CN102401479A - 太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

一种太阳能热水器，在储热筒内部结合一间隔板，以间隔板将储热筒内部两侧的空间分为集热区与扰流区，又在扰流区的底侧形成一绝对低温区，在储热筒的一侧穿置一下循环管又在另一侧的顶侧与底侧穿置一出水管以及一上循环管，以下循环管与上循环管各自连接太阳能集热模块循环及汇流管路的进水端与出水端；储热筒能通过间隔板，减缓内部两区冷热对流与混合的速度，提高热水供应量，使得下循环管能在水温最低的绝对低温区取水，送至太阳能集热模块加热，再由上循环管将热水送至集热区，以出水管将集热区顶部经对流后温度较高的热水输出，达到水源充分加温、效率好与确保输出热水热度的效果。

Description

太阳能热水器

技术领域

本发明涉及一种热水器，尤其是涉及一种太阳能热水器。

背景技术

现有的太阳能热水器，以储热筒连接位置较低的太阳能集热模块所组成，通过水源在太阳能集热模块内受热，以热上升冷下降的热对流形态，在太阳能集热模块与储热筒之间对流，使得储热筒内水源的温度逐渐升高并提供使用者利用，如图10所示，为串接两组太阳能热水器的太阳能热水器形态，各组太阳能热水器包括一储热筒50与一太阳能集热模块60，其中：

在各储热筒50进水端的顶部与底部各穿置一进水管51与一下循环管52，各进水管51的内端朝下弯曲延伸至同一组太阳能热水器各下循环管52内端的周围，又在各储热筒50出水端的顶部与底部各穿置一出水管53以及一上循环管54；各太阳能集热模块60设有一倾斜设置的集热器61，在倾斜设置的各集热器61内设有集热器循环及汇流管路62，以各循环及汇流管路62的进水端与出水端分别与各储热筒50的下循环管52与上循环管54的外端连接；两组现有太阳能热水器以一连接管55连接第一组的出水管53与第二组的进水管51之间。

前述现有两组合并使用形态的太阳能热水器使用时，先由第一组的太阳能热水器将常温的水加热，通过连接管55送至第二组的太阳能热水器，进一步将热水再度加温后，由第二组太阳能热水器的出水管53将水输出使用，各组的太阳能热水器加温时，由各下循环管52将储热筒10内的水源输入各太阳能集热模块60内加热，加热后上升的热水再由各上循环管54循环至各储热筒50内。

前述既有太阳能热水器的各太阳能集热模块60虽可将储热筒50内的水源循环加热，但由于储热筒50内缺乏分隔的构造，造成上循环管54回流的热水会与储热筒的冷水混合，而再流至下循环管52处，导致太阳能集热模块60所取用储热筒50内最低温的水源并不是绝对的低温，造成太阳能的加热效果不能够充分的发挥，再者，使用者取水使用时，进水管会同时进水其储热筒内因无间隔板，而导致进水管进入的冷水会与热水再次混合，而影响出水管53取用热水温度的稳定。

发明内容

由于现有太阳能热水器的储热筒内部未设有间隔的构造，因此在取水利用太阳能加热时，未能取用温度最低的水源进行充分的加热。为此，本发明主要目的在于，在储热筒内设有间隔板，以相对其他位置更为低温区域的水源供太阳能集热模块加热，达到提升加热效率的效果。

为达到上述目的，本发明提供一种太阳能热水器，包括：

一储热筒，设有一横向设置的筒体，并在内部结合一间隔板，包括一结合于该筒体内上半部的上垂直隔板、一结合于该筒体内下半部的下垂直隔板，以及一水平设置且连接于上、下垂直隔板的连接板，以该间隔板将该筒体内部的空间分为一扰流区以及一集热区；

又在该扰流区的底侧形成一绝对低温区，对应扰流区的位置，在该筒体的一侧穿置一下循环管，且下循环管的内端位于该绝对低温区，又对应集热区的位置，在该筒体的另一侧穿置一上循环管，设有分别与该筒体相通的一进水管以及一出水管，其中该出水管的内端位于该筒体内的顶部；以及

一太阳能集热模块，位于低于该筒体的位置并设有一倾斜设置的集热器(例如金属平板式、非金属平板式、真空管式、热媒真空管式…等)，在该集热器内设有一循环及汇流管路，以该循环及汇流管路的进水端与出水端分别与上述储热筒的下循环管与上循环管的外端连接。

