CN106152545A - 多层双仓太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多层双仓太阳能热水器，属太阳能集热技术领域。它包括多层保温仓、多层加热仓、隔热层、透光板组成，多层保温仓位于隔热层的包围之中，多层加热仓位于隔热层及透光板的合围之中，多层保温仓中的每个保温仓与处于其下位的多层加热仓中对应的加热仓之间均设置有热水管及冷水管将它们连接，保温仓容积为加热仓容积的5倍以上，加热仓的受光面上涂有黑色的吸热材料。本发明的优点是：热水可自然循环，节能，成本低，无后期维护，热量转移快，保温效果好，生产制作和运输安装方便。可广泛应用于各种太阳能集热工程，市场前景不可估量。

Description

多层双仓太阳能热水器

技术领域

本发明涉及一种多层双仓太阳能热水器，属太阳能集热技术领域。

背景技术

申请号为201120203453.6的双仓太阳能热水器，它由一个加热仓、一个保温仓、隔热层、一块透光板组成，设置有将加热仓中的热量交换到保温仓中的装置，虽然它具有很多优点，但存在两大问题，一是其说明书中实施例3所采用温控水泵强制循环技术，既消耗电能，又提高了成本，还需后期维护，而其说明书中实施例4所采热二极管技术，不能形成热水从加热仓中到保温仓的自然循环，所以热量转移效率低。二是要制作安装与安装场地相适配的大型双仓太阳能热水器，其保温仓、加热仓、透光板的制作运输安装都会非常困难。例如要在附图1所示的座北朝南楼顶上设计安装一台迎光面的面积为4m×20m的双仓太阳能热水器，其中保温仓、加热仓、透光板的尺寸大体为4m×20m，根据现有日常的制造设备，它们的生产制作及运输安装就会非常困难，如果透光板为玻璃，要生产尺寸大体为4m×20m的玻璃可以说是不可能的。

发明内容

本发明的目的是：提供一种加热仓中的热水能自然循环到保温仓中的且便于制作、运输、安装的多层双仓太阳能热水器。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种多层双仓太阳能热水器，它包括多层保温仓、多层加热仓、隔热层、透光板组成，所述多层保温仓位于所述隔热层的包围之中，所述多层加热仓位于所述隔热层及所述透光板的合围之中，所述多层保温仓为2个以上的保温仓沿上下依次的排列；所述多层加热仓为2个以上的加热仓沿上下依次的排列。所述多层保温仓中的每个保温仓与处于其下位的所述多层加热仓中对应的加热仓之间均设置有热水管及冷水管将它们连接。所述热水管的上端口位于所述保温仓之中，所述热水管的下端口位于所述加热仓内的顶部；所述冷水管的上端口位于所述保温仓内的底部，所述冷水管的下端口位于所述加热仓内的底部。所述保温仓的容积均为所述加热仓容积的5倍以上。所述多层加热仓中加热仓的排列及所述多层保温仓中保温仓的排列为相接排列或相间排列。所述透光板为1块透光板或2块以上的上下依次排列的组合透光板。所述组合透光板中透光板的排列为相接排列或相间排列。所述多层加热仓的受光面上涂有黑色的吸热材料。

采用上述技术方案后，一是实现了加热仓中的热水向保温仓中的自然循环，既节能，又降低了成本，同时避免了后期维护，还提高了热量转移的效率。二是将大型双仓太阳能热水器中保温仓、加热仓、透光板化整为零，便于它们的生产制作与运输安装。

与现有技术相比，本发明的优点是：实现了热水的自然循环，节能，成本低，无后期维护，热量转移快，保温效果好，生产制作和运输安装方便。可广泛应用于各种太阳能集热工程，市场前景不可估量。

