太陽能熱水器水箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種太陽能熱水器水箱，包括外殼、收裝在該外殼內(nèi)的內(nèi)膽、填充在前述兩者之間的保溫層以及安裝在外殼上并伸入內(nèi)膽內(nèi)的電加熱器，在內(nèi)膽內(nèi)以將內(nèi)膽內(nèi)的空間分隔成沿上下方向排布的第一腔體和第二腔體的方式安裝有隔板，隔板的周向邊緣的大部分與內(nèi)膽內(nèi)壁面密封連接，剩余部分與內(nèi)膽內(nèi)壁面斷開設置，由此在內(nèi)膽內(nèi)壁面與隔板之間形成連通前述兩腔體的間隙，在內(nèi)膽上形成位于隔板的下方的進水口和置于隔板的上方的出水口，電加熱器置于隔板的上方并靠近隔板設置。通過設置隔板能夠使電加熱器只對內(nèi)膽上部的冷水而非全部冷水進行加熱，避免造成能源浪費。
【專利說明】太陽能熱水器水箱

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種太陽能熱水器水箱。

【背景技術】
[0002]太陽能熱水器水箱通常包括外殼、置于該外殼內(nèi)的內(nèi)膽以及填充在外殼與內(nèi)膽之間的保溫層。在水箱的底部通常設有多個由雙層玻璃管構成的真空集熱管，這多個集熱管由外側依次貫穿外殼、保溫層和內(nèi)膽并其上端伸入內(nèi)膽中。在內(nèi)膽上通常還設有與自來水管路連通以向內(nèi)膽內(nèi)供給冷水的進水口和用于將內(nèi)膽內(nèi)被加熱后的熱水排出的出水口。太陽能熱水器工作時，太陽能透過集熱管加熱集熱管中的水或工質，集熱管中的水或工質受熱向上流動并與內(nèi)膽下部的水進行對流，如此循環(huán)實現(xiàn)對內(nèi)膽內(nèi)的水進行加熱。另外，在太陽能熱水器水箱上還設有伸入內(nèi)膽內(nèi)部的電加熱器，該電加熱器用于在陰雨天加熱內(nèi)膽內(nèi)的冷水以滿足用戶的使用需求。
[0003]現(xiàn)有太陽能熱水器的臥式水箱在安裝電加熱器時主要采用兩種方式，一種是電加熱器對整個水箱內(nèi)膽內(nèi)的水加熱，采用這種方式，由于電加熱器對整個水箱內(nèi)膽的水加熱，若用水量不大時，容易造成能源浪費；另一種是通過具有孔或者間隙的隔板將水箱內(nèi)膽縱向分隔開，只對水箱內(nèi)膽中的部分水加熱，采用這種方式，容易造成隔板兩側的冷熱水通過其上的孔或者間隙發(fā)生對流，或者通過隔板傳熱到另一側后使另一側的水產(chǎn)生對流，從而加熱了另一側的水，導致部分能源的浪費。
實用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實用新型的主要目的在于，提供一種能夠確保僅對部分冷水進行加熱并不與另一部分冷水發(fā)生對流或傳熱從而節(jié)約能源的太陽能熱水器水箱。
[0005]為達到上述目的，本實用新型提出了一種太陽能熱水器水箱，包括外殼、收裝在該外殼內(nèi)的內(nèi)膽、填充在前述兩者之間的保溫層以及安裝在所述外殼上并伸入所述內(nèi)膽內(nèi)的電加熱器，在所述內(nèi)膽內(nèi)以將所述內(nèi)膽內(nèi)的空間分隔成沿上下方向排布的第一腔體和第二腔體的方式安裝有隔板，該隔板的周向邊緣的大部分與所述內(nèi)膽內(nèi)壁面密封連接，剩余部分與所述內(nèi)膽內(nèi)壁面斷開設置，由此在所述內(nèi)膽內(nèi)壁面與所述隔板之間形成連通前述兩腔體的間隙，在所述內(nèi)膽上形成與所述第二腔體連通的進水口和與所述第一腔體連通的出水口，所述進水口位于所述隔板的下方并靠近所述內(nèi)膽的底部，所述出水口位于所述隔板的上方并靠近所述內(nèi)膽的頂部，所述電加熱器置于所述隔板的上方并靠近所述隔板設置。