进一步，本发明所述进水管的内端位于所述扰流区的内部，所述出水管的内端位于所述集热区的内部，所述上循环管的内端位于该集热区的中底部。

进一步，本发明所述间隔板位于所述筒体内较靠近所述下循环管的一侧，所述上垂直隔板较靠近该下循环管，与所述下垂直隔板成为左、右错开的形态，在上垂直隔板穿设一上通孔，又在下垂直隔板穿设一下通孔。

更进一步，本发明在所述储热筒与所述太阳能集热模块旁设有一第二储热筒以及一第二太阳能集热模块，与所述的储热筒相同，该第二储热筒设有一横向设置的第二筒体，并在内部结合一第二间隔板，包括一结合于第二筒体内上半部的第二上垂直隔板、一结合于第二筒体内下半部的第二下垂直隔板，以及一水平设置且连接于上、下垂直隔板的连接板，以第二间隔板将第二筒体内部分为一第二集热区以及一第二扰流区，在该第二扰流区的底侧形成一第二绝对低温区，对应第二集热区的位置，在第二筒体的一侧穿置一第二上循环管，对应第二扰流区的位置，在第二筒体的另一侧穿置一第二下循环管，第二下循环管的内端位于第二绝对低温区，设有分别与该筒体相通的一第二进水管以及一第二出水管，其中该出水管的内端位于该筒体内的顶部，该第二进水管与所述出水管的外端串连一串连管；

该第二太阳能集热模块位于低于第二筒体的位置并设有一倾斜设置的第二集热器(例如金属平板式、非金属平板式、真空管式、热媒真空管式……等)，在第二集热器内设有一第二循环及汇流管路，以第二循环及汇流管路的进水端与出水端分别与第二下循环管与第二上循环管的外端连接。

更进一步，本发明对应所述扰流区下半部的位置，在所述筒体内装设一电热器，使得该处成为一瞬间加热区，提供太阳能热水器的辅助加热手段。

更进一步，本发明对应所述第二扰流区下半部的位置，在所述第二筒体内装设一电热器，使得该处成为一瞬间加热区，提供太阳能热水器的辅助加热手段。

本发明前述具有第二储热筒与第二太阳能集热模块的构造态样，当经太阳能模块加热筒体内的水源成为热水后，就可提供使用，此时即变为供水的动态模式，冷水由进水管或第二进水管进入，挤压筒体、第二筒体内的热水由第二出水管流出供使用者沐浴使用，但往往冷水进入筒体内的过程会造成严重冷热交换及冷热混合的现象，尤其利用加压马达进水的用户，冷热混合的状况越严重，造成筒体内热水的严重降温，影响热水的供应量，使得释水率降低，所以需利用间隔板、第二间隔板阻隔冷热混合的现象。

上述构造的形态通过在筒体、第二筒体内设有间隔板、第二间隔板的设计，在进水管引进冷水后，会先集中在扰流区混合，而集热区、第二集热区、第二扰流区，因有间隔板、第二间隔板的阻隔，所以该三区的热水不会马上受进水的影响，可以使稳定的热水由第二出水管流出，供使用者沐浴使用，此外，本发明进一步在扰流区或第二扰流区设有的电热器，能辅助太阳能热水器进行加热的动作，使输出的热水保持可用的水温。当本发明使用时，由进水管引进常温的水源，并且让水源注满储热筒与太阳能集热模块，当水源进入筒体的扰流区后，下循环管会由绝对低温区处取水进入太阳能集热模块内加热，由太阳能集热模块加热后的水再由上循环管循环回筒体的集热区。

本发明的有益效果在于，下循环管由扰流区底部相对温度较筒体其他位置低温的绝对低温区处取水至太阳能集热模块加热，因此能够有效利用太阳能，达到水源充分加温、效率好，且由于间隔板将集热区与扰流区隔开，因此出水管能够由扰流区顶部较为高温区域取水输出，能够稳定输出热水的热度与确保输出热水热度的效果。

此外，由于本发明间隔板将集热区与扰流区隔开，当使用者由出水管取用热水时，能够通过间隔板的阻隔作用，使得冷热水不易混和，可从较为高温区域取水输出，能够稳定输出热水的热度，与确保冷热水不易混合的效果，并且在实际的使用上，以多个串连管分别串接多组本发明，其阻隔输入冷水后的热水不易混合的作用就更加显著。

