專利名稱：自然循環(huán)熱交換式高效太陽(yáng)能熱水箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能熱水箱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及自然循環(huán)熱交換式高效太陽(yáng)能
熱水箱。
背景技術(shù)：
當(dāng)前對(duì)太陽(yáng)能的收集利用技術(shù)發(fā)展很快，各種利用太陽(yáng)能獲取生活用熱水的裝置 層出不窮，在這些利用太陽(yáng)能獲取生活用熱水的裝置中技術(shù)含量高、效率高的一般成本都 很高，推廣起來(lái)有一定的難度。目前在城鄉(xiāng)安裝較為普遍的是一種技術(shù)含量、效率成本都很 低的簡(jiǎn)易熱水箱。這種簡(jiǎn)易熱水箱一般利用不銹鋼材料制成，安裝使用都很簡(jiǎn)單，但這種簡(jiǎn) 易熱水箱內(nèi)部無(wú)任何冷熱水能量交換裝置，所以一般是靠近箱壁的水溫度較高，而水箱內(nèi) 部特別是中心部位的水溫較低與箱壁附近的水存在較大的溫差，這種情況直接影響箱內(nèi)平 均水溫和熱水的供應(yīng)總量，同等條件下太陽(yáng)能的利用率較低，本人設(shè)計(jì)的這套自然循環(huán)熱 交換式高效太陽(yáng)能熱水裝置可能在不依靠太陽(yáng)能外的任何能源動(dòng)力的情況下，利用水箱內(nèi) 冷熱水的水溫差促使水箱內(nèi)冷熱水自然循環(huán)交換能量，從而提高水箱內(nèi)的平均水溫，加大 熱水供應(yīng)總量，達(dá)到提高太陽(yáng)能利用率的目的。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種自然循環(huán)熱交換式高效太陽(yáng)能熱水裝置，主要克服目前簡(jiǎn)易 太陽(yáng)能熱水箱中內(nèi)外層水溫相差較大，冷熱水不能自然循環(huán)交換能量的問(wèn)題。本裝置可以 使太陽(yáng)能水箱中內(nèi)外層水自然循環(huán)并進(jìn)行能量交換從而減小水箱中內(nèi)外層的水溫差加大 太陽(yáng)能熱水箱的熱水供應(yīng)量提高太陽(yáng)能的利用率。 本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)內(nèi)外兩層的不銹鋼水箱。其特征在于在普通不銹鋼 水箱的內(nèi)部加裝了一個(gè)有多個(gè)出、入水口的不銹鋼水箱，整個(gè)熱水箱的供水管接在內(nèi)層水 箱的上部(約在內(nèi)部水箱總高度的四分之一處)，出水管安裝在外層水箱的上方，在內(nèi)層水 箱的底部和下部開有多個(gè)出、入水口用于內(nèi)層水箱與外層水箱之間的水循環(huán)。本裝置利用 水受熱后溫度升高、密度減小，這樣就與溫度較低的水之間形成了一個(gè)密度差在這個(gè)密度 差的作用下，溫度較高的水會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)與之相對(duì)應(yīng)溫度較低的水會(huì)在密度差的作用 下作向下的運(yùn)動(dòng)的原理設(shè)計(jì)。正常使用時(shí)由于水箱外部接收太陽(yáng)能較多，靠近水箱外壁的 水溫度升高的速度高于內(nèi)側(cè)，水箱內(nèi)外層存在著一定的水溫差，水箱底部由于沒(méi)有隔板，底 部的水是直接相通的，這樣水箱底部的水溫與水箱外壁附近的水溫相近，這個(gè)水溫會(huì)比內(nèi) 水箱中部和上部的溫度高，在這個(gè)水溫差的作用下內(nèi)水箱底部的水會(huì)自然上升，在上升水 流的動(dòng)力作用下內(nèi)水箱上部的水被通過(guò)內(nèi)水箱上部的通道擠入外水箱，與此同時(shí)，外水箱 上部的水在壓力作用下向下運(yùn)動(dòng)，由此造成內(nèi)外水箱中的水自然循環(huán)，這樣水溫差就成為 了內(nèi)外冷熱水自然循環(huán)的動(dòng)力，這種循環(huán)使得內(nèi)外層的水通過(guò)對(duì)流的形式使熱交換速度大 幅度提高，大大減小了內(nèi)外層水的溫度差，從面達(dá)到提高熱水箱內(nèi)水平均溫度的目的，加大 了熱水的總供應(yīng)量也就達(dá)到了提高太陽(yáng)能利用效率的目的。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的正剖面圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。 如圖1所示，圖中Nl為外層水箱，采用不銹鋼或鋁合金等材料制成，N2為內(nèi)層水
箱，采用不銹鋼或鋁合金等材料制成， 一般內(nèi)層水箱的容積為外層水箱的容積的二分之一
較為適合。Wl是熱水箱的進(jìn)水管，進(jìn)水口開在內(nèi)層水箱的上部(約為內(nèi)部水箱總高度的四
