一种太阳能热水设备中的水箱结构的制作方法

文档序号:15016597发布日期:2018-07-24 23:43阅读:184来源:国知局

本发明属于太阳能利用技术领域,涉及一种太阳能热水设备中的水箱结构。



背景技术:

太阳能热水器等,均需要设计太阳能的水循环,如太阳能热水器中,水的循环使通过水泵驱动的,以提供热水的储存、冷水的进入、冷热水的混合交换等,而太阳能的收集是通过集热器实现的,集热器内的循环工质受温度差异而在集热管内流动,从而吸受太阳能,并将热量储存至水中。

可以看出,现有技术中,存在如下缺陷:一、水的循环需要水泵驱动,且需要电子控制设备,以应对不同太阳光照强度下水的循环速度和循环效率;二、结构复杂,需要多种电子设备,增加成本和维护难度,且容易失效;三、循环工质的流动,完全利用其受热气化和受冷冷凝,实现流动,效率较低,由于各部位集热管的受热情况不一,导致水箱内水的受热程度不一,从而影响电子器材的判断精度和水循环的精度。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题,提供一种太阳能热水设备中的水箱结构,本发明所要解决的技术问题是如何利用水箱的结构,重复利用集热管的热量。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种太阳能热水设备中的水箱结构,其特征在于,本太阳能热水设备包括水箱和设置在水箱内的加热装置,所述水箱呈圆盘状,所述加热装置包括均匀分布在水箱内的若干个集热管,所述集热管呈扇形,所述集热管为片状,所述集热管的两个曲边、上表面和下表面形成一密封的循环腔,所述循环腔内填充有循环工质,所述循环腔的上层为受热区,所述循环腔的下层为散热区,各集热管周向均匀分布在水箱的圆点外侧,所述散热区和受热区之间形成储水腔;所述储水腔内具有一能够对水进行搅拌的搅拌桨,所述水箱外包裹有一护套,所述护套与水箱外壁之间为中空结构;所述护套的上层为透明材质,集热管的上表面涂有吸热涂层。

散热区即为冷凝区,对水箱内的冷水进行加热,本方案的好处在于,太阳光照射在集热管上,能够在扇形的集热管的作用下,循环工质在集热管内快速的流通,且流通过程中呈区域逐渐扩大、至逐渐减小,最后回归最小处的散热区处的液体状,配合循环工质的膨胀气化和冷凝特点,进行导流,具有加热效率高、热利用率高等优点。

储水腔位于集热管内,能够重复利用集热管的热量,且循环工质的冷凝效果也更好。

在上述的一种太阳能热水设备中的水箱结构中,所述水箱的轴线处具有一安装孔,所述安装孔的上端具有一直径大于安装孔的台阶孔,所述台阶孔内设置有一凹透镜,所述凹透镜的折射方向朝向集热管内端的循环腔内。

凸透镜的作用是在各集热管的中部形成一集中受热区,高温气化循环工质,从而驱使循环工质在集热管的内端向上运行,对循环工质进行逐流,不但能够提高循环工质的利用效率,而且还能够在集热管的内端形成涡流,因为该区域内为液态循环工质和气态循环工质的交替区域。

在上述的一种太阳能热水设备中的水箱结构中,所述集热管的内端所在的水平面高出所述集热管的外端所在的水平面。

在集热管的顶部形成凸起状,能够最大程度的提高受光面积,减小安装本设备时倾角的限制。

在上述的一种太阳能热水设备中的水箱结构中,相邻集热管的外端之间相互连通。

为了减小因为安装倾角、受热不均等情况下,对水箱内水温的不均匀性造成影响,相邻集热管的外端之间相互连通,在外端开设溢流孔,实现连通,在受热不均时,相互之间能够实现循环工质的互补和流通,从而使整个设备中各集热管内的循环工质具有更好的利用率。

