一种梯度升温式太阳能储热水箱的制作方法

本实用新型涉及太阳能装置领域，特别是一种梯度升温式太阳能储热水箱。

背景技术：

在倡导节能环保的今天,太阳能热水器越来越多的被应用于生活中,太阳能热水器的基本工作原理是通过导热介质吸收太阳能集热装置的热能，并将热能通过热传导的方式借助介质导管加热水箱内的水，目前太阳能储热水箱均采用整体式水箱，即水箱内部为一个整体空腔，导热介质加热整个水箱内的水所需的时间较长，尤其是遇到阳光照射不充足的区域。现在很多太阳能热水器的水箱内内置电加热器，在遇到热水供应不足或者阳光不充足的情况下，会启动电加热器对水箱内的水进行加热，但要将整个水箱内的水加热到一定温度所需要的时间及电能还是很多的，而人们生活用水往往又不需要整个水箱内的水，因此很多热量会由于不使用而无形中损失。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是如何通过对太阳能储热水箱的合理设计，起到提高加热效率，降低能量损耗的作用，本实用新型充分利用了在通过导热介质加热水箱内水过程中热水层总是处于水位最上层的原理，提供了一种梯度升温式太阳能储热水箱。

为解决上述技术问题，本实用新型是按如下方式实现的：本实用新型所述一种梯度升温式太阳能储热水箱包括储热桶及设置于储热桶内的介质导管；所述储热桶内部还包括将储热桶内腔分割为若干封闭的水箱隔断的隔热板，所述介质导管从储热桶左侧的较低位置斜向穿过储热桶内部的隔热板，并从储热桶右侧较高位置处伸出；所述隔热板上端固定连接有连通导管，连通导管将左侧和右侧相邻的两个水箱隔断连通，连通导管一端伸入隔热板左侧的水箱隔断上部，另一端伸入隔热板右侧的水箱隔断底部。

所述储热桶左侧设置冷水入口，右侧设置热水出口。

所述储热桶左侧设置换热介质入口，右侧设置换热介质出口。

所述储热桶内最右侧水箱隔断内设置有电加热器。

所述连通导管为7字形，连通导管的上端部伸入隔热板左侧的水箱隔断上部，连通导管的下端伸入隔热板右侧的水箱隔断底部。

所述储热桶的筒壁外侧设置保温层。

所述介质导管的管路上可配置循环泵，促进管路内部的导热介质流动传导热量，以提高导热效率。

本实用新型的积极效果：本实用新型所述一种梯度升温式太阳能储热水箱通过对太阳能储热水箱的合理设计，起到提高加热效率，降低能量损耗的作用。本实用新型通过隔热板分割出来若干独立的储热空间，彼此相邻的水箱隔断之间通过连通导管实现了水流的流通，利用导热介质加热水箱内水过程中热水层总是处于水位最上层的原理，左侧水箱隔断上方为热水层，热水层中的热水通过连通导管流向了右侧水箱隔断下方，最终形成了靠右侧的水箱隔断内的水温要比靠左侧的水箱隔断内的水温整体温度要高，从而将整个水箱内部空间分割为了若干温度不相同的水箱隔断。由于隔热板及连通导管的特殊设计，热量无法实现从右往左的传递过程，因此实现了将有限的热量尽可能的汇集在最右侧水箱隔断内，以便满足用水者的需求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的剖视图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是本实用新型使用状态示意图；

图5是本实用新型使用状态示意图；

图6是本实用新型使用状态示意图；

图7是本实用新型使用状态示意图。

图中，1储热桶、2介质导管、3换热介质出口、4热水出口、5电加热器、6连通导管、7隔热板、8冷水入口、9换热介质入口、10水箱隔断、11圆柱形水箱、12长方形水箱、13太阳能集热器、14长度调节支杆、15水箱支架、16固定锁带、17集热器介质循环入口。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型所述一种梯度升温式太阳能储热水箱包括储热桶1及设置于储热桶1内的介质导管2，所述储热桶1的筒壁外侧设置保温层；所述储热桶1内部还包括将储热桶1内腔分割为若干封闭的水箱隔断10的隔热板7，所述介质导管2从储热桶1左侧的较低位置斜向穿过储热桶1内部的隔热板7，并从储热桶1右侧较高位置处伸出；所述隔热板7上端固定连接有连通导管6，连通导管6将左侧和右侧相邻的两个水箱隔断10连通，连通导管6一端伸入隔热板7左侧的水箱隔断10上部，另一端伸入隔热板7右侧的水箱隔断10底部。

