一种太阳能分层蓄热水箱定向取水装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能的热利用技术领域，涉及太阳能蓄热水箱分层按需取水技术，具体涉及一种可根据用热系统水温需求变化的定向取水装置，既保证用户系统热利用效果，又提高了太阳能热利用效率。
【背景技术】
[0002]我国大多数采暖地区太阳能资源丰富，而利用太阳能采暖是一项符合可持续发展战略的技术。但要利用太阳能热能采暖，必须克服太阳能周期性和随机性的缺点，而利用蓄热装置对热量进行蓄调是解决此问题的有效途径。尤其随着国民经济的发展，生活水平的提高，城镇化发展进程的不断加快，在太阳能富区建立太阳能集中供热热站成为可能，而大型太阳能蓄热技术将被应用。
[0003]蓄热水箱蓄热是简便易行的太阳能蓄热技术。太阳能蓄热水箱集热器高温出水管、采暖系统供水管通常设置于水箱顶部，而集热器回水管、采暖系统回水和自来水补水常置于水箱底部。受太阳能集热器进出口水温度、采暖供回水温度以及进出水管流速等因素的影响，水箱内存在明显的竖向水温差异，导致温度较高的水因为密度小而向上流动，温度较低的水因为密度大而向下流动，形成温度分层的现象。这种分层不仅能够提高集热器的效率和太阳能保证率，而且为用户不同的水温需求提供了可能性。
[0004]但目前生产的水箱大多采用固定供回水管路的形式，供回水只能从固定位置离开或进入蓄热水箱。由于天气原因导致集热器集热量不同使得蓄热水箱的蓄热产生不同，从而会使温度分层不同，这就使得向用户供应的水温产生波动，不易稳定。可以说这种固定管路的形式会使供水温度与用户需求出现不匹配的现象。对于大型蓄热水箱此问题更为严重。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术中存在的太阳能蓄热水箱取水口位置固定、不能根据水箱内温度分层进行灵活取水的缺陷，本发明的目的在于，提供一种内置于太阳能蓄热水箱中，可根据用户取水温度需求，进行分层取水的装置，该装置结构简单，操作灵活，能有效解决现有太阳能蓄热水箱中存在的问题，达到分层取水的目的。
[0006]为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案:
[0007]—种太阳能分层蓄热水箱定向取水装置，包括蓄热水箱，蓄热水箱顶部连接有太阳能集热供水端，蓄热水箱底部侧面连接有太阳能集热回水端，所述的蓄热水箱内壁上安装有分层取水器，分层取水器上活动式设置有分层取水口，分层取水口可在垂直于水平面的方向上移动;分层取水器内部与穿出蓄热水箱的采暖供水端连通，采暖回水端连接在蓄热水箱底部侧面上；蓄热水箱中的水自分层取水口进入到分层取水器内部，经过采暖供水端提供给用户。
[0008]进一步地，所述的分层取水口开设于一个取水叠梁阀上，取水叠梁阀活动式安装在分层取水器上。
[0009]进一步地，所述的分层取水器上沿垂直于水平面的方向上开设有滑槽，取水叠梁阀安装在滑槽中，取水叠梁阀通过在滑槽中滑动来改变分层取水口的位置。
[0010]进一步地，所述的滑槽平行设置至少一个，滑槽的分布方向为靠近分层取水器内部的方向；其中安装取水叠梁阀的滑槽位于最外部，其余的滑槽中均安装有可在滑槽中滑动的挡水阀，挡水阀与取水叠梁阀活动式连接。
[0011]进一步地，所述的取水叠梁阀包括矩形板体，取水叠梁阀的一对上表面边缘分别垂直设置有第三折板和第四折板，所述的分层取水口开设于取水叠梁阀的中部。
[0012]进一步地，所述的挡水阀包括上叠梁阀和下叠梁阀，上叠梁阀和下叠梁阀均包括矩形板体，在上叠梁阀和下叠梁阀的两端均分别垂直设置有第一折板和第二折板，其中:
[0013]上叠梁阀的第一折板垂直设置在上叠梁阀一端的上表面边缘，第二折板设置在上叠梁阀另一端边缘且第二折板延伸出上叠梁阀的上表面和下表面；
[0014]下叠梁阀的第一折板垂直设置在下叠梁阀一端的上表面边缘，第二折板设置在下叠梁阀另一端的下表面边缘。
[0015]进一步地，所述的滑槽内侧对称设置有一对固定叠梁阀，固定叠梁阀的纵向截面呈L形，其中一个固定叠梁阀固定于分层取水器的顶部，另一个固定叠梁阀固定于分层取水器的底部。
[0016]进一步地，所述的取水叠梁阀的上部通过至少一个上叠梁阀与位于上方的固定叠梁阀连接，取水叠梁阀的下部通过至少一个下叠梁阀与位于下方的固定叠梁阀连接。
[0017]进一步地，所述的一个以上的上叠梁阀中，其中一个上叠梁阀上设置有挂钩，挂钩通过钢丝绳与设置在蓄热水箱顶部的、由电机驱动的滚轮连接。
[0018]进一步地，所述的分层取水口上安装有温度传感器，温度传感器与一个取水温度控制器连接，取水温度控制器与所述的电机连接。
