一種太陽能分層蓄熱水箱定向取水裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能的熱利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及太陽能蓄熱水箱分層按需取水技術(shù)，具體涉及一種可根據(jù)用熱系統(tǒng)水溫需求變化的定向取水裝置，既保證用戶系統(tǒng)熱利用效果，又提高了太陽能熱利用效率。
【背景技術(shù)】
[0002]我國大多數(shù)采暖地區(qū)太陽能資源豐富，而利用太陽能采暖是一項符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的技術(shù)。但要利用太陽能熱能采暖，必須克服太陽能周期性和隨機性的缺點，而利用蓄熱裝置對熱量進行蓄調(diào)是解決此問題的有效途徑。尤其隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，生活水平的提高，城鎮(zhèn)化發(fā)展進程的不斷加快，在太陽能富區(qū)建立太陽能集中供熱熱站成為可能，而大型太陽能蓄熱技術(shù)將被應(yīng)用。
[0003]蓄熱水箱蓄熱是簡便易行的太陽能蓄熱技術(shù)。太陽能蓄熱水箱集熱器高溫出水管、采暖系統(tǒng)供水管通常設(shè)置于水箱頂部，而集熱器回水管、采暖系統(tǒng)回水和自來水補水常置于水箱底部。受太陽能集熱器進出口水溫度、采暖供回水溫度以及進出水管流速等因素的影響，水箱內(nèi)存在明顯的豎向水溫差異，導(dǎo)致溫度較高的水因為密度小而向上流動，溫度較低的水因為密度大而向下流動，形成溫度分層的現(xiàn)象。這種分層不僅能夠提高集熱器的效率和太陽能保證率，而且為用戶不同的水溫需求提供了可能性。
[0004]但目前生產(chǎn)的水箱大多采用固定供回水管路的形式，供回水只能從固定位置離開或進入蓄熱水箱。由于天氣原因?qū)е录療崞骷療崃坎煌沟眯顭崴涞男顭岙a(chǎn)生不同，從而會使溫度分層不同，這就使得向用戶供應(yīng)的水溫產(chǎn)生波動，不易穩(wěn)定?？梢哉f這種固定管路的形式會使供水溫度與用戶需求出現(xiàn)不匹配的現(xiàn)象。對于大型蓄熱水箱此問題更為嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的太陽能蓄熱水箱取水口位置固定、不能根據(jù)水箱內(nèi)溫度分層進行靈活取水的缺陷，本發(fā)明的目的在于，提供一種內(nèi)置于太陽能蓄熱水箱中，可根據(jù)用戶取水溫度需求，進行分層取水的裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活，能有效解決現(xiàn)有太陽能蓄熱水箱中存在的問題，達(dá)到分層取水的目的。
[0006]為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種太陽能分層蓄熱水箱定向取水裝置，包括蓄熱水箱，蓄熱水箱頂部連接有太陽能集熱供水端，蓄熱水箱底部側(cè)面連接有太陽能集熱回水端，所述的蓄熱水箱內(nèi)壁上安裝有分層取水器，分層取水器上活動式設(shè)置有分層取水口，分層取水口可在垂直于水平面的方向上移動;分層取水器內(nèi)部與穿出蓄熱水箱的采暖供水端連通，采暖回水端連接在蓄熱水箱底部側(cè)面上；蓄熱水箱中的水自分層取水口進入到分層取水器內(nèi)部，經(jīng)過采暖供水端提供給用戶。
[0008]進一步地，所述的分層取水口開設(shè)于一個取水疊梁閥上，取水疊梁閥活動式安裝在分層取水器上。
[0009]進一步地，所述的分層取水器上沿垂直于水平面的方向上開設(shè)有滑槽，取水疊梁閥安裝在滑槽中，取水疊梁閥通過在滑槽中滑動來改變分層取水口的位置。