所述储热桶1左侧设置冷水入口8，右侧设置热水出口4。

所述储热桶1左侧设置换热介质入口9，右侧设置换热介质出口3。

所述储热桶1内最右侧水箱隔断10内设置有电加热器5。

所述连通导管6为7字形，连通导管6的上端部伸入隔热板7左侧的水箱隔断10上部，连通导管6的下端伸入隔热板7右侧的水箱隔断10底部。

所述介质导管2的管路上可配置循环泵，促进管路内部的导热介质流动传导热量，以提高导热效率。介质导管2也可设置成与储热桶1中心轴线平行的结构，这样结构上简单了，但必须配置循环泵做一个强制循环，才能满足高效热传导。

所述隔热板7分割出来的每个水箱隔断10均为一个独立的储热空间，彼此相邻的水箱隔断10之间通过连通导管6实现了水流的流通，利用导热介质加热水箱内水过程中热水层总是处于水位最上层的原理，左侧水箱隔断10上方为热水层，热水层中的热水通过连通导管6流向了右侧水箱隔断10下方，最终形成了靠右侧的水箱隔断10内的水温要比靠左侧的水箱隔断10内的水温整体温度要高，从而将整个水箱内部空间分割为了若干温度不相同的水箱隔断10，在用水时仅从最右侧的温度较高的水箱隔断10中取水，电加热时也仅仅加热最右侧的水箱隔断10内的水，这样可以让用水者很快的用到热水。

该实用新型的结构尤其适用于光照时间短，光照不足的区域，该区域在需要在有限的时间内加热水箱内的水，但往往由于日照不足，时间不够，导致一整箱水的水温达不到使用要求，在采用电加热器5加热时，往往又由于用不了一整箱热水，而造成了热水的浪费。本实用新型从水箱结构上彻底解决了该技术问题，在短时间内，将有限的热量通过水箱内部热量的传递，逐级传导至最右侧水箱隔断10，而且由于隔热板7及连通导管6的特殊设计，热量无法实现从右往左的传递过程，因此实现了将有限的热量尽可能的汇集在最右侧水箱隔断10内，以便满足用水者的需求。

作为具体实施例，上述储热桶1可设计成圆筒状（如图3所示）或者是长方形（如图4所示）都是可以的，基本结构一样，形状不同不会影响本实用新型的使用效果，并且该储热水箱可适用于不同结构的太阳能热水器中，包括与建筑集成为一体结构的或者安装于太阳能支架上，具体使用案例如下：

具体实施例1：

如图4所示，将储热桶1设计成长方体，可以集成安装于凉台上替代凉台护栏的上栏杆或者安装于阳台护栏外侧，构成一个平台。储热桶1下方安装太阳能集热器13，太阳能集热器跟储热桶1构成铰连接，太阳能集热器13下方通过长度调节支杆14支撑，可以起到调节太阳能集热器13角度的作用。

具体实施例2：

如图5所示，将储热桶1设计成圆筒形，并安装于水箱支架15与太阳能集热器13之间，一般可选择通过固定锁带16的方式将储热桶1与水箱支架15固定，水箱支架15可直接固定在建筑的墙壁上，目前有些建筑外侧会设计出小平台用于搁置空调外机等物件，此结构的太阳能热水器也可以搁置于小平台上。

具体实施例3：

如图6所示，将储热桶1设计成圆筒形，并安装于水箱支架15顶部，水箱支架15可直接固定在建筑的墙壁上，或者可以跟传统的太阳能热水器一样放置于屋顶等位置处。

具体实施例4：

如图7所示，该结构是一种采用太阳能热水器替代传统凉台的护栏的机构设计，将储热桶1设计成长方体结构，对称的设置两个，太阳能集热器安装于两个对称设置储热桶1之间，可起到护栏作用，储热桶1可起到凉台支撑及储水的双重作用。

具体实施例5：

我们一般的凉台结构大多为长方体，凉台内侧的顶部均有一个内凹的长方形的扁平凹槽，将储热桶1设计成长方体结构，直接内嵌于扁平的长方形的凹槽内，与凉台的顶部集成为一体，这样提高了空间使用效率。

上面所述的只是用图解说明本实用新型相关的一种梯度升温式太阳能储热水箱的一些功能结构原理，由于对相同技术领域的技术人员来说很容易在此基础上进行若干的修改，因此本说明书并非要将本实用新型所述的一种梯度升温式太阳能储热水箱局限在所示或者所述的具体机构及适用范围内，故凡是可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型专利的保护范围。