附图说明

图1是本发明第一优选实施例的立体示意图。

图2是本发明第一优选实施例的剖面示意图。

图3是本发明第一优选实施例的出水管的剖面图。

图4是本发明第一优选实施例的第二进水管的剖面图。

图5是本发明第一优选实施例的实施使用示意图。

图6是本发明串接多组太阳能热水器的示意图。

图7是本发明第二优选实施例的立体示意图。

图8是本发明第三优选实施例的立体示意图。

图9是本发明第四优选实施例的立体示意图。

图10是现有太阳能热水器的剖面示意图。

其中，附图标记

10储热筒            11筒体

111进水端           112出水端

12间隔板            121上垂直隔板

1211上通孔          122下垂直隔板

1221下通孔          123连接板

13扰流区            131绝对低温区

14集热区            15进水管

16下循环管          17出水管

171出水管盖体       18上循环管

20太阳能集热模块    21集热器

22循环及汇流管路    30第二储热筒

31第二筒体          311进水端

312出水端           32第二间隔板

321第二上垂直隔板   3211第二上通孔

322第二下垂直隔板   3221第二下通孔

323连接板           33第二集热区

34第二扰流区        341第二绝对低温区

342电热器           35第二进水管

351第二进水管盖体   352串连管

36第二上循环管      37第二出水管

38第二下循环管      40第二太阳能集热模块

41第二集热器        42第二循环及汇流管路

50储热筒            51进水管

52下循环管          53出水管

54上循环管          55连接管

60太阳能集热模块    61集热器

62循环及汇流管路      15A进水管

151A三通管

具体实施方式

本发明提供一种太阳能热水器，在实际使用时，可以单独使用一组或者串接两组以上的太阳能热水器。以下的第一优选实施例为本发明串接两组太阳能热水器的使用形态，如图1至图5所示，第一组太阳能热水器包括：

一储热筒10，设有一横向设置且具有保温效果的筒体11，筒体11横向的两端分为进水端111以及出水端112，在筒体11的内部结合一分隔作用的间隔板12，其位于筒体11内较靠近进水端111的一侧，并且包括一结合于筒体11内上半部的上垂直隔板121、一结合于筒体11内下半部的下垂直隔板122，以及一水平设置且连接于上、下垂直隔板121、122的连接板123，其中上垂直隔板121较靠近进水端111，与下垂直隔板122成为左、右错开的形态，在上垂直隔板121穿设一上通孔1211，又在下垂直隔板122穿设一下通孔1221，以上通孔1211与下通孔1221提供筒体11两侧的水源对流的效果；

以间隔板12将筒体11内部靠近进水端111与出水端112的空间分为一扰流区13以及一集热区14，又在扰流区13的底侧形成一绝对低温区131，由于扰流区13与集热区14隔开，且水源对流时是以热水上升冷水下降的方式进行，因此绝对低温区131处的水源温度会低于筒体11内其他各处的温度；

在筒体11进水端111的顶部与底部各穿置一进水管15与一下循环管16，其中进水管15的内端弯折朝上，并位于扰流区13的顶部，该下循环管16的内端弯折朝下，并位于绝对低温区131；

在筒体11出水端112的顶部与底部各穿置一出水管17以及一上循环管18，其中出水管17的内端弯折朝上，并位于集热区14的顶部，在出水管17的内端结合一出水管盖体171，其为直径大于出水管17的盖体，其以内周面的一侧与出水管17内端的外周面结合，并且封闭端与出水管17的内端间隔，该上循环管18的内端位于集热区14的中底部。

一太阳能集热模块20，位于低于筒体11的前方位置并设有一倾斜设置的集热器21，在太阳能集热模块20内设有一由集热器21的循环及汇流管路22，以循环及汇流管路22的底端与顶端分别与下循环管16与上循环管18的外端连接。

上述为第一组太阳能热水器包括的构造，串接的第二组太阳能热水器的构造则包括：

一第二储热筒30，在筒体11旁设有一横向设置且具有保温效果的第二筒体31，第二筒体31横向的两端分为进水端311以及出水端312，在第二筒体31的内部结合一分隔作用的第二间隔板32，其位于第二筒体31内较靠近出水端312的一侧，并且包括一结合于第二筒体31内上半部的第二上垂直隔板321、一结合于第二筒体31内下半部的第二下垂直隔板322，以及一水平设置且连接于上、下垂直隔板321、322的连接板323，其中第二上垂直隔板321较靠近出水端312，与第二下垂直隔板322成为左、右错开的形态，在第二上垂直隔板321穿设一第二上通孔3211，又在第二下垂直隔板322穿设一第二下通孔3221，以第二上通孔3211与第二下通孔3221提供第二筒体31内两侧的水源对流的效果；

