例。如图1所示，太阳能热水器水箱为承压式水箱，它是一整体呈圆筒状的卧式水箱，该水箱主要包括呈圆筒状的外壳1、置于该外壳1内亦呈圆筒状的内胆4以及填充在外壳1与内胆4之间并由保温材料构成的保温层2。在内胆4上通常还设有与自来水管路连通以向内胆4内供给冷水的进水口6和用于将内胆4内被加热后的热水排出的出水口8。

在内胆4内设置了一块截面为L型的隔板5，该隔板5将所述内胆4内的空间分隔成主要沿上下方向排布的第一腔体41和第二腔体42。所述第一腔体41包括横隔板51的上部和竖隔板52的右侧空间。所述第二腔体42包括横隔板51的下部与竖隔板52的左侧形成的空间。竖隔板52的右侧空间远小于竖隔板52的左侧空间。该隔板5的周向边缘的大部分与所述内胆4的内壁密封连接，剩余部分与所述内胆4的内壁断开设置。由此在所述内胆4的内壁与所述隔板5之间形成了连通前述两腔体的间隙10。如图1所示，利用隔板5将内胆4内的空间分隔成主要沿上下方向排布的第一腔体41和第二腔体42，这两个腔体仅通过前述间隙10连通。前述进水口6位于所述第二腔体42内并且靠近内胆4的底部，并与第二腔体42连通，出水口8置于隔板5的上方靠近内胆4的顶部，并与第一腔体41连通。

另外，在太阳能热水器水箱上还设有电加热器7，该电加热器7的一端安装在外壳1上，其另一端依次贯穿外壳1、保温层2和内胆4并伸入内胆4内部。所述电加热器7置于所述隔板5的远离间隙10的一端的第一腔体41内，电加热器7置于隔板5的上方并靠近隔板5设置。其中，电加热器7、进水口6和出水口8均位于内胆4的相反于间隙10的一侧。电加热器7用于在阴雨天加热内胆4第一腔体41内的冷水以满足用户的使用需求。

在所述内胆4的底部的第二腔体42内还设置有循环出水口12和循环进水口13。

利用太阳能加热内胆4内的水时，加热后的冷水由内胆4下方向上方流动，由于在内胆4内设有起阻挡作用的隔板5，加热后的冷水不能直接上升到内胆4的顶部，而是沿着隔板5流向间隙10，再到内胆4的顶部，使冷热水之间的对流路径大大变长，有利于提高冷热水的混水效果，使水箱上下部分水的温差大大变小，能有效地避免太阳能水箱水温上下分层的情况发生。

利用电加热器7加热内胆4内的水时，位于横隔板51上方的冷水受热后上升（热水的密度小于冷水的密度）并集中在横隔板51上方的第一腔体41内，通过横隔板51能够阻挡位于横隔板51上方的热水与位于横隔板51下方的冷水对流，在横隔板51的间隙10处由于热水的密度小于冷水的密度，横隔板51上部的热水不会与横隔板51下部的冷水产生对流。又由于水的导热系数很小，只有0.54 W/m.K，能够有效地隔离横隔板51上下部分热水和冷水之间的传热。即使横隔板51能够将热量传热到横隔板51下方的水的上表面，横隔板51下方的水由于上热下冷不能产生对流，因此横隔板51下方的水始终是冷水，电加热的热量传不到横隔板51的下方，使热量全部驻留在横隔板51的上方，确保满足用户节约能源的需求。可见，通过设置隔板5能够使电加热器7只对内胆4上部的冷水加热，而非对内胆4内的全部冷水进行加热，避免造成能源浪费。

所述进水口6设置在所述内胆4的底部并接近所述内胆4底部靠近竖隔板52的位置，在所述进水口6的上部还设有改变水流方向的导向装置61，所述导向装置61由上部具有单向直角弯管的管部件构成。通过所述导向装置61可以将水流方向由向上进水改为横向进水，在用水时，能够有效地防止混水，使冷水从内胆4底部慢慢升高，顶出上层热水，能够有效地提高水箱的热水的输出率。

图2、图3为太阳能热水器水箱的第二实施例，其中图2为太阳能热水器水箱的正面剖视图，图3为太阳能热水器水箱的侧面剖视图。其与图1所示第一实施例的区别在于，水箱为非承压式水箱，与进水口6相连通设有内置浮球阀的副水箱9，副水箱9可以确保内胆4内始终满水位，一方面可以防止电加热器7干烧，另一方面能够保证在用水时，位于内胆4上部的出水口8能够始终有水流出来。在内胆4的相反于电加热器7的一侧的上部设有排气口3，该排气口3的开口端高于内胆4和副水箱9，以确保内胆4和副水箱9内的水不会从排气口3溢出。此外，在水箱的底部通常设有多个真空集热管，真空集热管的管口插入图3所示的的插孔11内。这多个集热管由外侧依次贯穿外壳1、保温层2和内胆4并且其上端（管口）伸入内胆4中，这多个集热管的上端均位于所述的横隔板51的下方，并且通过硅胶密封圈与内胆4密封连接。