[0010]進一步地，所述的滑槽平行設(shè)置至少一個，滑槽的分布方向為靠近分層取水器內(nèi)部的方向；其中安裝取水疊梁閥的滑槽位于最外部，其余的滑槽中均安裝有可在滑槽中滑動的擋水閥，擋水閥與取水疊梁閥活動式連接。
[0011]進一步地，所述的取水疊梁閥包括矩形板體，取水疊梁閥的一對上表面邊緣分別垂直設(shè)置有第三折板和第四折板，所述的分層取水口開設(shè)于取水疊梁閥的中部。
[0012]進一步地，所述的擋水閥包括上疊梁閥和下疊梁閥，上疊梁閥和下疊梁閥均包括矩形板體，在上疊梁閥和下疊梁閥的兩端均分別垂直設(shè)置有第一折板和第二折板，其中:
[0013]上疊梁閥的第一折板垂直設(shè)置在上疊梁閥一端的上表面邊緣，第二折板設(shè)置在上疊梁閥另一端邊緣且第二折板延伸出上疊梁閥的上表面和下表面；
[0014]下疊梁閥的第一折板垂直設(shè)置在下疊梁閥一端的上表面邊緣，第二折板設(shè)置在下疊梁閥另一端的下表面邊緣。
[0015]進一步地，所述的滑槽內(nèi)側(cè)對稱設(shè)置有一對固定疊梁閥，固定疊梁閥的縱向截面呈L形，其中一個固定疊梁閥固定于分層取水器的頂部，另一個固定疊梁閥固定于分層取水器的底部。
[0016]進一步地，所述的取水疊梁閥的上部通過至少一個上疊梁閥與位于上方的固定疊梁閥連接，取水疊梁閥的下部通過至少一個下疊梁閥與位于下方的固定疊梁閥連接。
[0017]進一步地，所述的一個以上的上疊梁閥中，其中一個上疊梁閥上設(shè)置有掛鉤，掛鉤通過鋼絲繩與設(shè)置在蓄熱水箱頂部的、由電機驅(qū)動的滾輪連接。
[0018]進一步地，所述的分層取水口上安裝有溫度傳感器，溫度傳感器與一個取水溫度控制器連接，取水溫度控制器與所述的電機連接。
[0019]進一步地，所述的蓄熱水箱底部側(cè)面設(shè)置有補水管。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下技術(shù)特點:
[0021]1.增強了取水的高度靈活性，大大滿足用戶的需求
[0022]通過溫度感應(yīng)器測得的取水口溫度以及控制器用戶預(yù)設(shè)的取水溫度，控制取水口在不同溫度水層間移動，直到達(dá)到用戶所需溫度為止。這樣一方面可以增強蓄熱水箱的取水靈活性，一方面又可最大程度的滿足用戶水溫需求。
[0023]2.實現(xiàn)取水的自動控制，保持取水溫度的穩(wěn)定性
[0024]用戶預(yù)設(shè)的取水溫度一旦設(shè)定，則系統(tǒng)會根據(jù)測得水溫而實現(xiàn)自動的控制，保證取水溫度的恒定，而不用再擔(dān)心由于天氣原因?qū)е滤錅囟确植疾町愐灾掠绊懭∷疁囟确€(wěn)定性的問題。
[0025]3.結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，成本有限
[0026]此發(fā)明只是在傳統(tǒng)蓄熱水箱的基礎(chǔ)上增加了一個取水裝置。其中疊梁閥和取水腔可以方便的制作出來，安裝的過程也十分簡便，同時卷揚機的運行費用也不高，因此可以說此裝置所增加的成本是有限的。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2(a)為上疊梁閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2(b)為下疊梁閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2(c)為取水疊梁閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2(d)為固定疊梁閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3為分層取水器上滑槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為上疊梁閥與滑槽的裝配過程示意圖；
