CN103542540B - 一种无动力自适应式太阳能热水器自动集热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无动力自适应式太阳能热水器自动集热系统，其创新点在于：水箱从左至右通过舱隔板分隔成低温舱、中温舱和高温舱，在相邻内舱之间均设置舱间自动集热机构；舱间自动集热机构，主要包括导流管、浮球、浮球支架、导流管的水平段通过轴承安装在舱隔板上，导流管垂直段位于舱隔板左侧温度较低的舱内，导流管水平段位于舱隔板右侧温度较高的一端固定浮球支架，浮球支架的顶端安装浮球。利用热水上浮冷水下沉的原理，在导流管的作用下，将热量汇聚到高温舱，用水直接从高温舱导出热水，充分利用热量，快速集热，避免水温不够的问题。

Description

一种无动力自适应式太阳能热水器自动集热系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能热水器，特别涉及一种无动力自适应式太阳能热水器自动集热系统。
背景技术
随着分体式太阳能热水器的面世，越来越多的人选择其作为家用热水器。其将传统太阳能热水器的一体式改为分体式，即储水箱与集热器相互分离，使得储水箱可放置在室内，而集热器可灵活安装在阳台墙壁或外墙窗口下方，解决了城市高楼层不方便安装普通太阳能热水器的缺点，因此也称为阳台壁挂式太阳能热水器。
目前的阳台壁挂式太阳能热水器存在一个较大的问题，集热性能较差，由于目前的储水箱均较大，因此若光照时间较短，则水温常常无法达到适合舒适洗浴的温度，需要另外通过电加热进行，而正对整个储水箱进行电加热，则耗能较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种集热效果好、耗电低的环保型多舱式全自动太阳能热水器。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种无动力自适应式太阳能热水器自动集热系统，其创新点在于：包括水箱、舱间自动集热机构和集热器，
水箱，从左至右通过舱隔板分隔成低温舱、中温舱和高温舱，在相邻内舱之间均设置舱间自动集热机构；
舱间自动集热机构，主要包括导流管、浮球、浮球支架、导流管为由垂直段和水平段构成的L形，导流管的水平段通过轴承安装在舱隔板上，导流管垂直段位于舱隔板左侧温度较低的舱内，导流管水平段位于舱隔板右侧温度较高的一端固定浮球支架，浮球支架的顶端安装浮球，浮球支架长轴与导流管的垂直段轴线平行，且浮球支架的长度略大于导流管的垂直段长度；
集热器与水箱通过低温循环管和高温循环管连通构成一个换热循环回路，具体的：集热器出水口通过高温循环管与水箱的低温舱上部连通，集热器进水口通过低温循环管与水箱低温舱的底部连通。
进一步的，导流管水平段与舱隔板安装结构为：舱隔板上开有水平贯通的通孔，该通孔为阶梯状，其由同轴设置的轴孔和轴承孔构成，轴孔的内径小于轴承孔内径；导流管水平段上设置内圈限位台阶，导流管水平段通过一对安装在轴承孔内的深沟球轴承支承在舱隔板上，左侧深沟球轴承的外圈端面抵住轴孔与轴承孔形成的台阶面，左侧深沟球轴承的内圈端面抵住导流管的内圈限位台阶内侧；舱隔板上通过螺钉固定有压圈，压圈抵住右侧深沟球轴承的外圈，导流管水平段还螺纹连接内圈锁紧螺母，该内圈锁紧螺母抵住右侧深沟球轴承的内圈。
本发明的优点在于：利用热水上浮冷水下沉的原理，低温舱内的水经集热器不断加热升温，热水上浮在低温舱顶部，在导流管的作用下，热水通过导流管进入中温舱内，中温舱内温度较高的水再由中、高温舱之间的导流管进入高温舱内，使得高温舱的水保持较高的温度，将热量汇聚到高温舱，用水直接从高温舱导出热水，充分利用热量，快速集热，避免水温不够的问题；当内舱内的水位变化时，导流管在浮球的作用下随液面变化而变化，确保导流管的正常工作，无需外在动力源控制调整。
附图说明
图1为本发明多舱式全自动太阳能热水器结构示意图。
图2为本发明中导流管水平段与舱隔板安装结构示意图。
图3为图2中局部放大图A。
具体实施方式
如图1所示，水箱1，由外壳、内胆以及填充在外壳、内胆之间的保温材料层构成；水箱1从左至右通过舱隔板2分隔成低温舱a、中温舱b和高温舱c，在相邻内舱之间设置舱间自动集热机构3。用水管4设置在高温舱c的底部。
舱间自动集热机构3结构如图2所示，主要包括导流管31、浮球32、浮球支架33、导流管31为由垂直段和水平段构成的L形，导流管31的水平段通过轴承安装在舱隔板2上，导流管31可通过轴承在舱隔板2上自由转动，导流管31垂直段位于舱隔板2左侧温度较低的舱内，导流管31水平段位于舱隔板2右侧温度较高的一端固定浮球支架33，浮球支架33的顶端安装浮球2，浮球支架33长轴与导流管31的垂直段轴线平行，且浮球支架33的长度略大于导流管31的垂直段长度。
导流管31水平段与舱隔板2安装结构为：如图3所示，舱隔板2上开有水平贯通的通孔，该通孔为阶梯状，其由同轴设置的轴孔和轴承孔构成，轴孔的内径小于轴承孔内径；导流管31水平段上设置内圈限位台阶311，导流管31水平段通过一对安装在轴承孔内的深沟球轴承34支承在舱隔板2上，左侧深沟球轴承的外圈端面抵住轴孔与轴承孔形成的台阶面，左侧深沟球轴承的内圈端面抵住导流管31的内圈限位台阶311内侧；舱隔板2上通过螺钉固定有压圈35，压圈35抵住右侧深沟球轴承的外圈，导流管31水平段还螺纹连接内圈锁紧螺母36，该内圈锁紧螺母36抵住右侧深沟球轴承的内圈；
集热器与水箱通过低温循环管和高温循环管连通构成一个换热循环回路。具体的：集热器出水口通过高温循环管与水箱的低温舱上部连通，集热器进水口通过低温循环管与水箱低温舱的底部连通。
工作原理：
利用热水上浮冷水下沉的原理，低温舱内的水经集热器不断加热升温，热水上浮在低温舱顶部，在导流管的作用下，热水通过导流管进入中温舱内，中温舱内温度较高的水再由中、高温舱之间的导流管进入高温舱内，使得高温舱的水保持较高的温度，有利于快速集热，无需待所有水升温后才能使用。
当内舱内的水位变化时，由于浮球的作用，导流管随之转动，使得导流管的垂直段开口也改变位置，确保导流管的正常工作。

