專利名稱：高效溫度分層式蓄熱水箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及供熱領(lǐng)域中的蓄熱裝置，具體涉及一種溫度分層式蓄熱水箱。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源緊張以及環(huán)境污染問題日益突出，太陽能作為一種十分 重要的清潔可再生資源，其應(yīng)用研究，已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界關(guān)注的問題。目前在我國，太陽能熱 水系統(tǒng)已進(jìn)入推廣應(yīng)用階段，但是由于太陽輻射的不穩(wěn)定性，以及太陽輻射與用熱負(fù)荷的不 一致性，蓄熱裝置是太陽能供熱系統(tǒng)中的一個(gè)必備部件。由于水的比熱大、性能穩(wěn)定，因此 水的顯熱蓄熱是最為成熟、應(yīng)用也最為廣泛的蓄熱方式。目前在太陽能熱水系統(tǒng)中普遍采用 水箱作為蓄熱裝置，而我國在供熱系統(tǒng)中所使用的蓄熱水箱， 一般在水箱上開有熱水出水口， 冷水進(jìn)水口，以及與集熱器連接的進(jìn)出、水口，這種蓄熱水箱水溫混為一體，整體溫度偏高， 使回流到集熱器里的水溫與用戶端取熱水溫度相差無幾，造成集熱器效率偏低，尤其是當(dāng)用 戶需要較高溫度熱水時(shí)，還需輔助以常規(guī)能源加熱。因此提高整個(gè)太陽能系統(tǒng)的效率，以及 提高蓄熱水箱的有效蓄熱量，是解決問題的關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種溫度分層式蓄熱水箱，它通過不同的進(jìn)水、出水口裝置降 低水箱內(nèi)水的流速，加熱水自動(dòng)流入溫度相近的水層，減小不同溫度層間的干擾和混合，實(shí) 現(xiàn)水的分層，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的蓄熱水箱水溫混為一體，用戶用水端水溫偏低，集熱器熱 效率低、浪費(fèi)能源等缺點(diǎn)，使水箱底部溫度較低，頂部溫度較高，實(shí)現(xiàn)回流到集熱器里的水 溫明顯下降，而用戶端取熱水溫度顯著提髙，達(dá)到節(jié)能、提高制熱效率之目的。
研究發(fā)現(xiàn)由于進(jìn)水和出水水流的擾動(dòng)以及水體內(nèi)導(dǎo)熱、對流等作用的影響，水的溫度 分層其實(shí)并不容易實(shí)現(xiàn)。水箱溫度分層的程度與水箱結(jié)構(gòu)、進(jìn)水出水管的結(jié)構(gòu)和流速等多個(gè) 因素有關(guān)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
高效溫度分層式蓄熱水箱，它包括有立柱型蓄熱水箱，在蓄熱水箱的箱體上方連接有熱 水出水管和熱水進(jìn)水管，在箱體底部連接有冷水進(jìn)水管和加熱環(huán)路回水管，其特征在于熱 水進(jìn)水管由水箱上端豎直通入，管下端封閉，沿蓄熱水箱縱向布置的管段至少設(shè)置有3個(gè)縱
向出水管口，冷水進(jìn)水管和加熱環(huán)路回水管在蓄熱水箱底部水平通入，管末端封閉，管段中 間水平兩側(cè)均勻設(shè)置有至少3個(gè)孔口；熱水出水管布置在水箱上部，其結(jié)構(gòu)與冷水進(jìn)水管相 同。
本實(shí)用新型采用了在水平面上安置的均勻設(shè)有多個(gè)孔口的進(jìn)(出)水管和豎直安置的縱向 分層出水管， 一方面，多孔進(jìn)(出)水管的開孔面積大于水管橫斷面積，通過它可以產(chǎn)生流速較 小、方向一致的水流，這種水流減少了不均勻流動(dòng)、局部對流和摻混現(xiàn)象，可以最大程度的 減少進(jìn)出水流對溫度分層的破壞。另一方面，水流可以通過頂端的縱向分層出水管在不同高 度、以低流速進(jìn)入水箱，這樣可以使不同溫度的熱水自動(dòng)尋找與自身溫度最接近的流層，并 實(shí)現(xiàn)水箱溫度分層。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是通過特殊設(shè)計(jì)的進(jìn)水和出水管，降低水箱內(nèi)水的流速, 使加熱水自動(dòng)流入溫度相近的水層，減少不同溫度水層間水的干擾和混合，較好地實(shí)現(xiàn)了水 的分層，使得水箱底部溫度較低，頂部溫度較高，增大了水箱的有效蓄熱容量。