[0034]圖5為分層取水器工作原理圖(分層取水口位于下部)；
[0035]圖6為分層取水器工作原理圖(分層取水口位于中部)；
[0036]圖7為分層取水器工作原理圖(分層取水口位于上部)；
[0037]圖8為溫度控制器示意圖；
[0038]圖9為蓄熱水箱溫度分層圖；
[0039]圖10為蓄熱水箱內(nèi)流速分布圖；
[0040]圖中標(biāo)號代表:I一蓄熱水箱，2—分層取水器，3—疊梁閥區(qū)，4一太陽能集熱供水端，5一太陽能集熱回水端，6一補水管，7一排污管，8一米暖回水端，9一米暖供水端，10一閥門，11 一分層取水口，12a—上疊梁閥，12b—下疊梁閥，12c—取水疊梁閥，12d—固定疊梁閥，12e—第一折板，12f—第二折板，12g一第二折板，12h—第四折板，13一電機，14一滾輪，15—取水溫度控制器，16—溫度傳感器，17—掛鉤，18—鋼絲繩，19一數(shù)據(jù)傳輸線，20—滑槽。
【具體實施方式】
[0041]遵從上述技術(shù)方案，如圖所示，一種太陽能分層蓄熱水箱I定向取水裝置，包括蓄熱水箱I，蓄熱水箱I頂部連接有太陽能集熱供水端4，蓄熱水箱I底部側(cè)面連接有太陽能集熱回水端5，所述的蓄熱水箱I內(nèi)壁上安裝有分層取水器2，分層取水器2上活動式設(shè)置有分層取水口 11，分層取水口 11可在垂直于水平面的方向上移動;分層取水器2內(nèi)部與穿出蓄熱水箱I的采暖供水端9連通，采暖回水端8連接在蓄熱水箱I底部側(cè)面上;蓄熱水箱I中的水自分層取水口 11進入到分層取水器2內(nèi)部，經(jīng)過采暖供水端9提供給用戶。
[0042]本發(fā)明的基本原理是，由于蓄熱水箱I中的水溫是分層的，為了滿足不同用戶的使用需求，需要自不同的水溫層中取水供給給用戶。然而水溫層又是在一定范圍內(nèi)變動的，因此取水部位不能是固定的。本方案提出的這種結(jié)構(gòu)，可根據(jù)水溫層的不斷變化來調(diào)整取水位置，以在不同的情況下均能將合適溫度的水供給給用戶。
[0043]本方案的蓄熱水箱I可采用如圖1所示的矩形體結(jié)構(gòu)，其中太陽能集熱供水端4連接在蓄熱水箱I的上部，來自太陽能熱水器的熱水自蓄熱水箱I的上部進入到蓄熱水箱I中，以提升蓄熱水箱I內(nèi)部的水溫;太陽能集熱回水端5連接在蓄熱水箱I底部側(cè)面，蓄熱水箱I中下部的水通過該回水端進入太陽能熱水器中加熱。為彌補因各種原因?qū)е碌男顭崴銲水量減少，本方案在蓄熱水箱I底部側(cè)面還連接有補水管6，以向蓄熱水箱I內(nèi)部補充自來水。另外，蓄熱水箱I底部設(shè)置有排污管7，用于排空水箱內(nèi)的水，方便水箱內(nèi)部的檢修;本方案中所有提及的連接管道的端口上均安裝有閥門10，方便根據(jù)需要調(diào)整開度。
[0044]本方案中設(shè)置了活動式分層取水口11結(jié)構(gòu)，該分層取水口 11可以在豎直方向上活動；由于前面的分析，水箱中的水溫是在豎直方向上分層的，因此只需要調(diào)整分層取水口 11對應(yīng)某一個水溫層，即可持提供特定溫度的水溫。將分層取水口 11位置調(diào)整好之后，蓄熱水箱I中的熱水自分層取水口 11進入到分層取水器2內(nèi)部，繼而通過采暖供水端9提供給用戶。
[0045]在本方案中，為了便于分層取水口11的設(shè)置，分層取水口 11開設(shè)于一個取水疊梁閥12c上，取水疊梁閥12c活動式安裝在分層取水器2上。這樣就可以通過調(diào)整取水疊梁閥12c的位置來改變分層取水口 11的位置。
[0046]更具體地，分層取水器2上沿