[0006]采用上述結構，通過所述隔板將所述內(nèi)膽內(nèi)的空間分隔成第一腔體和第二腔體，并所述電加熱器和出水口位于所述隔板的上方，所述進水口位于所述隔板的下方，冷水經(jīng)由位于所述隔板下方的進水口進入所述內(nèi)膽內(nèi)并由下向上逐漸注入，電加熱器加熱內(nèi)膽內(nèi)的冷水時，主要集中加熱位于隔板上方的冷水，這部分冷水受熱后上升(熱水的密度小于冷水的密度)主要集中在隔板上方的第一腔體內(nèi)，通過所述隔板能夠阻擋位于隔板上方的熱水與位于隔板下方的冷水對流，在隔板的間隙處由于熱水的密度小于冷水的密度，隔板上部的熱水不會與隔板下部的冷水產(chǎn)生對流。又由于水的導熱系數(shù)很小，只有0.54ff/m.K，能夠有效地隔離上下部熱水的傳熱，即使隔板能夠將熱量傳熱到隔板下方水的上表面，由于上熱下冷不能產(chǎn)生對流，因此隔板下方的水始終是冷水，使電加熱的熱量傳不到隔板的下方，從而有利于節(jié)約能源?？梢?，通過設置所述隔板能夠使電加熱器僅對內(nèi)膽上部的冷水而非全部內(nèi)膽的冷水進行加熱，避免造成能源浪費。
[0007]優(yōu)選的，所述水箱為臥式水箱，所述隔板以與所述水箱的設置方式保持平行的方式安裝在所述內(nèi)膽內(nèi)，并該隔板的左側或右側邊緣與所述內(nèi)膽內(nèi)壁面斷開設置，由此在所述隔板的左側或右側形成所述間隙，所述電加熱器、所述進水口和出水口均位于所述內(nèi)膽的相反于所述間隙的一側。
[0008]采用上述結構，由于所述電加熱器、所述進水口和出水口均位于所述內(nèi)膽的相反于所述間隙的一側，采用電加熱器加熱內(nèi)膽內(nèi)的水時，能夠有效地隔離上下部熱水的對流與傳熱，確保由電加熱器加熱的熱水只駐留在所述第一腔體內(nèi)以滿足用戶的使用。另外，換一個角度考慮，在利用太陽能加熱內(nèi)膽內(nèi)的水時，采用上述結構，由于太陽能是從內(nèi)膽的底部加熱冷水，加熱后的冷水不能直接上升到內(nèi)膽的頂部，而是沿著隔板流向間隙，再到內(nèi)膽的頂部，使冷熱水之間的對流路徑大大變長，有利于提高冷熱水的混水效果，使水箱上下部分的溫差大大變小，能有效地避免太陽能水箱內(nèi)上熱下冷、水溫分層的情況發(fā)生。
[0009]優(yōu)選的，所述水箱為非承壓式水箱，與所述進水口相連通設有內(nèi)置浮球閥的副水箱，在所述內(nèi)膽的相反于所述電加熱器的一側設有排氣口，該排氣口的開口端高于所述內(nèi)膽和副水箱。采用上述結構，通過所述副水箱可以確保內(nèi)膽內(nèi)始終滿水位，一方面可以防止電加熱器干燒，另一方面能夠保證在用水時，位于內(nèi)膽上部的出水口能夠始終有水流出來。通過排氣口的開口端高于所述內(nèi)膽和副水箱，確保水箱內(nèi)膽和副水箱內(nèi)的水不會從排氣口溢出。
[0010]優(yōu)選的，所述水箱為臥式水箱，所述隔板以與所述水箱的設置方式保持平行的方式安裝在所述內(nèi)膽內(nèi)，并該隔板的左右兩邊緣與所述內(nèi)膽內(nèi)壁面斷開設置，由此在所述隔板的左右兩側均形成所述間隙，所述進水口設置在所述內(nèi)膽的底部并接近所述內(nèi)膽底部的中間位置，在所述進水口的上部于所述內(nèi)膽內(nèi)設有改變水流方向的導向裝置，在所述內(nèi)膽的底部接近其中間位置還設有連通所述內(nèi)膽與外部的出水口，該出水口的上端穿過所述隔板伸入到所述第一腔體的上部。
[0011]采用上述結構，由于在所述隔板的左右兩側均形成所述間隙，在電加熱時能夠有效地隔離上下部熱水的對流與傳熱，確保由電加熱器加熱的熱水只駐留在所述第一腔體內(nèi)以滿足用戶的使用。在利用太陽能加熱時，由于所述隔板的作用，使水箱上下部分的溫差大大變小，能有效地避免太陽能水箱內(nèi)上熱下冷、水溫分層的情況發(fā)生。
