一种分区加热式水箱的制作方法

文档序号:11704378阅读:381来源:国知局

本实用新型涉及水箱设备领域,特别是涉及一种分区加热式水箱。



背景技术:

由于空气能具有成本低,获取方便等优点,已广泛应用在太阳能空气能系统中,现有技术中,太阳能空气能系统一般将空气能热泵系统的冷凝器放到太阳能水箱内,水箱通过吸收太阳能和空气能产生的热量进行制热。

当水箱温度低于一定值时,没阳光条件下通过空气能单独加热,当水箱水温达到一定值时停止加热;有阳光条件下通过太阳能和空气能一起加热,当水温达到一定值后空气能热泵系统停止加热,太阳能继续加热。

然而,由于太阳能加热不受温度限制,只要光线足够,太阳能真空管可以不断吸收太阳能制热,导致水箱内水温较高。现有技术中,将空气能热泵系统中的冷凝器长期浸泡在高温的水箱里,会加速冷凝器的腐蚀速度,也会加快冷凝器上水垢的生成,影响换热效果和使用寿命。

并且,随着水温升高,空气能制热系统中的冷凝器温度逐渐升高,冷凝温度跟着升高,系统制热量下降,功率逐渐升高,导致能效比下降,过高的水温会引起空气能制热系统的排起保护。

因此,如何提高水箱的制热效率,是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种分区加热式水箱,该分区加热式水箱通过分区设置,能够有效的提高自身的制热效率,节约能源,提高空气能制热系统中冷凝器的使用寿命。

为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:

一种分区加热式水箱,包括外壳,所述外壳的内腔上部设有高温胆,下部设有低温胆,所述高温胆与所述低温胆之间通过若干连通管连通,所述高温胆上设有太阳能真空管接口,所述低温胆中设有空气能换热器。

优选的,所述低温胆的中部一侧开设有工质进口,另一侧开设有工质出口,所述换热器的一端与所述工质进口连接,另一端与所述工质出口连接。

优选的,所述低温胆的底部侧面设有冷水进口。

优选的,所述低温胆的底部侧面设有排污口。

优选的,所述外壳与所述高温胆以及所述外壳与所述低温胆之间均设有保温层。

优选的,所述高温胆的上部一侧设有泄压阀,所述泄压阀可以在所述高温胆中的压力大于预设压力值时开启。

优选的,所述高温胆的上部侧面还设有热水出口。

本实用新型所提供的分区加热式水箱,包括外壳,所述外壳的内腔上部设有高温胆,下部设有低温胆,所述高温胆与所述低温胆之间通过若干连通管连通,所述高温胆上设有太阳能真空管接口,所述低温胆中设有空气能换热器。该分区加热式水箱,通过分区加热设计,可提高制热系统制热量和能效比;并且利用冷热水自然对流原理的设计,确保高温胆热水输出率;同时,空气能换热器安装在低温胆中,保证其一直处于低温环境,有利于防止换热器被腐蚀,提高产品使用寿命;该水箱还通过太阳能与空气能的组合方式制热,制热效果可靠。

在一种优选实施方式中,所述高温胆的上部一侧设有泄压阀,所述泄压阀可以在所述高温胆中的压力大于预设压力值时开启。上述设置,随着水箱温度的升高,水箱内压力逐渐增大,当水箱内的压力达到一定值时,水箱可通过所述泄压阀向外排气,确保水箱安全运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的分区加热式水箱一种具体实施方式的结构示意图;

其中:泄压阀1、工质进口2、冷水进口3、保温层4、低温胆5、换热器6、连通管7、高温胆8、太阳能真空管接口9、外壳10、排污口11、工质出口12、热水出口13。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种分区加热式水箱,该分区加热式水箱能够显著的提高自身的制热效率,节约能源,节能、耐用。

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1,图1为本实用新型所提供的分区加热式水箱一种具体实施方式的结构示意图。

在该实施方式中,分区加热式水箱包括外壳10,外壳10的内腔上部设有高温胆8,下部设有低温胆5,具体的,高温胆8和低温胆5可以由外壳10的内腔中部设置隔层形成,也可以为相互独立两个胆体结构安装在外壳10的内腔中形成的,高温胆8与低温胆5之间通过若干连通管7连通,以实现高温胆8和低温胆5中的液体上下对流,高温胆8上设有太阳能真空管接口9,低温胆5中设有空气能换热器6,当然,空气能换热器6上还应当连接有压缩机等空气能制热系统中所必须采用的设备。

具体的,低温胆5的中部一侧开设有工质进口2,即工作介质进口,另一侧开设有工质出口12,即工作介质出口,工作介质即冷媒,空气能换热器6的一端与工质进口2连接,另一端与工质出口12连接,经过压缩机压缩后的冷媒通过工质出口12流入空气能换热器6中,与低温胆5中的水进行热交换,冷媒散热,加热后的水会流动至高温胆8中。

当然,工质进口2和工质出口12的位置设定可以根据需要选择,能够满足换热器6安装后四周可以完全与周围的液体接触,保证换热器6与液体的接触面积足够大即可。

优选的,为了提高外壳10的使用寿命,外壳10可以选为金属外壳10,或者其他耐热塑料外壳10,同时,外壳10优选为方形外壳10,便于功能口的开设,当然,外壳10的结构和材质并不局限于本实施例给出的结构和材质。