分之一處)，進(jìn)水管的另一端可通過(guò)閥門連接到自來(lái)水或其它供水系統(tǒng)上，W2為出水口，安
裝在外層水箱的上方，此水管為用戶所需熱水的出口。 Sl為自動(dòng)排汽閥門安裝在外層水箱
Nl的頂部(Sl的型號(hào)要根據(jù)供水壓力而定)，用于排出水箱內(nèi)的水蒸氣。 在內(nèi)層水箱N2的上部靠近外層水箱Nl出水口一側(cè)開出6-9個(gè)直徑為10CM-15CM
的圓孔如圖中Ul至U3所示；在內(nèi)層水箱N2的下部均勻的開出9-12個(gè)直徑為10CM-15CM
的圓孔如圖中L1至L5所示。在使用此水箱時(shí)要按圖中箭頭A所示方向垂直安裝，然后打開
進(jìn)水閥門向水箱中注滿水。當(dāng)不使用熱水時(shí)，水箱外層接收太陽(yáng)能后靠近外層的水溫度升
高，外層水箱底部的水溫高于內(nèi)層水箱的水溫，在溫度差引起的壓力差的作用下，外層水箱
中的熱水通過(guò)內(nèi)層水箱底部的圓孔向內(nèi)層水箱上部運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)內(nèi)層水箱中溫度較低的
水在密度差引起的壓力差的作用下會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)這個(gè)過(guò)程外層水箱中的溫度較高的水
與內(nèi)層水箱中溫度較低的水形成對(duì)流進(jìn)行熱能量交換提高內(nèi)層水箱中的水溫，同時(shí)內(nèi)層水
箱中的水溫如果高于外層水箱水溫，內(nèi)層水箱中的水也可能通過(guò)內(nèi)層水箱上部的圓孔直接
進(jìn)入外層水箱。只要內(nèi)層與外層、上部與下部的水存在溫度差這種運(yùn)動(dòng)就會(huì)不停的進(jìn)行下
去，也就實(shí)現(xiàn)了熱水箱中水的自然循環(huán)熱能量交換。當(dāng)使用熱水時(shí)，自來(lái)水從W1注入內(nèi)層
水箱，由于自來(lái)水的水溫比箱中的水溫低，在水溫差引起的壓力差的作用下，冷水向下運(yùn)動(dòng)
通過(guò)內(nèi)層水箱底部的圓孔進(jìn)入外層水箱上，這時(shí)從出水管W2首先流出的是溫度較高的熱
水，這種自然循環(huán)交換式高效太陽(yáng)能熱水箱在簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水箱的基礎(chǔ)上加裝自然循環(huán)裝
置，可以在一定程度上克服原熱水箱內(nèi)部?jī)?nèi)側(cè)與外側(cè)、底部與上部水溫溫差大的問(wèn)題(特
別是容積較大的太陽(yáng)能熱水箱效果更為明顯)，提高熱水箱中水的平均溫度在水箱容積、太
陽(yáng)光照及環(huán)境溫度不變的情況下提高熱水供應(yīng)能力提高太陽(yáng)能的利用效率。
權(quán)利要求一種自然循環(huán)熱交換式高效太陽(yáng)能熱水箱，由內(nèi)外兩層水箱構(gòu)成，其特征在于在太陽(yáng)能熱水箱的內(nèi)部加裝了一個(gè)有多個(gè)出入水口的內(nèi)層水箱，供水管安裝在內(nèi)層水箱的上部，出水管安裝在外層水箱的上方。
專利摘要本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能熱水箱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及自然循環(huán)熱交換式高效太陽(yáng)能熱水箱。本自然循環(huán)熱交換式高效太陽(yáng)能熱水箱，可以提高太陽(yáng)能水箱中水的平均溫度，提高太陽(yáng)能利用率。本熱水箱利用溫度不同的水的密度不同特性。在密度差的作用下，溫度較高的水會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)太陽(yáng)能水箱中內(nèi)外層水箱中的水由于接收到的太陽(yáng)能不同引起水溫差時(shí)，溫度較高的水會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，在上升水流的作用下內(nèi)水箱上部的水通過(guò)內(nèi)水箱上部的通道被推入外水箱造成內(nèi)外水箱中的水自然循環(huán)，這種循環(huán)使得內(nèi)外層的水通過(guò)對(duì)流形式的使熱交換速度大幅度提高，內(nèi)外層水的溫度差減小，水箱內(nèi)水平均溫度提高，熱水總供應(yīng)量增加，提高太陽(yáng)能利用效率。
文檔編號(hào)F24J2/44GK201517861SQ20092015537
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月16日
發(fā)明者孫秀娟, 柳延?xùn)| 申請(qǐng)人:柳延?xùn)|;孫秀娟