CN2530217Y - 太阳能热水器水温可调自动分储保温水箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型创造公开了一种利用水热胀冷缩自动控制水箱水热交换的太阳能热水器保温水箱，其内的相邻内胆(5)、(16)之间有进水管(22)和换热管(9)，进水管(22)和换热管(9)旁分别有与浮子(13)相连的阀门(19)、(12)。阳光不足时，保温水箱的水只有一部分升温，保温时间长，热水温度在一定范围内可预先粗调，确保热水有足够的使用温度，大幅度提高了热水器实际有用热效率和使用频率。它结构简单可靠，功能价格比高，竞争力强，易于大量推广。
Description
本发明创造涉及利用太阳能的装置，特别是由水箱外壳、水箱内的相邻内胆和进水控制装置组成的太阳能热水器保温水箱。
目前市场上新出现的热水分储式太阳能热水器，其保温水箱内胆一般分成相邻的二个或者是将内胆分隔成二部分，这二个内胆之间有相连的水管、导热板，它限制了水箱内冷热水热交换的速度，因而在一定时间内，其中一个内胆的水温比另一个内胆的水温高，使太阳光不足时水温不够高的问题有所缓解，但存在着保温期间二个内胆之间的换热量大的明显缺点。高温水的保温效果显然不好，而且无法调温。有用热效率(对用户有用的热量与集热器传递给水箱的热量之比)的提高幅度不大。
本发明创造的目的是：提供一种水温可调的热水分储式太阳能热水器保温水箱，它可利用水热胀冷缩自动控制保温水箱水的热交换。在阳光不足时，集热器只传热给其中一个内胆，相邻内胆平均温差ΔT未达到预定的TH值时，相邻内胆之间的换热量极小。可调节TH的大小，直调至一个内胆的水温接近100℃，而另一内胆仍为原来温度的冷水。阳光充足时，ΔT达到TH后，相邻内胆的水才自动开始对流换热，二个内胆均可升温储热。
本发明创造由以下一个实施例及其附图给出。图1为本实施例内刚装够冷水时的示意图，图2为ΔT＝TH时的本实施例示意图。图1、2的冷水管(20)和热水管(18)与太阳能热水器的集热器相连。
由图1、2可知，本实施例由水箱外壳、水箱内的相邻内胆和进水控制装置等部件组成，相邻的内胆(5)、(16)之间有进水管(22)和换热管(9)，进水管(22)和换热管(9)旁分别有与浮子(13)相连的阀门(19)、(12)。届时为了加快热交换，换热管(9)有2个，分别位于相邻内胆(5)、(16)之间的壁面上部和下部，为了使进水时相邻内胆(5)、(16)里是从低温水到高温水依次流动以减少热损失，进水管(22)位于相邻内胆(5)、(16)的下部。为了控制进水和热交换，阀门密封盖(21)位于进水管(22)内，阀门密封盖(10)位于换热管(9)外，阀门(19)、(12)上均有限位弹簧(11)。为方便制作，与浮子连杆(14)铰接的支座(8)固定在内胆(16)的平面壁上。为了在不同的自来水压力下，本实施例都能自动进水，进水控制装置结构特征如下：内胆(5)内有浮子(6)和低压水阀(24)，浮子(6)通过连杆机构(23)与低压水阀(24)连接，水箱外壳(4)上面有进水箱(3)，进水箱(3)内有浮子(2)和高压水阀(1)。为了调节内胆(5)中的水位高低，低压水阀(24)上有用于调节浮子(6)与连杆机构(23)位置关系的水位调节螺母(25)，调节螺母(25)被套有密封胶圈的防漏罩(26)罩住，以防水从调节螺母(25)旁边漏出。
本实施例工作过程和原理如下：
1、内胆(16)升温储热过程。当阳光不足时，只有内胆(16)才能升温储热，其相邻的内胆(5)是不能升温的。如图1所示，在阳光照射集热器不久，热水从热水管(18)进入内胆(16)上部，内胆(16)底部的冷水从冷水管(20)进入集热器，相邻的内胆(5)、(16)平均水温差ΔT也就逐渐接近TH。在这段时间，因水的热膨胀，内胆(16)的水面处于图1、2所示的M、H两个平面(7)、(15)之间。由于内胆(16)水面尚未达到H平面(15)，浮子(13)使阀门(12)、(19)都关闭，又由于换热水管(9)、进水管(22)和密封盖(10)、(21)都是隔热材料制成，所以热量很难传递到内胆(5)。
2、内胆(5)也开始升温储热的过程。当相邻内胆(5)、(16)的平均水温差ΔT＝TH时，内胆(5)的水才能开始升温。如图2所示，当太阳光足够ΔT＝TH时，内胆(16)的水热膨胀使其水面升到H平面(15)位置，浮子(13)随水面上升而使阀门(12)开启，内胆(5)、(16)的水就可通过换热管(9)进行对流换热。这时，内胆(16)变成了热量从集热器传递到内胆(5)的中转站。