该分区加热式水箱,通过分区加热设计和上下结构设计,将空气能制热系统中的换热器6设置于水箱的下部,利用冷热水自然对流原理,使下部低温胆5水温比高温胆8水温低;由热速率方程可知,在低温的换热介质里,加大冷媒温度和换热介质温差,可提高制热量;温度较低的换热介质还可以降低制冷系统冷凝温度,较低的冷凝温度可提高系统制热量和能效比;该水箱通过多温区多胆设计,系统可用太阳能与空气能、太阳能与地热、太阳能与水源制热等多能源组合使用,使该水箱可使用多种能源进行制热。

优选的,低温胆5的底部侧面设有冷水进口3,即该水箱的水通过冷水进口3补充。

优选的,低温胆5的底部侧面设有排污口11。

在上述任意实施方式的基础上,外壳10与高温胆8以及外壳10与低温胆5之间均设有保温层4。在高温胆8以及低温胆5构成的内胆和外壳10间设有保温层4,将内胆与外界环境隔开,减少热传递接触面积和导热系数,实现对水箱的保温功能。保温层4的厚度和材质可以根据实际需要选择,在此不作进一步限定。

在一种优选实施方式中,高温胆8的上部一侧设有泄压阀1,泄压阀1可以在高温胆8中的压力大于预设压力值时开启。上述设置,随着水箱温度的升高,水箱内压力逐渐增大,当水箱压力达到一定值时,水箱可通过泄压阀1向外排气,确保证水箱安全运行。

优选的,高温胆8的上部侧面还设有热水出口13。

具体的,通过多胆多温区设计,将制热能力不受温升影响的太阳能真空管设置于上部的高温胆8,将热水出口13设置于高温胆8的顶部,冷水进口3设置于底部。通过上述设计,高温胆8中的水可以加热到较高温度,向冷水进口3注水时可将整箱热水排出使用,这样每当使用热水时都可以用高温的整箱热水,提高了热水输出率。

需要说明的是,上述对于热水出口13、冷水进口3以及排污口11的位置设定均为优选方案,当然在不影响使用的前提下,也可以设置在其他位置,并不局限于本实施例所给出的方案。

具体的,本实施例所提供的分区加热式水箱,可以包括三种制热模式:

1、太阳能单独制热水功能的实施:

当光线充足时,分区加热式水箱采用太阳能制热系统,主要借助太阳能真空管制热水;太阳能真空管与水箱高温胆8连接,太阳能所吸收的热量用来对高温胆8的水加热,随着高温胆8水温的升高,高温胆8与低温胆5之间,高温胆8与真空管之间冷热水自然对流,热水往上升,冷水往下沉,太阳能制热水首先对高温胆8进行制热,随高温胆8水温逐渐升高,高温胆8经过连通管7将热量传给低温胆5,实现对整个水箱加热功能;随着整个水箱温度升高,水箱内压力逐渐增大,当水箱压力达到预设压力值时,水箱可通过泄压阀1向外排气,确保水箱安全运行。通过上述功能运行,水箱完成太阳能单独制热水功能的实施。

2、空气能制热系统制热水功能的实施:

当光线不足时,分区加热式水箱可通过空气能制热系统进行制热水;具体的,空气能制热系统吸收空气、废水等热源里的热量,经压缩机压缩后的冷媒进入低温胆5内的换热器6进行热交换制热水,根据冷热水自然对流原理,热水往上升,冷水往下沉,使得高温胆8内水温比低温胆5水温高,制热系统在制热过程首先对高温胆8进行制热,使低温胆5内换热器6长时间处于低温环境中,有利于提高空气能制热系统的制热量和能效比;随着高温胆8中的水温升高,高温胆8与低温胆5之间进行热传递,最终完成对整箱水的加热;当水温达到一定值时,空气能制热系统停止运行。通过上述功能的运行,水箱完成制热系统制热水功能的实施。

3、太阳能与其他能源组合制热水功能的实施:

当水箱水温低于一定值,并且阳光充足时,系统可通过太阳能与其他能源组合对水箱制热水;在多能源组合制热过程中,利用冷热水自然对流原理来保持低温胆5长时间处于低温环境,使制热系统长时间高效节能运行;随着高温胆8的水温升高,利用热传递对整个水箱进行制热。通过上述功能的运行,水箱完成太阳能与其他能源组合快速制热水功能的实施。

通过上述各种能源对水箱制热水功能的实施,使该分区加热式水箱制热更高效,更节能,更耐用。

该水箱通过高温胆8和低温胆5之间的连通管7连通,可实现单能源独立制热,也可多能源联动制热。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上述仅为本实用新型阐述该分区加热式多能源水箱的组成形式、功能原理和部分功能实施,本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,例如水箱内胆的数量、摆放形式、连通方式和所用材料种类的改变,凡是与本实用新型共同利用分区加热和冷热水自然对流来提高制热量和能效比的方式方法,均在本申请的保护范围内。

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