[0012]優(yōu)選的，所述導向裝置是一固定在所述進水口處并平行于所述內(nèi)膽底部設置的橫向擋板。
[0013]可選的，所述橫向擋板將構成所述進水口的管部件的上端管口封閉，在位于所述橫向擋板下方的管壁四周開設進水孔。
[0014]優(yōu)選的，所述導向裝置由上部具有單向或雙向直角彎管的管部件構成。
[0015]采用上述結構，通過所述導向裝置可以將水流方向由向上進水改為橫向進水，在用水時，能夠有效地防止混水，使冷水從內(nèi)膽底部慢慢升高，頂出上層熱水，能夠有效地提高熱水的輸出率。
[0016]優(yōu)選的，在所述水箱的底部設有依次貫穿所述外殼、保溫層和內(nèi)膽并伸入所述內(nèi)膽內(nèi)部的多個集熱管，這多個集熱管位于所述隔板的下方并且與所述內(nèi)膽密封連接。
[0017]采用上述結構，利用太陽能加熱內(nèi)膽內(nèi)的水時，被加熱后的熱水由內(nèi)膽下方向上方流動，由于在內(nèi)膽內(nèi)設有起阻擋作用的隔板，使冷熱水之間的對流路徑大大變長，有利于提高混水效果，使水箱上下部分水的溫差大大變小，能有效地避免太陽能水箱內(nèi)水溫上下分層的情況發(fā)生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為太陽能熱水器水箱的示意圖，為第一實施例；
[0019]圖2為太陽能熱水器水箱的示意圖，為第二實施例；
[0020]圖3為太陽能熱水器水箱的示意圖，為第三實施例。

【具體實施方式】
[0021]下面參照圖1?圖3對本實用新型所述的太陽能熱水器水箱的【具體實施方式】進行詳細的說明。
[0022]圖1所示為太陽能熱水器水箱的第一實施例。如圖1所示，太陽能熱水器水箱為承壓式水箱，它是一整體呈圓筒狀的臥式水箱，該水箱主要包括呈圓筒狀的外殼1、置于該外殼I內(nèi)亦呈圓筒狀的內(nèi)膽4以及填充在外殼I與內(nèi)膽4之間并由保溫材料構成的保溫層
2。在水箱的底部通常設有多個由真空玻璃管構成的熱管式真空集熱管(圖中未示出)，這多個集熱管由外側依次貫穿外殼1、保溫層2和內(nèi)膽4并且其上端(冷凝端)伸入內(nèi)膽4中，這多個集熱管的上端均位于下述的隔板5下方并且與內(nèi)膽4密封連接。在內(nèi)膽4上通常還設有與自來水管路連通以向內(nèi)膽4內(nèi)供給冷水的進水口 6和用于將內(nèi)膽4內(nèi)被加熱后的熱水排出的出水口 8。
[0023]太陽能熱水器工作時，太陽能透過集熱管加熱熱管式真空集熱管中的工質，熱管式真空集熱管中的工質受熱汽化向上流動并在冷凝端冷凝放熱，加熱內(nèi)膽4下部的水，熱水上升冷水下降，內(nèi)膽4上下部的水進行對流，如此循環(huán)實現(xiàn)對內(nèi)膽4內(nèi)的水進行加熱。另夕卜，在太陽能熱水器水箱上還設有電加熱器7，該電加熱器7的一端安裝在外殼I上，其另一端依次貫穿外殼1、保溫層2和內(nèi)膽4并伸入內(nèi)膽4內(nèi)部，電加熱器7用于在陰雨天加熱內(nèi)膽4第一腔體41內(nèi)的冷水以滿足用戶的使用需求。
[0024]在內(nèi)膽4內(nèi)以與水箱的設置方式保持平行的方式安裝有一整體呈長方形的隔板5，該隔板5的前后兩邊緣以及右側邊緣均與內(nèi)膽4內(nèi)壁面密封連接，它的左側邊緣與內(nèi)膽4內(nèi)壁面斷開設置，由此在內(nèi)膽內(nèi)壁面與隔板5之間形成一間隙10。如圖1所示，利用隔板5將內(nèi)膽4內(nèi)的空間分隔成沿上下方向排布的第一腔體41和第二腔體42，這兩個腔體僅通過前述間隙10連通。前述進水口 6位于隔板5的下方靠近內(nèi)膽4的底部，并與第二腔體42連通，出水口 8置于隔板5的上方靠近內(nèi)膽4的頂部，并與第一腔體41連通。電加熱器7置于隔板5的上方并靠近隔板5設置，其中，電加熱器7、進水口 6和出水口 8均位于內(nèi)膽4的相反于間隙10的一側。
