專利名稱：導(dǎo)流循環(huán)換熱保溫儲熱水箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能光熱利用技術(shù)領(lǐng)域，是一種能在保溫儲熱水箱內(nèi)部進行高效自然循環(huán)熱交換的裝置。
背景技術(shù)：
保溫儲熱水箱是太陽能熱水器不可或缺的儲能部件。在一般的太陽能熱水系統(tǒng)中，保溫儲熱水箱就是一支四周做了保溫處理的盛水容器，內(nèi)部沒有其他裝置。由于水是熱的不良導(dǎo)體，如果熱源不處在水箱的最低部，就會有一層大比重的低溫冷水長期滯留在最低處，形成死水區(qū)。例如在真空管或熱管式熱水器保溫水箱中，斜向?qū)氲臒岫酥?，就始終有一層不參加箱內(nèi)循環(huán)換熱的“死水區(qū)”，久而久之成為藻類繁殖和水中雜質(zhì)的沉淀區(qū)，最終成為水箱水質(zhì)的污染源。
在現(xiàn)有的熱泵熱水器中，熱交換或者使用專門的熱交換強制循環(huán)水泵來換熱，或者將冷凝器中的載熱元件，呈螺旋形縱向盤繞在承壓立式水箱底部，自然循環(huán)換熱。上述兩種辦法，前者需增加專用設(shè)備和能耗，后者由于水箱內(nèi)冷熱水流場混亂，熱交換效率低下，特別在小直徑的非承壓臥式水箱中，因水溫分層不好，熱交換效率就更差。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種能普遍適用于太陽能真空管、重力熱管和熱泵熱水器的臥式或立式，承壓或非承壓的保溫儲熱水箱內(nèi)部所述的一種導(dǎo)流循環(huán)換熱保溫儲熱水箱，其導(dǎo)流循環(huán)熱交換裝置。該裝置能利用水箱內(nèi)水的溫差特性，產(chǎn)生有秩序的自然循環(huán)機制，在不消耗輔助能源的前提下，高效率地實現(xiàn)對流循環(huán)換熱，消滅水箱中的死水區(qū)，簡化專用熱交換裝置水區(qū)，降低系統(tǒng)能。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它包括由內(nèi)膽、保溫層、外殼構(gòu)成的水箱，其特征在于水箱內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒或?qū)Я靼?，?dǎo)流筒或?qū)Я靼鍍?nèi)設(shè)有載熱元件。所述導(dǎo)流筒為一組縱面呈“八”字形長槽體，其頂部設(shè)有出水口，底部兩側(cè)為進水口。導(dǎo)流筒為一組喇叭狀導(dǎo)流筒，載熱元件設(shè)置在其喇叭口處，其頂部設(shè)有出水口，底部兩側(cè)為進水口。導(dǎo)流板為一塊幾何曲面板，設(shè)置在水箱載熱元件的熱端處，導(dǎo)流板的一端為進水口，另一端為出水口。所述水箱為臥式水箱或者立式水箱。
本實用新型具有下列優(yōu)點和效果，可以用成本低廉結(jié)構(gòu)簡單的導(dǎo)流筒或?qū)Я靼逋耆〈Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的熱交換器和強制循環(huán)水泵系統(tǒng)，并使原來功能單一的保溫儲熱水箱具有高效熱交換功能，從而簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低熱損和產(chǎn)品成本。本實用新型若移植到真空管或熱管圓臥水箱中使用，可促進水箱水溫分層，提高熱交換效率，并徹底消滅水箱底部死水區(qū)。


圖1為臥式水箱內(nèi)導(dǎo)流循環(huán)熱交換裝置縱面結(jié)構(gòu)示意圖圖2為立式水箱內(nèi)導(dǎo)流循環(huán)熱交換裝置縱面結(jié)構(gòu)示意圖圖3為真空管和重力熱管熱水器內(nèi)導(dǎo)流循環(huán)熱交換裝置縱面裝置結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明圖1是本實用新型應(yīng)用于熱泵熱水器臥式保溫儲熱水箱中的實施例。其中(1)為內(nèi)膽、(11)為水箱保溫層、(12)為外殼。(2)為載熱銅管，(3)為一組縱斷面為“八”字形的長槽型導(dǎo)流筒，安放在載熱銅管的上方，(31)為導(dǎo)流筒底部冷水入水口，(32)為導(dǎo)流筒頂部熱水出水口，它將整箱水分割為兩個部分，只保留上、下進出口部分與水箱內(nèi)水體的橫向溝通。這樣，當(dāng)熱源周圍的水被加熱之后，由于導(dǎo)流筒的約束作用，熱水只能沿導(dǎo)流筒向上流動，而處于導(dǎo)流筒外沿的冷水，將會在由導(dǎo)流筒出水口噴出的熱水推動下，沿水箱內(nèi)膽壁面向下運動，最后由導(dǎo)流筒底部兩側(cè)的冷水入水口流入筒內(nèi)與載熱銅管接觸換熱。由于導(dǎo)流筒的存在，確保由導(dǎo)流筒底部兩側(cè)流入的水，一定是箱內(nèi)溫度最低的“冷水”，因為導(dǎo)流筒的隔離作用，冷熱水不相互早期參混，并能形成有規(guī)律的定向循環(huán)換熱機制，因而大大提高了系統(tǒng)的熱交換效率。