附图说明

图1是安装在座北朝南楼顶上的一台迎光面为20m×4m的双仓太阳能热水器的设计示意图：

图2是一种多层双仓太阳能热水器的外观示意图；

图3是显示图2所示太阳能热水器中内部结构的侧面示意图；

图4是从4种角度显示的图3中最上一层保温仓与最上一层加热仓之间的结构示意图；

图5是一种大型多层双仓太阳能热水器的外观示意图；

图6是显示图5所示太阳能热水器中多层保温仓及多层加热仓间结构的示意图；

图7是从2种角度显示的一种太阳能热水器模块的外形示意图；

图8是图7所示模块内部结构的侧面示意图；

图9是从4种角度显示图7所示模块内部构件之间连接的立体示意图；

图10是用图7所示模块组合的一种大型多层双仓太阳能热水器的外观示意图；

图11是图10所示热水器其内部结构的侧面示意图；

图12是用图7所示模块组合的另一种多层双仓太阳能热水器的外观示意图；

图13是图12所示太阳能热水器的内部结构侧面示意图。

具体实施方式

首先说明，本发明中所述的“相接”指相互接触，所述的“相间”指相互间隔，本发明所涉及的排列其具体实施安装、所有管道的连接、外壳的制作与安装、隔热层的发泡填充以及安装在多层双仓太阳能热水器中的水路管道、排气孔、电辅助加热器等均为现有技术，以下不再作特别的论述。

下面结合附图与具体实施方式对本发明所述的内容作进一步详细描述：

实施例1：图2是一种多层双仓太阳能热水器的外观示意图，图中所示的透光板是1块钢化玻璃板，其面积为1m×1.2m，其厚度为5mm。受玻璃板生产制作及运输安装的制约，这种太阳能热水器不可能做得很大，所以它一般只用于一个家庭。

图3是这种太阳能热水器中内部结构的侧面示意图，多层保温仓1为用不锈钢制作的3个尺寸相同的保温仓沿上下依次的相接排列，多层加热仓2为用不锈钢制作的3个尺寸相同的加热仓沿上下依次的相接排列，隔热层3为聚氨酯发泡，多层保温仓1位于隔热层3的整体包围之中，多层加热仓2位于隔热层3及钢化玻璃板4的整体合围之中，且多层加热仓2的受光面与钢化玻璃板4之间有一定的间隔。多层保温仓1中的每个保温仓与处于其下位的多层加热仓2中对应的加热仓之间均设置有热水管及冷水管将它们连接。

为了具体讲清图3中保温仓、加热仓、热水管、冷水管间的位置和连接以及容积大小关系等问题，下面以图3中最上一层保温仓、最上一层加热仓及连接它们的热水管、冷水管为例，并结合图4作进一步说明，图4是从4种角度显示的图3中最上一层保温仓与最上一层加热仓之间的结构示意图，图4中保温仓5与处于其下面位置的所对应的加热仓6之间用热水管7及冷水管8连接，热水管7的上端口从保温仓5的前下侧面进入保温仓5，并运用浮动式注水取水装置的现有技术使它位于保温仓5中的液面附近，热水管7的下端口从加热仓6的后上侧面进入加热仓6，并位于加热仓6内的顶部，冷水管8的上端口从保温仓5的前下侧面进入保温仓5，并位于保温仓5内的底部，冷水管8的下端从加热仓6的后下侧面进入加热仓6，并位于加热仓6内的底部。保温仓5的容积是加热仓6容积的5倍以上。加热仓6的受光面上涂有黑色的吸热材料。图4所示装置的工作原理是：运用太阳能热水器上水自控装置的现有技术，将水注入图4所示装置中，当阳光照射在加热仓6的受光面上，可将其中的水加热，根据热水向上及冷水向下的客观规律，加热仓6中的热水将通过热水管7进入保温仓5，保温仓5中的冷水将通过冷水管8进入加热仓6的底部，从而实现了加热仓6中的热水自然循环到保温仓5中。当无阳光照射时，加热仓6中的热量则通过受光面以辐射形式散热，还是根据热水向上及冷水向下的客观规律，被隔热层包围的保温仓5中的人量热水因位于高位而得到很好的保温。另外，为了加快加热仓6中的热水向保温仓5中的自然循环，还可在加热仓6与保温仓5之间安装更多同热水管7及冷水管8一样的热水管及冷水管。

关于图3中其它保温仓、加热仓、热水管、冷水管间的位置和连接以及容积大小关系等均与上述保温仓5、加热仓6、热水管7、冷水管8的相同，在此不作论述。

实施例2：图5是一种大型多层双仓太阳能热水器的外观示意图，图中所示的透光板为18块同样尺寸的中空玻璃板排列的组合透光板，其排列方式为：先用3块同样尺寸的中空玻璃板沿上下依次相接排列共进行6次，再将这6次的排列进行相接的并列。