以第二间隔板32将第二筒体31内部的进水端311与出水端312的空间分为一第二集热区33以及一第二扰流区34，在第二扰流区34的底侧形成一第二绝对低温区341，又对应第二扰流区34的下半部，在第二筒体31内装设一电热器342；

在第二筒体31进水端311的顶部与底部各穿置一第二进水管35与一第二上循环管36，其中第二进水管35的内端弯折朝上，并位于第二集热区33的顶部，在第二进水管35的内端结合一第二进水管盖体351，其为直径大于第二进水管35的盖体，其以内周面的一侧与第二进水管35内端的外周面结合，并且封闭端与第二进水管35的内端间隔，在第二进水管35与出水管17的外端之间连接一串连管352，该第二上循环管36的内端位于第二集热区33的中底部；

在第二筒体31出水端312的顶部与底部各穿置一第二出水管37以及一第二下循环管38，其中第二出水管37的内端弯折朝上，并位于第二扰流区34的顶部，该第二下循环管38的内端弯折朝下，并位于第二扰流区34的底侧。

一第二太阳能集热模块40，位于低于第二筒体31的前方位置并设有一倾斜设置的第二集热器41，在第二太阳能集热模块40内设有一由第二集热器41及第二循环及汇流管路42，以第二循环及汇流管路42的底端与顶端分别与第二下循环管38与第二上循环管36的外端连接。

本发明除前述的第一优选实施例，将储热筒10与第二储热筒30串接成为具有两组太阳能热水器的使用形态以外，也可单独使用单组储热筒10结合太阳能集热模块20的构造，或者如图6所示，以一个以上的串连管352连接各储热筒10的进水管15与另一储热筒10的出水管17的形态，串接两组或者多组的储热筒10结合太阳能集热模块20的构造，前述两组、多组串接或者单独使用的形态，本发明在此不加以限制。

当本发明的第一优选实施例使用时，如图1、图5所示，由进水管15引进常温的水源，并且让水源注满储热筒10、太阳能集热模块20、第二储热筒30以及第二太阳能集热模块40。当水源进入筒体11的扰流区13内后，下循环管16会由绝对低温区131处取水进入太阳能集热模块20内加热，由太阳能集热模块20加热后的水再由上循环管18循环回筒体11的集热区14，当使用者取用热水时由于间隔板12将集热区14与扰流区13隔开，因此出水管17能够由扰流区13顶部较为高温区域取水输出，并且如图3所示，由于取热水时经由出水管盖体171的周围进入出水管17，因此能取得集热区的高温热水输出。

当热水由出水管17输出，经由串连管352与第二进水管盖体351输入第二筒体31内，由于热水由第二进水管35内端进入第二集热区33时，如图4所示，由第二进水管盖体351底端开口朝周围流出，因此减少扰动第二集热区33内热水的程度，而原第二集热区33内的冷水会与经过第二太阳能集热模块40加热的热水会进行对流，通过第二间隔板32的第二下通孔3221进入第二绝对低温区341处，此时第二下循环管38由第二绝对低温区341取水进入第二太阳能集热模块40内加热，再由第二上循环管36循环至第二筒体31的第二集热区33处。

第二集热区33内经过第二太阳能集热模块40再加热的热水，会由第二间隔板32的第二上通孔3211进入第二扰流区的顶部。当使用者需要取用热水时，由第二扰流区的顶部的第二出水管37取水输出，因此所取用的热水温度能够保持所需的热度。

当储热筒内的热水温度不够，而使用者需要取用热水时，在第二绝对低温区341内的电热器342会启动加热，在第二绝对低温区341内通过电热器342加热的热水会上升至第二扰流区34的顶部，由于有电热器342加热的热水对流上升，以及第二集热区33顶部较高温的热水通过第二上通孔3211对流而至，使得第二出水管37由第二扰流区34顶部所取用的热水温度也能够保持所需的热度。

本发明的第二优选实施例，如图7所示，主要改变第一优选实施例中间隔板12、第二间隔板32的位置，并改变进水管15、第二进水管35，出水管17、第二出水管37，以及下循环管16、第二下循环管38内端位于筒体11或第二筒体31内的位置。

间隔板12、第二间隔板32设置的位置，不限于筒体11内较靠近进水端111的一侧，或者第二筒体31内较靠近出水端312的一侧，如图7，可将间隔板12、第二间隔板32结合于筒体11内或第二筒体31内的中间。