[0025]利用太陽能加熱內(nèi)膽4內(nèi)的水時，加熱后的冷水由內(nèi)膽4下方向上方流動，由于在內(nèi)膽4內(nèi)設有起阻擋作用的隔板5，加熱后的冷水不能直接上升到內(nèi)膽4的頂部，而是沿著隔板5流向間隙10，再到內(nèi)膽4的頂部，使冷熱水之間的對流路徑大大變長，有利于提高冷熱水的混水效果，使水箱上下部分水的溫差大大變小，能有效地避免太陽能水箱水溫上下分層的情況發(fā)生。
[0026]利用電加熱器7加熱內(nèi)膽4內(nèi)的水時，冷水經(jīng)由位于隔板5下方的進水口 6進入內(nèi)膽4內(nèi)并由下向上逐漸注入，電加熱器7加熱內(nèi)膽4內(nèi)的冷水時，位于隔板5上方的冷水受熱后上升(熱水的密度小于冷水的密度)并集中在隔板5上方的第一腔體41內(nèi)，通過隔板5能夠阻擋位于隔板5上方的熱水與位于隔板5下方的冷水對流，在隔板5的間隙10處由于熱水的密度小于冷水的密度，隔板5上部的熱水不會與隔板5下部的冷水產(chǎn)生對流。又由于水的導熱系數(shù)很小，只有0.54ff/m.K，能夠有效地隔離隔板5上下部分熱水和冷水之間的傳熱。即使隔板5能夠將熱量傳熱到隔板5下方的水的上表面，隔板5下方的水由于上熱下冷不能產(chǎn)生對流，因此隔板5下方的水始終是冷水，電加熱的熱量傳不到隔板5的下方，使熱量全部駐留在隔板5的上方，確保滿足用戶節(jié)約能源的需求?？梢?，通過設置隔板5能夠使電加熱器7只對內(nèi)膽4上部的冷水加熱，而非對內(nèi)膽4內(nèi)的全部冷水進行加熱，避免造成能源浪費。
[0027]圖2所示為太陽能熱水器水箱的第二實施例，其與圖1所示第一實施例的區(qū)別在于，水箱為非承壓式水箱，與進水口 6相連通設有內(nèi)置浮球閥的副水箱9，副水箱9可以確保內(nèi)膽4內(nèi)始終滿水位，一方面可以防止電加熱器7干燒，另一方面能夠保證在用水時，位于內(nèi)膽4上部的出水口 8能夠始終有水流出來。在內(nèi)膽4的相反于電加熱器7的一側設有排氣口 3，該排氣口 3的開口端高于內(nèi)膽4和副水箱9，以確保內(nèi)膽4和副水箱9內(nèi)的水不會從排氣口 3溢出。
[0028]圖3所示為太陽能熱水器水箱的第三實施例，其與圖1所示第一實施例的區(qū)別在于，隔板5的前后兩邊緣與內(nèi)膽4內(nèi)壁面密封連接，該隔板5的左右兩邊緣與內(nèi)膽4內(nèi)壁面斷開設置，由此在隔板5的左右兩側均形成間隙10，進水口 6設置在內(nèi)膽4的底部并接近內(nèi)膽4底部的中間位置，在進水口 6的上部于內(nèi)膽4內(nèi)設置有改變水流方向的導向裝置61，本實施例中，該導向裝置61為單向直角彎管。由于導向裝置61可以將水流方向由向上改為向左，在用水時，能夠有效地防止混水，使冷水從內(nèi)膽底部慢慢升高，頂出上層熱水，能夠有效地提高熱水的輸出率。在內(nèi)膽4的底部接近其中間位置還設有連通內(nèi)膽4與外部的出水口 8，形成該出水口 8的水管的上端穿過隔板5伸入到第一腔體41的上部。
[0029]采用圖3所示水箱，由于在隔板5的左右兩側均形成間隙10，能夠有效地隔離上下部熱水的對流與傳熱，確保由電加熱器7加熱的熱水駐留在所述第一腔體41內(nèi)以滿足用戶的使用。
[0030]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
[0031]例如，在圖3所示實施例中，導向裝置61為單向直角彎管，然而并非局限于此，導向裝置還可是一固定在進水口處并平行于內(nèi)膽底部設置的橫向擋板，用該橫向擋板將構成進水口的管部件的上端管口封閉并且在位于橫向擋板下方的管壁四周開設進水孔。另外，導向裝置也可由上部具有雙向直角彎管的管部件構成。
【權利要求】