實(shí)現(xiàn)回流到 集熱器里的水溫明顯下降，而用戶端取熱水溫度顯著提高，達(dá)到增大水箱的有效蓄熱容量、 提高熱源制熱效率之目的。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型高效溫度分層式蓄熱水箱的整體結(jié)構(gòu)示意圖。 1.蓄熱水箱,2.熱水出水管，3.熱水進(jìn)水管，4.冷水進(jìn)水管，5.加熱環(huán)路回水管，7.縱 向分層出水管口， 8.水平多孔水管。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例高效溫度分層式蓄熱水箱，如
圖1所示，它包括有立柱型蓄熱水箱l,在蓄熱水 箱的箱體最上方連接有熱水出水管2，熱水進(jìn)水管3在蓄熱水箱的箱體上方位置略低處，在箱 體底部連接有冷水進(jìn)水管4和加熱環(huán)路回水管5，熱水進(jìn)水管3由水箱上端豎直通入，管下端 封閉，沿蓄熱水箱縱向布置的管段設(shè)置有多個(gè)縱向分層出水管口 7，本實(shí)施例設(shè)置4個(gè)縱向分 層出水管口，使水流從不同高度注入水箱，自動(dòng)分層。冷水進(jìn)水管4和加熱環(huán)路回水管5在 蓄熱水箱底部水平通入，管子末端封閉，沿水管水平方向兩側(cè)均勻設(shè)置有至少3個(gè)進(jìn)(出)水 孔口8，本實(shí)施例設(shè)置5個(gè)進(jìn)(出)水孔口；熱水出水管2布置在水箱上部，其結(jié)構(gòu)與冷水進(jìn)水
管4相同。蓄熱時(shí)，從集熱器來的熱水通過熱水進(jìn)水管3和縱向分層出水管口7，使水流從不 同高度注入水箱，自動(dòng)分層；水箱底部溫度較低的水通過加熱環(huán)路回水管5，送回太陽能集熱 器循環(huán)加熱。取用熱水時(shí)，水箱上部的熱水通過熱水出水管2，直接將熱水輸往用戶；相應(yīng)流 量的冷水從冷水進(jìn)水管5進(jìn)入水箱底部。蓄熱和取熱可以同時(shí)進(jìn)行，也可分開單獨(dú)進(jìn)行。
本實(shí)用新型通過分層設(shè)置進(jìn)水口和出水口，降低水箱內(nèi)水的流速，使加熱水自動(dòng)流入溫 度相近的水層，實(shí)現(xiàn)水的分層，從而形成了水箱底部溫度較低，頂部溫度較高，提高太陽能 集熱器效率5% — 15%，達(dá)到了節(jié)能的目的。
本實(shí)用新型可用在太陽能熱水供熱系統(tǒng)中，也可作為普通熱水供熱系統(tǒng)的蓄熱裝置。
權(quán)利要求1.高效溫度分層式蓄熱水箱，它包括有立柱型蓄熱水箱，在蓄熱水箱的箱體上方連接有熱水出水管和熱水進(jìn)水管，在箱體底部連接有冷水進(jìn)水管和加熱環(huán)路回水管，其特征在于熱水進(jìn)水管由水箱上端豎直通入，管下端封閉，沿蓄熱水箱縱向布置的管段至少設(shè)置有3個(gè)縱向出水管口；冷水進(jìn)水管和加熱環(huán)路回水管在蓄熱水箱底部通入，管段水平布置，管末端封閉，管段水平方向兩側(cè)均勻設(shè)置有至少3個(gè)孔口；熱水出水管布置在水箱上部，其結(jié)構(gòu)與冷水進(jìn)水管相同。
專利摘要溫度分層式蓄熱水箱，它包括有立柱型蓄熱水箱，在蓄熱水箱的箱體上方連接有熱水出水管和熱水進(jìn)水管，在箱體底部連接有冷水進(jìn)水管和加熱環(huán)路回水管，其特征在于熱水進(jìn)水管由水箱上端豎直通入，管下端封閉，沿蓄熱水箱縱向布置的管段至少設(shè)置有3個(gè)縱向出水管口；冷水進(jìn)水管和加熱環(huán)路回水管在蓄熱水箱底部通入，管段水平布置，管末端封閉，管段水平方向兩側(cè)均勻設(shè)置有至少3個(gè)孔口；熱水出水管布置在水箱上部，其結(jié)構(gòu)與冷水進(jìn)水管相同。本實(shí)用新型通過特殊設(shè)計(jì)的進(jìn)水和出水管，可減少不同溫度水層間水的干擾和混合，較好地實(shí)現(xiàn)了水的分層，增大了水箱的有效蓄熱容量。本實(shí)用新型可作為太陽能或普通熱水供熱系統(tǒng)的蓄熱裝置。
文檔編號F24D3/00GK201059666SQ20072007092
公開日2008年5月14日 申請日期2007年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者于國清, 馮傳真, 湯金華 申請人:上海理工大學(xué)