[0019]进一步地，所述的蓄热水箱底部侧面设置有补水管。
[0020]本发明与现有技术相比具有以下技术特点:
[0021]1.增强了取水的高度灵活性，大大满足用户的需求
[0022]通过温度感应器测得的取水口温度以及控制器用户预设的取水温度，控制取水口在不同温度水层间移动，直到达到用户所需温度为止。这样一方面可以增强蓄热水箱的取水灵活性，一方面又可最大程度的满足用户水温需求。
[0023]2.实现取水的自动控制，保持取水温度的稳定性
[0024]用户预设的取水温度一旦设定，则系统会根据测得水温而实现自动的控制，保证取水温度的恒定，而不用再担心由于天气原因导致水箱温度分布差异以致影响取水温度稳定性的问题。
[0025]3.结构简单，安装方便，成本有限
[0026]此发明只是在传统蓄热水箱的基础上增加了一个取水装置。其中叠梁阀和取水腔可以方便的制作出来，安装的过程也十分简便，同时卷扬机的运行费用也不高，因此可以说此装置所增加的成本是有限的。
【附图说明】
[0027]图1为本发明的整体结构示意图；
[0028]图2(a)为上叠梁阀的结构示意图；
[0029]图2(b)为下叠梁阀的结构示意图；
[0030]图2(c)为取水叠梁阀的结构示意图；
[0031]图2(d)为固定叠梁阀的结构示意图；
[0032]图3为分层取水器上滑槽的结构示意图；
[0033]图4为上叠梁阀与滑槽的装配过程示意图；
[0034]图5为分层取水器工作原理图(分层取水口位于下部)；
[0035]图6为分层取水器工作原理图(分层取水口位于中部)；
[0036]图7为分层取水器工作原理图(分层取水口位于上部)；
[0037]图8为温度控制器示意图；
[0038]图9为蓄热水箱温度分层图；
[0039]图10为蓄热水箱内流速分布图；
[0040]图中标号代表:I一蓄热水箱，2—分层取水器，3—叠梁阀区，4一太阳能集热供水端，5一太阳能集热回水端，6一补水管，7一排污管，8一米暖回水端，9一米暖供水端，10一阀门，11 一分层取水口，12a—上叠梁阀，12b—下叠梁阀，12c—取水叠梁阀，12d—固定叠梁阀，12e—第一折板，12f—第二折板，12g一第二折板，12h—第四折板，13一电机，14一滚轮，15—取水温度控制器，16—温度传感器，17—挂钩，18—钢丝绳，19一数据传输线，20—滑槽。
【具体实施方式】
[0041]遵从上述技术方案，如图所示，一种太阳能分层蓄热水箱I定向取水装置，包括蓄热水箱I，蓄热水箱I顶部连接有太阳能集热供水端4，蓄热水箱I底部侧面连接有太阳能集热回水端5，所述的蓄热水箱I内壁上安装有分层取水器2，分层取水器2上活动式设置有分层取水口 11，分层取水口 11可在垂直于水平面的方向上移动;分层取水器2内部与穿出蓄热水箱I的采暖供水端9连通，采暖回水端8连接在蓄热水箱I底部侧面上;蓄热水箱I中的水自分层取水口 11进入到分层取水器2内部，经过采暖供水端9提供给用户。
[0042]本发明的基本原理是，由于蓄热水箱I中的水温是分层的，为了满足不同用户的使用需求，需要自不同的水温层中取水供给给用户。然而水温层又是在一定范围内变动的，因此取水部位不能是固定的。本方案提出的这种结构，可根据水温层的不断变化来调整取水位置，以在不同的情况下均能将合适温度的水供给给用户。
[0043]本方案的蓄热水箱I可采用如图1所示的矩形体结构，其中太阳能集热供水端4连接在蓄热水箱I的上部，来自太阳能热水器的热水自蓄热水箱I的上部进入到蓄热水箱I中，以提升蓄热水箱I内部的水温;太阳能集热回水端5连接在蓄热水箱I底部侧面，蓄热水箱I中下部的水通过该回水端进入太阳能热水器中加热。为弥补因各种原因导致的蓄热水箱I水量减少，本方案在蓄热水箱I底部侧面还连接有补水管6，以向蓄热水箱I内部补充自来水。另外，蓄热水箱I底部设置有排污管7，用于排空水箱内的水，方便水箱内部的检修;本方案中所有提及的连接管道的端口上均安装有阀门10，方便根据需要调整开度。
[0044]本方案中设置了活动式分层取水口11结构，该分层取水口 11可以在竖直方向上活动；由于前面的分析，水箱中的水温是在竖直方向上分层的，因此只需要调整分层取水口 11对应某一个水温层，即可持提供特定温度的水温。将分层取水口 11位置调整好之后，蓄热水箱I中的热水自分层取水口 11进入到分层取水器2内部，继而通过采暖供水端9提供给用户。
[0045]在本方案中，为了便于分层取水口11的设置，分层取水口 11开设于一个取水叠梁阀12c上，取水叠梁阀12c活动式安装在分层取水器2上。这样就可以通过调整取水叠梁阀12c的位置来改变分层取水口 11的位置。
[0046]更具体地，分层取水器2上沿