1.一種太陽能熱水器水箱，包括外殼(I)、收裝在該外殼(I)內(nèi)的內(nèi)膽(4)、填充在前述兩者之間的保溫層(2)以及安裝在所述外殼(I)上并伸入所述內(nèi)膽(4)內(nèi)的電加熱器(7)，其特征在于， 在所述內(nèi)膽⑷內(nèi)以將所述內(nèi)膽⑷內(nèi)的空間分隔成沿上下方向排布的第一腔體(41)和第二腔體(42)的方式安裝有隔板(5)，該隔板(5)的周向邊緣的大部分與所述內(nèi)膽內(nèi)壁面密封連接，剩余部分與所述內(nèi)膽內(nèi)壁面斷開設置，由此在所述內(nèi)膽內(nèi)壁面與所述隔板之間形成連通前述兩腔體的間隙(10)， 在所述內(nèi)膽(4)上形成與所述第二腔體(42)連通的進水口(6)和與所述第一腔體(41)連通的出水口(8)，所述進水口(6)位于所述隔板(5)的下方并靠近所述內(nèi)膽(4)的底部，所述出水口(8)位于所述隔板(5)的上方并靠近所述內(nèi)膽(4)的頂部，所述電加熱器(7)置于所述隔板(5)的上方并靠近所述隔板(5)設置。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能熱水器水箱，其特征在于，所述水箱為臥式水箱，所述隔板(5)以與所述水箱的設置方式保持平行的方式安裝在所述內(nèi)膽(4)內(nèi)，并該隔板(5)的左側或右側邊緣與所述內(nèi)膽內(nèi)壁面斷開設置，由此在所述隔板(5)的左側或右側形成所述間隙(10)， 所述電加熱器(7)、所述進水口(6)和出水口⑶均位于所述內(nèi)膽⑷的相反于所述間隙(10)的一側。
3.根據(jù)權利要求2所述的太陽能熱水器水箱，其特征在于，所述水箱為非承壓式水箱，與所述進水口(6)相連通設有內(nèi)置浮球閥的副水箱(9)，在所述內(nèi)膽(4)的相反于所述電加熱器(7)的一側設有排氣口(3)，該排氣口(3)的開口端高于所述內(nèi)膽(4)和副水箱(9)。
4.根據(jù)權利要求1所述的太陽能熱水器水箱，其特征在于，所述水箱為臥式水箱，所述隔板(5)以與所述水箱的設置方式保持平行的方式安裝在所述內(nèi)膽(4)內(nèi)，并該隔板(5)的左右兩邊緣與所述內(nèi)膽內(nèi)壁面斷開設置，由此在所述隔板(5)的左右兩側均形成所述間隙(10)，所述進水口(6)設置在所述內(nèi)膽(4)的底部并接近所述內(nèi)膽(4)底部的中間位置，在所述進水口(6)的上部于所述內(nèi)膽(4)內(nèi)設有改變水流方向的導向裝置(61)，在所述內(nèi)膽(4)的底部接近其中間位置還設有連通所述內(nèi)膽⑷與外部的出水口(8)，該出水口⑶的上端穿過所述隔板(5)伸入到所述第一腔體(41)的上部。
5.根據(jù)權利要求4所述的太陽能熱水器水箱，其特征在于，所述導向裝置￠1)是一固定在所述進水口(6)處并平行于所述內(nèi)膽(4)底部設置的橫向擋板。
6.根據(jù)權利要求5所述的太陽能熱水器水箱，其特征在于，所述橫向擋板將構成所述進水口(6)的管部件的上端管口封閉，在位于所述橫向擋板下方的管壁四周開設進水孔。
7.根據(jù)權利要求4所述的太陽能熱水器水箱，其特征在于，所述導向裝置￠1)由上部具有單向或雙向直角彎管的管部件構成。
8.根據(jù)權利要求1所述的太陽能熱水器水箱，其特征在于，在所述水箱的底部設有依次貫穿所述外殼(I)、保溫層(2)和內(nèi)膽(4)并伸入所述內(nèi)膽(4)內(nèi)部的多個集熱管，這多個集熱管位于所述隔板(5)的下方并且與所述內(nèi)膽(4)密封連接。
【文檔編號】F24J2/46GK203980683SQ201420361427
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權日:2014年6月30日
【發(fā)明者】黃永偉, 高如剛, 陸長俊 申請人:黃永偉