进水管15、第二进水管35除了设为内端弯折朝上，如图7，也可设为内端弯折朝下的形态，同样达到引进水源的效果；下循环管16、第二下循环管38除了将内端朝下弯折，使得内端位于绝对低温区131、第二绝对低温区341，借此取用较低温的水来进行太阳能加热以外，也可将下循环管16、第二下循环管38内端穿置于筒体11或第二筒体31内的位置下移，直接使得内端位于绝对低温区131、第二绝对低温区341，可达到同样的取用相对低温的水源的效果。

出水管17、第二出水管37的内端除了设为内端弯折朝上，并位于集热区14或第二扰流区34的顶部以外，也可将出水管17、第二出水管37的内端穿置于筒体11或第二筒体31内的位置上移，直接使得内端位于集热区14或第二扰流区34的顶部，达到取用相对高温的水输出的效果。

本发明的第三优选实施例，主要改变第二优选实施例中进水管15、第二进水管35穿置于筒体11或第二筒体31内的位置，如图8所示，将进水管15、第二进水管35穿于筒体11或第二筒体31的中间位置。

又如本发明的第四优选实施例，改变筒体11引进水源的形态，如图9所示，在下循环管16设有一三通管151A，将进水管15A改接于三通管151A，使进水管151A通过下循环管16而能与筒体11相通，并可将相对低温的水源直接输入太阳能集热模块20加热，同时下循环管16的内端仍能由绝对低温区131取用筒体11内的水源进行加热。

Claims (6)

1.一种太阳能热水器，其特征在于：所述太阳能热水器包括：

一储热筒，设有一横向设置的筒体，并在内部结合一间隔板，包括一结合于该筒体内上半部的上垂直隔板、一结合于该筒体内下半部的下垂直隔板，以及一水平设置且连接于上、下垂直隔板的连接板，以该间隔板将该筒体内部的空间分为一扰流区以及一集热区；

又在该扰流区的底侧形成一绝对低温区，对应扰流区的位置，在该筒体的一侧穿置一下循环管，且下循环管的内端位于该绝对低温区，又对应集热区的位置，在该筒体的另一侧穿置一上循环管，设有分别与该筒体相通的一进水管以及一出水管，其中该出水管的内端位于该筒体内的顶部；以及

一太阳能集热模块，位于低于该筒体的位置并设有一倾斜设置的集热器，在该集热器内设有一循环及汇流管路，以该循环及汇流管路的进水端与出水端分别与上述储热筒的下循环管与上循环管的外端连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于：所述进水管的内端位于所述扰流区的内部，所述出水管的内端位于所述集热区的内部，所述上循环管的内端位于该集热区的中底部。

3.根据权利要求2所述的太阳能热水器，其特征在于：所述间隔板位于所述筒体内较靠近所述下循环管的一侧，所述上垂直隔板较靠近该下循环管，与所述下垂直隔板成为左、右错开的形态，在上垂直隔板穿设一上通孔，又在下垂直隔板穿设一下通孔。

4.根据权利要求2或3所述的太阳能热水器，其特征在于：在所述储热筒与所述太阳能集热模块旁设有一第二储热筒以及一第二太阳能集热模块，该第二储热筒设有一横向设置的第二筒体，并在内部结合一第二间隔板，包括一结合于第二筒体内上半部的第二上垂直隔板、一结合于第二筒体内下半部的第二下垂直隔板，以及一水平设置且连接于上、下垂直隔板的连接板，以第二间隔板将第二筒体内部分为一第二集热区以及一第二扰流区；

在该第二扰流区的底侧形成一第二绝对低温区，对应第二集热区的位置，在第二筒体的一侧穿置一第二上循环管，对应第二扰流区的位置，在第二筒体的另一侧穿置一第二下循环管，第二下循环管的内端位于第二绝对低温区，设有分别与该筒体相通的一第二进水管以及一第二出水管，其中该出水管的内端位于该筒体内的顶部，该第二进水管与所述出水管的外端串连一串连管；

该第二太阳能集热模块位于低于第二筒体的位置并设有一倾斜设置的第二集热器，在第二集热器内设有一第二循环及汇流管路，以第二循环及汇流管路的进水端与出水端分别与第二下循环管与第二上循环管的外端连接。

5.根据权利要求4所述的太阳能热水器，其特征在于：对应所述扰流区下半部的位置，在所述筒体内装设一电热器，使得该处成为一瞬间加热区。

6.根据权利要求5所述的太阳能热水器，其特征在于：对应所述第二扰流区下半部的位置，在所述第二筒体内装设一电热器，使得该处成为一瞬间加热区。

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