Claims (1)

1.一种无动力自适应式太阳能热水器自动集热系统，包括水箱、舱间自动集热机构和集热器，
水箱从左至右通过舱隔板分隔成低温舱、中温舱和高温舱，在相邻内舱之间均设置舱间自动集热机构；舱间自动集热机构主要包括导流管、浮球、浮球支架，导流管为由垂直段和水平段构成的L形，导流管的水平段通过轴承安装在舱隔板上，导流管垂直段位于舱隔板左侧温度较低的舱内，导流管水平段位于舱隔板右侧温度较高的一端固定浮球支架，浮球支架的顶端安装浮球，浮球支架长轴与导流管的垂直段轴线平行，且浮球支架的长度略大于导流管的垂直段长度；集热器与水箱通过低温循环管和高温循环管连通构成一个换热循环回路，具体的：集热器出水口通过高温循环管与水箱的低温舱上部连通，集热器进水口通过低温循环管与水箱低温舱的底部连通；用水管设置在高温舱的底部；其特征在于：导流管水平段与舱隔板安装结构为：舱隔板上开有水平贯通的通孔，该通孔为阶梯状，其由同轴设置的轴孔和轴承孔构成，轴孔的内径小于轴承孔内径；导流管水平段上设置内圈限位台阶，导流管水平段通过一对安装在轴承孔内的深沟球轴承支承在舱隔板上，左侧深沟球轴承的外圈端面抵住轴孔与轴承孔形成的台阶面，左侧深沟球轴承的内圈端面抵住导流管的内圈限位台阶内侧；舱隔板上通过螺钉固定有压圈，压圈抵住右侧深沟球轴承的外圈；导流管水平段还螺纹连接内圈锁紧螺母，该内圈锁紧螺母抵住右侧深沟球轴承的内圈。
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