圖2是本實用新型用于熱泵熱水器立式保溫儲熱水箱中的實施例，其中(1′)為內(nèi)膽、(1′1)為水箱保溫層、(1′2)為外殼。(2′)為載熱銅管，(3′)為喇叭狀導(dǎo)流筒，(3′1)為導(dǎo)流筒底部的冷水入水口，(3′2)為導(dǎo)流筒頂部熱水出水口，在把載熱銅管(2′)有序安置在保溫儲水箱最低部之后，用導(dǎo)流筒(3′)將其完整罩住，將箱體內(nèi)的水分割為筒內(nèi)和筒外兩大部分，只保留導(dǎo)流筒(3′)底部的冷水入水口(3′1)和頂部的熱水出水口(3′2)與筒外水箱中的水體橫向接觸。當(dāng)熱泵工作時，載熱銅管(2′)開始向?qū)Я魍?3′)覆蓋下的水體散熱，載熱銅管周圍水體受熱后比重減少，沿導(dǎo)流筒(3′)內(nèi)壁上流，最后由導(dǎo)流筒頂部的熱水出水口(3′2)涌出，推動周圍大比重冷水沿水箱內(nèi)膽(1′)壁下沉，比重最大的冷水在上述熱虹吸壓力頭的推動下，流入導(dǎo)流筒(3′)內(nèi)，與載熱銅管(2′)接觸，吸收載熱銅管(2′)散發(fā)出的熱量。系統(tǒng)周而復(fù)始地進入有序的循環(huán)換熱過程。
圖3中(1″)為水箱殼體，由內(nèi)膽(1″1)、水箱保溫層(1″2)、外殼(1″3)構(gòu)成。(2″)為真空管或重力熱管的熱端，(3″)為圓弧形導(dǎo)流板。本實用新型用于現(xiàn)有真空管和重力熱管熱水器，當(dāng)斜向?qū)氡貎崴渲械恼婵展芑蛑亓峁艿臒岫?2″)開始向保溫水箱供熱時，由于圓弧形導(dǎo)流板(3″)的存在，熱水只能沿導(dǎo)流板(3″)約束的方向上流，并從導(dǎo)流板上端的熱水出水口(3″2)進入水箱，同時推動箱內(nèi)冷水沿水箱內(nèi)膽(1″)壁向下運動，此時處于水箱最低部大比重的冷水在正、負壓力頭的作用下，被迫由導(dǎo)流板下端冷水入水口(3″1)進入，與真空管熱源或重力熱管熱端(2″)接觸換熱。在本實用新型的導(dǎo)流板(3″)的作用下，水箱內(nèi)呈現(xiàn)有序的熱交換大圓周循環(huán)，其產(chǎn)生的自然循環(huán)熱虹吸壓力頭能有效消滅死水區(qū)，提高系統(tǒng)熱交換效率。
權(quán)利要求1.一種導(dǎo)流循環(huán)換熱保溫儲熱水箱，包括由內(nèi)膽、保溫層、外殼構(gòu)成的水箱，其特征在于水箱內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒或?qū)Я靼澹瑢?dǎo)流筒或?qū)Я靼鍍?nèi)設(shè)有載熱元件。
2.按權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)流循環(huán)換熱保溫儲熱水箱，其特征在于，所述導(dǎo)流筒為一組縱斷面呈“八”字形長槽體，其頂部設(shè)有出水口，底部兩側(cè)為進水口。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)流循環(huán)換熱保溫儲熱水箱，其特征于，所述導(dǎo)流筒為一組喇叭狀導(dǎo)流筒，載熱元件設(shè)置在其喇叭口處，其頂部設(shè)有出水口，底部為進水口。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)流循環(huán)換熱保溫儲熱水箱，其特征在于，所述導(dǎo)流板為一塊幾何曲面板，設(shè)置在水箱載熱元件的熱端處，導(dǎo)流板的上端為進水口，下端為出水口。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)流循環(huán)換熱保溫儲熱水箱，其特征在于，所述水箱為臥式水箱或者立式水箱。
專利摘要本實用新型涉及一種導(dǎo)流循環(huán)換熱保溫儲熱水箱，包括由內(nèi)膽、保溫層、外殼構(gòu)成的水箱，其特征在于水箱內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒或?qū)Я靼?，?dǎo)流筒或?qū)Я靼鍍?nèi)設(shè)有載熱元件。本實用新型可以用成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單的喇叭狀導(dǎo)流筒或?qū)Я靼逋耆〈Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的熱交換器和強制循環(huán)水泵系統(tǒng)，并使原來功能單一的保溫儲熱水箱具有高效熱交換功能，從而簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低熱損和產(chǎn)品成本，本實用新型若移植到真空管或熱管圓臥水箱中使用，可促進水箱水溫分層、提高熱交換效率，并徹底消滅水箱底部死水區(qū)。
文檔編號F24J2/46GK2684100SQ200420033259
公開日2005年3月9日 申請日期2004年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月13日
發(fā)明者涂濟民 申請人:涂濟民