在上述的一种太阳能热水设备中的水箱结构中,各所述储水腔均连接一进水管,所述安装孔的下端连接一出水管,所述安装孔与各储水腔之间均通过一通水孔相通。

热水由安装孔处的出水管供出,由进水管在负压作用下进入水箱。

在上述的一种太阳能热水设备中的水箱结构中,所述循环工质为乙二醇溶液。

在上述的一种太阳能热水设备中的水箱结构中,所述集热管有六根。

附图说明

图1是本太阳能热水设备的整体结构示意图。

图2是本热水设备中水箱的结构示意图。

图3是图1中局部A的放大图。

图4是转轴的结构示意图。

图中,1、护套;2、水箱;3、集热管;31、循环腔;32、储水腔;41、安装孔;42、台阶孔;43、凹透镜;44、搅拌桨;45、短轴;46、锥齿轮;51、转轴;52、齿圈一;53、齿圈二;54、环槽;55、涡轮;56、端盖;61、进水管;62、出水管;63、通水孔;64、螺纹槽;65、挡片。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2和图3所示,本太阳能热水设备包括水箱2和设置在水箱2内的加热装置,水箱2呈圆盘状,加热装置包括均匀分布在水箱2内的若干个集热管3,集热管3呈扇形,集热管3为片状,集热管3的两个曲边、上表面和下表面形成一密封的循环腔31,循环腔31内填充有循环工质,循环腔31的上层为受热区,循环腔31的下层为散热区,各集热管3周向均匀分布在水箱2的圆点外侧,散热区和受热区之间形成储水腔32。

散热区即为冷凝区,对水箱2内的冷水进行加热,本方案的好处在于,太阳光照射在集热管3上,能够在扇形的集热管3的作用下,循环工质在集热管3内快速的流通,且流通过程中呈区域逐渐扩大、至逐渐减小,最后回归最小处的散热区处的液体状,配合循环工质的膨胀气化和冷凝特点,进行导流,具有加热效率高、热利用率高等优点。

储水腔32位于集热管3内,能够重复利用集热管3的热量,且循环工质的冷凝效果也更好。

水箱2外包裹有一护套1,护套1与水箱2外壁之间为中空结构;护套1的上层为透明材质,集热管3的上表面涂有吸热涂层。

水箱2的轴线处具有一安装孔41,安装孔41的上端具有一直径大于安装孔41的台阶孔42,台阶孔42内设置有一凹透镜43,凹透镜43的折射方向朝向集热管3内端的循环腔31内;凸透镜的作用是在各集热管3的中部形成一集中受热区,高温气化循环工质,从而驱使循环工质在集热管3的内端向上运行,对循环工质进行逐流,不但能够提高循环工质的利用效率,而且还能够在集热管3的内端形成涡流,因为该区域内为液态循环工质和气态循环工质的交替区域。

集热管3的内端所在的水平面高出集热管3的外端所在的水平面;在集热管3的顶部形成凸起状,能够最大程度的提高受光面积,减小安装本设备时倾角的限制。

相邻集热管3的外端之间相互连通;为了减小因为安装倾角、受热不均等情况下,对水箱2内水温的不均匀性造成影响,相邻集热管3的外端之间相互连通,在外端开设溢流孔,实现连通,在受热不均时,相互之间能够实现循环工质的互补和流通,从而使整个设备中各集热管3内的循环工质具有更好的利用率。

如图1和3所示,储水腔32内具有一搅拌桨44,搅拌桨44的外端与集热管3的内壁之间转动连接,搅拌桨44的内端固定设置有一短轴45,短轴45转动连接在集热管3的内壁上,短轴45伸入安装孔41内,短轴45伸入安装孔41内的一端上固定设置有一锥齿轮46,安装孔41内转动连接有一转轴51,转轴51上具有与各锥齿轮46啮合的齿圈一52,转轴51的上端转动连接有一端盖56,端盖56上具有与各锥齿轮46啮合的齿圈二53,齿圈一52和齿圈二53之间形成一环槽54,各锥齿轮46位于环槽54内;短轴45上固定设置有位于循环腔31内的涡轮55。

在集热管3内端形成的涡流,对涡轮55形成驱动力,使其旋转,一方面可以驱使搅拌桨44旋转,对水箱2内的水进行搅拌,从而提高水的加热均匀性,防止水垢的形成,还能够利用搅拌桨44的旋转,驱使锥齿轮46旋转,锥齿轮46旋转带动齿圈一52旋转,从而使转轴51旋转,转轴51的旋转能够使各搅拌桨44的旋转速度保持一致,齿圈二53的设置和环槽54的设置,能够对各锥齿轮46进行定位,保持相互之间的相对平稳性和可靠性。

如图1所示,各储水腔32均连接一进水管61,安装孔41的下端连接一出水管62,安装孔41与各储水腔32之间均通过一通水孔63相通;热水由安装孔41处的出水管62供出,由进水管61在负压作用下进入水箱2。

如图3和图4所示,转轴51上开设有螺纹槽64,螺纹槽64内具有若干挡片65,挡片65能够与出水孔的内壁之间密封;螺纹槽64的设置,类似与阀柱,能够在挡片65的隔档和密封作用下,使螺纹槽64形成多个储水槽,在转轴51的旋转下,使水箱2内的热水供出,从而水箱2内形成负压,负压作用下能够从进水管61进水,进水管61连接外接的水源;循环工质为乙二醇溶液;热管3有六根。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

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