一种提高水箱分层效率的新型进水组件的制作方法

本发明属于太阳能蓄热、热泵系统与热水器，特别是涉及一种利用水箱提高输出热水效率的系统。

背景技术：

1、在能源问题日益突出的今天，热泵热水器和太阳能热水器得以广泛应用，提高热水器的使用效率已成为实现能源可持续发展的重点，而提高热水器的关键是如何提高热水器水箱的热水输出率。随着水箱内水的整体温度上升，水温自上而下呈现出由高到低的分层现象，这是因为水温越高其密度越小，热水在浮升力作用下往上流，冷水向下沉。目前现有的技术，热水器的进水组件，大多为直插式进水管或者折弯式进水管，冷水经过进水管，集中在水箱内胆底部，以达到冷水挤出水箱内热水的目的。然而，由于水流速度过快、压力过大，导致冷水进入水箱后扰动上层热水，在冷热水交界面形成紊流状态，原有的热水因为与冷水混合而降温，导致热水没有排完就已经被冷水混合或直接出冷水，从而降低了热水产出率，并需要重新加热，造成了能源的浪费。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：针对现在目前存在于水箱热水输出率较低的问题，提出了一种提高水箱分层效率的进水组件，该进水组件可以有效解决目前水箱所存在的问题，提高了水箱的热水输出率，提高了系统性能，并有效降低了系统的能耗。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明包括进水管、缓冲器和法兰密封连接件，其中，缓冲器包括一级缓冲器和二级缓冲器，一级缓冲器与进水管相连接，并包含在二级缓冲器内。

4、所述的进水管为长度在0.01～100米，内径在0.001～0.1米之间的圆柱形水管，其一端开放，另一端封闭。开放端用来与进水管路相连接，在靠近封闭端的一侧开若干等径的出水孔。所述进水管为直线型，所述的出水孔在进水管径向截面的圆周上所形成的夹角为10°~180°中的任意角度，所述的出水孔开孔朝向水箱桶壁且开孔大小一致，直径在0.001~0.1米。

5、所述的进水管进水口一端径向朝外形成翻边，所述带翻边的进水管可拆卸连接于法兰密封连接件上，所述的翻边与法兰密封连接件之间套设有密封垫圈。

6、所述的缓冲器包括一级缓冲器和二级缓冲器两部分，且进水管和一级缓冲器包含在二级缓冲器内部。

7、所述的一级缓冲器是一端为圆弧形端盖的封闭圆筒，其长度在0.001～100米，内径在0.001～1米之间。进水管与一级缓冲器连接端设置有径向出水口，且开孔大小一致。

8、所述的一级缓冲器的非圆弧端面中心开孔，其孔径与进水管外径相同，在圆弧形端面上均匀开孔，其开孔孔径小于等于进水管开孔孔径。

9、所述的二级缓冲器为一端为圆弧形端盖的封闭圆筒，其长度在0.002～200米，内径在0.002～2米之间的封闭圆筒，其圆弧形端盖为封闭端，另一端面上均匀开孔，其开孔孔径小于等于一级缓冲器开孔孔径，在开孔面的中心开有于进水管外径相同的圆孔。

10、所述的冷水进水口可设置在水箱底部或水箱顶部。

11、和现有技术相比，本发明的有益效果：

12、1、本发明所设计的进水管一端开放，另一端封闭，并在在靠近封闭端的一侧开若干等径的出水孔，因而降低了进水管的出水流速；

13、2、本发明所设计的采用法兰连接的方式将高效分水组件与水箱相连接，不仅密封性好，而且方便加工和安装；

14、3、本发明所设计的一级缓冲器包含进水管，且进水管出水口位于一级缓冲器内，利于冷水流出进水管后的流速进一步降低；此外，一级缓冲器的出水端为圆弧形结构，并且在圆弧面上开有呈均匀分布的小孔，有利于冷水流出一级缓冲器后的流速进一步降低；

15、4、本发明所设计的二级缓冲器包含一级缓冲器和进水管，且一级缓冲器出水口位于二级缓冲器内，利于冷水流出一级缓冲器后的流速进一步降低；此外，二级缓冲器的出水端面上开有呈均匀分布的小孔，有利于流进水箱内的冷水保持低速和均匀状态；；

16、5、本发明所设计的高效分水组件为嵌套式，具有结构节凑、方便安装等特点，同时，可有效降低冷水扰动上层热水，使水箱内的冷热水在交界面上形成层流状态，有效提高热水输出率。本发明较为适合我国的国情，将会具有十分巨大的经济、社会和生态效益，具有十分广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种提高水箱分层效率的进水组件，该组件竖直固定于水箱内部，包括进水管、缓冲器和法兰密封连接件，其中，缓冲器包括一级缓冲器和二级缓冲器，一级缓冲器与进水管相连接，并包含在二级缓冲器内。其特征在于，可以使得冷水均匀分流，减小冷水进入水箱的速度，进而有效降低冷水扰动上层热水，并在冷热水交界面形成层流状态，有利于冷热水分层，提高水箱的热水输出率。

2.根据权利要求1所述的一种提高水箱分层效率的进水组件，其特征在于一级缓冲器与进水管采用焊接的方式相连接，并置于二级缓冲器内，同时二级缓冲器与进水管也采用焊接的方式相连接。从而构成整个进水组件，并通过进水管的法兰与水箱相连接。

3.根据权利要求1所述的一种提高水箱分层效率的进水组件，其特征在于，进水管进水口一端径向朝外形成翻边，所述带翻边的进水管可拆卸连接于法兰密封连接件上，所述的翻边与法兰密封连接件之间套设有密封垫圈，整个组件可通过法兰与水箱连接。

4.根据权利要求1所述的一种提高水箱分层效率的进水组件，其特征在于，所述的进水管与一级缓冲器相连接，并在位于一级缓冲器内部的进水管上设置有径向出水口。

5.根据权利要求1所述的一种提高水箱分层效率的进水组件，其特征在于，所述的一级缓冲器一端为圆弧形端盖的封闭圆筒，并在圆弧端盖上开有呈均匀分布的小孔，进水管从另一开孔端插入进一级缓冲器，冷水从开有呈均匀分布小孔的圆弧端面流出一级缓冲器。

6.根据权利要求1所述的一种提高水箱分层效率的进水组件，其特征在于，所述的二级缓冲器为一端为圆弧形封闭端盖、另一端开有呈均匀分布小孔的筒体，进水管和一级缓冲器位于二级缓冲器内部，冷水从开有呈均匀分布小孔的端面流出一级缓冲器。

7.根据权利要求1所述的一种提高水箱分层效率的进水组件，其特征在于，所述进水管、一级缓冲器和二级缓冲器即可采用塑胶材料也可采用金属材料。

技术总结
本发明专利公开了一种提高水箱分层效率的进水组件，该组件竖直固定于水箱内部，包括进水管、缓冲器和法兰密封连接件，其中，缓冲器包括一级缓冲器和二级缓冲器，一级缓冲器与进水管相连接，并包含在二级缓冲器内。本发明可以使得冷水均匀分流，减小冷水进入水箱的速度，进而有效降低冷水扰动上层热水，并在冷热水交界面形成层流状态，有利于冷热水分层，提高水箱的热水输出率。

技术研发人员：王子龙
受保护的技术使用者：苏州铧泷磬能新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4