图6是显示图5所示太阳能热水器中多层保温仓及多层加热仓间结构的示意图，其中的多层保温仓的排列方式与上述组合透光板的排列方式相同，其中的多层加热仓的排列方式也与上述组合透光板的排列方式相同，多层保温仓中的每个保温仓与处于其下位的多层加热仓中对应的加热仓之间均设置有热水管及冷水管将它们连接，其位置关系、连接方式、容积大小关系、工作原理等均与图4所示的装置相同。

图6中多层保温仓的容积是多层加热仓容积的5倍以上。图6中多层加热仓的受光面上涂有黑色的吸热材料。图5所示太阳能热水器中内部结构的侧面示意图除透光板外，其它部分与图3均相同，其中的隔热层也为聚氨酯发泡料，上述多层保温仓位于上述隔热层的整体包围之中，上述多层加热仓位于上述隔热层及上述组合透光板的整体合围之中，且上述多层加热仓的受光面与上述组合透光板之间有一定的间隔。每层的保温仓可连通，每层的加热仓也可连通。

图5所示太阳能热水器一是实现了加热仓中的热水向保温仓中的自然循环。二是可生产制作出与安装场地相适配的大型双仓太阳能热水器。但存在太阳能热水器中隔热层的填充必须在太阳能热水器安装地实地进行的问题。

实施例3：为了解决施例2中最后所提的问题，本实施例的技术方案是：首先在工厂成批生产图7所示的太阳能热水器模块，然后根据安装场地和设计要求确定所述模块的数量，最后将它们运到安装场地进行组装。

图7是从2种角度显示的一种太阳能热水器模块的外形示意图，图7中12为真空玻璃，13及14为所述模块顶面上的两个管口，15及16为所述模块底面上的两个管口。图8是图7所示模块内部结构的侧面示意图，图8中9为用塑钢制成的保温仓，10为用铝板制成的加热仓，11为聚氨酯发泡隔热层，12为真空玻璃板，13及14为所述模块顶面上图视重合的两个管口，15及16为所述模块底面上图视重合的两个管口。图中9位于11的包围之中，10位于11及12的合围之中，且10的受光面与12之间有一定的间隔。

为了具体讲清图8中9、10、13、14、15、16间的位置和连接以及容积大小关系等问题，下面结合图9作进一步说明，图9是从4种角度显示图7所示模块内部构件之间连接的立体示意图，图9中10的受光面上涂有黑色的吸热材料，虽10的受光面积与9的同方向的面积相同，但它们的厚度不同，9的容积为10的容积5倍以上。13为水管的一管口，此水管的另一管口从10的后上侧面进入，并位于10内的顶部；14为另一水管的一管口，此水管的另一管口从10的后下侧面进入，并位于10内的底部；15为第三个水管的一管口，此水管的另一管口从9的前下侧面进入，并运用浮动式注水取水装置的现有技术使它位于9中的液面附近；16为第四个水管的一管口，此水管的另一管口从9的前下侧面进入，并位于9内的底部。

图10是用图7所示模块组合的一种大型多层双仓太阳能热水器的外观示意图，它为24个图7所示模块排列的组合，其具体排列方式为：先用4个图7所示模块块沿上下依次相接排列共进行6次，再将这6次的排列进行相接的并列。图11是图10所示热水器其内部结构的侧面示意图，其中，每个图7所示模块的15与处于其下位的图7所示模块的13正好对接成热水管，每个图7所示模块的16与处于其下位的图7所示模块的14正好对接成冷水管，每层的保温仓可用水管连通，每层的加热仓也可用水管连通。其中最下层的保温仓17和最上层的加热仓18均闲置。