3、集热器停止向内胆供热，内胆保温的过程。此时内胆(16)水面保持在M、H平面(7)、(15)之间，阀门(12)、(19)均关闭，内胆(5)、(16)之间换热量极少，而内胆(5)、(16)与水箱外壳(4)之间有保温材料隔热，所以，内胆(5)、(16)水温保持各自未升高或已升高的数值持久不变。若原先太阳光足够使ΔT达到TH，则不吸热的保温期间ΔT＝TH也持久不变。
4、用户使用热水的过程。用户使用热水时，内胆(16)水面会降低而使浮子(13)随之降低，浮子(13)位置比图1所示位置高度降低，浮子连杆(14)下端位置也比图1所示位置偏向左边，这样阀门(12)仍然关闭，而阀门(19)开启，内胆(5)的水就从进水管(22)进入内胆(16)底部；而内胆(5)的水面一旦稍有降低，低压水阀(24)就会开启，冷水就进入内胆(5)；而进水箱(3)的水面降低使高压阀门(1)开启，自来水就进入进水箱(3)。于是很快会达到进出水量平衡，水面总是自动保持图1所示的M平面(7)高度。
所预定的TH值的大小决定了热水分储功能的意义大小，若TH偏小，太阳光照不足时，内胆(16)水温未达到用户所需的温度就传热给内胆(5)，分储意义不大。若TH偏大，内胆(16)水温高于所需温度太多，热损失大，热效率低，也不好。为了取得热水用户所需的TH的最佳值，可打开或松动防漏罩(26)，单独或连同防漏罩(26)一起旋转水位调节螺母(25)给予调节。如图1或2所示，旋转水位调节螺母(25)可使浮子(6)高度位置变化，而改变了M平面(7)位置高度，即改变了进出水量平衡时的水面高度，也就改变了M、H平面(7)、(15)之间的距离Δh，而TH值的大小与Δh相关。因此，在一定范围内，M平面(7)高度与TH值是减函数关系，即M平面(7)越低TH就愈大，内胆(16)水温就愈高。
综上所述，在阳光不足时，集热器只传热给本实施例中的一个内胆，相邻内胆平均温差ΔT未达到预定的TH值时，相邻内胆之间的换热量极小。而且可调节TH的大小，直调至一个内胆的水温接近100℃，而另一内胆仍为原来温度的冷水。阳光充足时，ΔT达到TH后，相邻内胆的水才自动开始对流换热，二个内胆均可升温储热。与保温水箱为非本实施例的太阳能热水器相比，装有本实施例太阳能热水器可自动进水，可预先粗略地调定水温，水温可高出几十摄氏度而保温性能大大优于其它热水分储式太阳能热水器。太阳光不足时，宝贵的太阳能只传递给保温水箱内的一部分水并能长时间保温，确保热水有足够的使用温度，大幅度提高了热水器的实际有用热效率和使用频率，而且结构简单可靠，功能价格比大幅提高，竞争力强，易于大量推广使用。
Claims (7)
1、一种太阳能热水器水温可调自动分储保温水箱，由水箱外壳、水箱内的相邻内胆和进水控制装置组成，其特征在于：相邻内胆(5)、(15)之间有进水管(22)和换热管(9)，进水管(22)和换热管(9)旁分别有与浮子(13)相连的阀门(19)、(12)。
2、根据权利要求1所述的保温水箱，其特征在于：换热管(9)有二个，分别位于相邻内胆(5)、(16)之间壁面上部和下部。
3、根据权利要求1所述的保温水箱，其特征在于：进水管(22)位于相邻内胆(5)、(16)的下部，进水管(22)一端的管口延伸至内胆(5)的上部。
4、根据权利要求1所述的保温水箱，其特征在于：阀门密封盖(21)位于进水管(22)内，阀门密封盖(10)位于换热管(9)外，阀门(19)、(12)上均有限位弹簧(11)。
5、根据权利要求1所述的保温水箱，其特征在于：与浮子连杆(14)铰接的支座(8)固定在内胆(16)的平面壁上。
6、根据权利要求1所述的保温水箱，其特征在于：内胆(5)内有浮子(6)和低压水阀(24)，浮子(6)通过连杆机构(23)与低压阀门(24)连接，水箱外壳(4)上面有进水箱(3)，进水箱(3)内有浮子(2)和高压水阀(1)。
7、根据权利要求6所述的保温水箱，其特征在于：低压水阀(23)上有水位调节螺母(25)，调节螺母(25)被防漏罩(26)罩住。
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|---|---|---|---|---|
| CN114667878A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-06-28 | 湖南生物机电职业技术学院 | 一种太阳能风能一体空气调节装置 |
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