图4所示为太阳能热水器水箱的第三实施例，其与图1所示第一实施例的区别在于，所述电加热器7置于所述竖隔板52的右侧，并靠近所述内胆4的底部设置，所述电加热器7与横隔板51平行。

图5所示为太阳能热水器水箱的第三实施例，其与图1所示第一实施例的区别在于，所述电加热器7置于所述竖隔板52的右侧，并靠近所述内胆4的底部设置，所述电加热器7与竖隔板52平行，所述电加热器7的顶部低于低于低于出水管8的顶部。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

例如，在图1所示实施例中，导向装置61为单向直角弯管，然而并非局限于此，导向装置还可是一固定在进水口处并平行于内胆底部设置的横向挡板，用该横向挡板将构成进水口的管部件的上端管口封闭并且在位于横向挡板下方的管壁四周开设进水孔。另外，导向装置也可由上部具有双向直角弯管的管部件构成。

Claims (9)

1.一种太阳能热水器水箱，包括外壳（1）、收装在该外壳（1）内的内胆（4）、填充在前述两者之间的保温层（2）以及安装在所述外壳（1）上并伸入所述内胆（4）内的电加热器（7），其特征在于，

在所述内胆（4）内设置了一块截面为L型的隔板（5），该隔板（5）将所述内胆（4）内的空间分隔成主要沿上下方向排布的第一腔体（41）和第二腔体（42），所述第一腔体（41）包括横隔板（51）的上部和竖隔板（52）的右侧空间，所述第二腔体（42）包括横隔板（51）的下部与竖隔板（52）的左侧形成的空间，竖隔板（52）的右侧空间远小于竖隔板（52）的左侧空间；该隔板（5）的周向边缘的大部分与所述内胆（4）的内壁密封连接，剩余部分与所述内胆（4）的内壁断开设置，由此在所述内胆（4）的内壁与所述隔板（5）之间形成了连通前述两腔体的间隙（10）；

在所述内胆（4）上设置有与所述第二腔体（42）连通的进水口（6）和与所述第一腔体（41）连通的出水口（8），所述进水口（6）位于所述第二腔体（42）内并靠近所述内胆（4）的底部，所述出水口（8）位于所述隔板（5）的上方并靠近所述内胆（4）的顶部，所述电加热器（7）置于所述隔板（5）的远离间隙（10）的一端的第一腔体（41）内，并靠近所述隔板（5）设置。

2.根据权利要求1所述的太阳能热水器水箱，其特征在于，所述电加热器（7）置于所述横隔板（51）的上方，并靠近所述横隔板（51）设置，所述电加热器（7）与横隔板（51）平行；所述内胆（4）的底部的第二腔体（42）内还设置有循环出水口（12）和循环进水口（13）。

3.根据权利要求1所述的太阳能热水器水箱，其特征在于，所述电加热器（7）置于所述竖隔板（52）的右侧，并靠近所述内胆（4）的底部设置，所述电加热器（7）与横隔板（51）平行；所述内胆（4）的底部的第二腔体（42）内还设置有循环出水口（12）和循环进水口（13）。

4.根据权利要求1所述的太阳能热水器水箱，其特征在于，所述电加热器（7）置于所述竖隔板（52）的右侧，并靠近所述内胆（4）的底部设置，所述电加热器（7）与竖隔板（52）平行，所述电加热器（7）的顶部低于出水管（8）的顶部；所述内胆（4）的底部的第二腔体（42）内还设置有循环出水口（12）和循环进水口（13）。

5.根据权利要求1所述的太阳能热水器水箱，其特征在于，所述水箱外还设置有与所述进水口（6）相连通，内部设有浮球阀的副水箱（9），在所述内胆（4）的相反于所述电加热器（7）的一侧设有排气口（3），该排气口（3）的开口端高于所述内胆（4）和副水箱（9）的水面；

在水箱的下部还有一排真空管的插孔（11），所述插孔（11）依次贯穿外壳（1）、保温层（2）和内胆（4），所述插孔（11）位于横隔板（51）的下方。

6.根据权利要求1所述的太阳能热水器水箱，其特征在于，所述进水口（6）的管口还设置有导向装置（61）。

7.根据权利要求6所述的太阳能热水器水箱，其特征在于，所述导向装置（61）是一固定在所述进水口（6）的管口上方，平行于所述内胆（4）底部，并与管口留有一定间隙的横向挡板。

8.根据权利要求6所述的太阳能热水器水箱，其特征在于，所述导向装置（61）为用一个横向挡板将所述进水口（6）的上端管口封闭，在位于所述横向挡板下方的管壁四周开设进水孔。

9.根据权利要求6所述的太阳能热水器水箱，其特征在于，所述导向装置（61）由上部具有单向或双向直角弯管的管部件构成。