从整体上看，图10所示的大型太阳能热水器，它包括用4个保温仓沿上下依次相间排列共进行6次后再将这6次的排列进行相间并列的4层保温仓、用4个加热仓沿上下依次相间排列共进行6次后再将这6次的排列进行相间并列的4层加热仓、用4块真空玻璃板沿上下依次相间排列共进行6次后再将这6次的排列进行相间并列的组合透光板、聚氨酯发泡隔热层组成。所述4层保温仓位于所述隔热层的分割包围之中，所述4层加热仓位于所述隔热层及所述真空玻璃板的分割合围之中。所述4层保温仓中的每个保温仓与处于其下位的所述4层加热仓中对应的加热仓之间均设置有热水管及冷水管将它们连接。所述热水管的上端口位于所述保温仓之中，所述热水管的下端口位于所述加热仓内的顶部；所述冷水管的上端口位于所述保温仓内的底部，所述冷水管的下端口位于所述加热仓内的底部。所述4层保温仓的容积均为所述4层加热仓容积的5倍以上。所述4层加热仓中的受光面上涂有黑色的吸热材料。

实施例4：图12是用图7所示模块组合的另一种多层双仓太阳能热水器的外观示意图，它是用5个图7所示模块沿上下依次相间的排列，其中，每个所述模块的15与处于其下位的另一所述模块的13用一定长度的水管对接为热水管，每个所述模块的16与处于其下位的另一所述模块的14用一定长度的水管对接为冷水管。图13是图12所示太阳能热水器的内部结构侧面示意图，其中最下层的保温仓和最上层的加热仓均闲置。

从整体上看，图12所示的多层双仓太阳能热水器，它包括用5个保温仓沿上下依次相间排列的5层保温仓、用5个加热仓沿上下依次相间排列的5层加热仓、用5块真空玻璃板沿上下依次相间排列的组合透光板、聚氨酯发泡隔热层组成。所述5层保温仓位于所述隔热层的分割包围之中，所述5层加热仓位于所述隔热层及所述真空玻璃板的分割合围之中。所述5层保温仓中的每个保温仓与处于其下位的所述5层加热仓中对应的加热仓之间均设置有热水管及冷水管将它们连接。所述热水管的上端口位于所述保温仓之中，所述热水管的下端口位于所述加热仓内的顶部；所述冷水管的上端口位于所述保温仓内的底部，所述冷水管的下端口位于所述加热仓内的底部。所述5层保温仓的容积均为所述5层加热仓容积的5倍以上。所述5层加热仓的受光面上涂有黑色的吸热材料。

这种太阳能热水器的优点是：它能根据现有高层建筑楼层数，在其迎光墙面上加装相应层数的双仓太阳能热水器。它还能在高层建筑施工时安装在其迎光墙的墙体中，从而与高层建筑能很好的融为一体。

Claims (8)

1.一种多层双仓太阳能热水器，它包括多层保温仓(1)、多层加热仓(2)、隔热层(3)、透光板(4)组成，所述多层保温仓位于所述隔热层的包围之中，所述多层加热仓位于所述隔热层及所述透光板的合围之中，其特征在于：所述多层保温仓为2个以上的保温仓沿上下依次的排列；所述多层加热仓为2个以上的加热仓沿上下依次的排列。

2.根据权利要求1所述的多层双仓太阳能热水器，其特征在于：所述多层保温仓中的每个保温仓与处于其下位的所述多层加热仓中对应的加热仓之间均设置有热水管及冷水管将它们连接。

3.根据权利要求2所述的多层双仓太阳能热水器，其特征在于：所述热水管的上端口位于所述保温仓之中，所述热水管的下端口位于所述加热仓内的顶部；所述冷水管的上端口位于所述保温仓内的底部，所述冷水管的下端口位于所述加热仓内的底部。

4.根据权利要求2所述的多层双仓太阳能热水器，其特征在于：所述保温仓的容积均为所述加热仓容积的5倍以上。

5.根据权利要求1所述的多层双仓太阳能热水器，其特征在于：所述多层加热仓中加热仓的排列及所述多层保温仓中保温仓的排列为相接排列或相间排列。

6.根据权利要求1所述的多层双仓太阳能热水器，其特征在于：所述透光板为1块透光板或2块以上的上下依次排列的组合透光板。

7.根据权利要求6所述的多层双仓太阳能热水器，其特征在于：所述组合透光板中透光板的排列为相接排列或相间排列。

8.根据权利要求1所述的多层双仓太阳能热水器，其特征在于：所述多层加热仓的受光面上涂有黑色的吸热材料。