CN115127244A - 一种分仓式太阳能蓄热水箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分仓式太阳能蓄热水箱，属于太阳能蓄热水箱技术领域，包括水箱主体，所述水箱主体内腔固设有两个隔板机构，且两侧隔板机构之间固设有封闭机构用于分隔腔体。本发明中，通过调节两侧隔热板相对夹角使一侧腔体变小的同时增加单侧出液流速，从而能够有效提高初升温阶段的快速换热能力，有利于实现容积流速的变化调节恒温区域实现不同换热需要，在夜间时停止底部一侧腔体水液循环实现热量的积蓄，有利于通过热能的积蓄实现在日间恢复蓄热时单侧腔体的快速升温处理，并且通过二级热管和换热管的换热控制实现不同热量的换热处理，实现分仓式蓄热水箱分时调控蓄热处理能力，满足整体使用需要。

Description

一种分仓式太阳能蓄热水箱

技术领域

本发明属于太阳能蓄热水箱技术领域，尤其涉及一种分仓式太阳能蓄热水箱。

背景技术

为了节省对电力的消耗，现有通过收集太阳能热量实现热能利用的设备，热能利用关键在于对太阳热能的热交换吸收，为了更好的蓄热处理，需要使用蓄热水箱对太阳能换热介质进行存储并进行后续转换利用。

传动太阳能蓄热水箱多仅能够实现蓄热介质的存储处理，同时由于太阳能发热存在高温和低分峰谷热量区间，传统蓄热水箱在内部介质冷却后在启动时换热介质与冷水混合导致混料效率降低，影响到处理效率，同时蓄热水箱内相对均衡的温度区间缺乏对梯度热量调控利用能力，不能很好满足对腔体内换热介质调控处理。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决蓄热水箱在内部介质冷却后在启动时换热介质与冷水混合导致混料效率降低，影响到处理效率的问题，而提出的一种分仓式太阳能蓄热水箱。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种分仓式太阳能蓄热水箱，包括水箱主体，所述水箱主体内腔固设有两个隔板机构，且两侧隔板机构之间固设有封闭机构用于分隔腔体，且水箱主体位于隔板机构两侧腔体处均连通有换热管，所述隔板机构另一端固定安装有换热机构，且换热机构顶部与水箱主体之间连通有热能管，所述水箱主体内腔两侧与换热机构对应位置均设有扰流组件，且扰流组件一侧传动连接有支撑机构，所述支撑机构固定安装在水箱主体内腔一侧；

所述隔板机构包括封闭套，所述封闭套内腔开设有调节槽，所述调节槽内腔滑动连接有固定环，所述固定环一侧贴合有气囊环，且气囊环内腔两侧设有不连通的气道，且气囊环内腔两侧气道分别连接有充气管，且充气管穿过水箱主体连通有气泵，且气泵固定安装在水箱主体一侧，所述固定环内腔固定安装有隔热板，且隔热板一侧两端均嵌设有喷液嘴，且喷液嘴位于封闭机构两侧对应位置，所述封闭机构包括两个固设于两侧隔热板之间的封闭垫板，且两侧封闭垫板两端之间均连接有弹力边膜，且弹力边膜和封闭垫板之间固定连接有隔热膜罩，所述隔热膜罩之间固定连接有两个隔液阀座，且隔液阀座内传动连接有阀板用于对两侧腔体补液，且隔液阀座与一侧换热机构相连通。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述隔热板一侧嵌设有万向轴套，所述万向轴套内腔与换热机构一侧相套接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述隔液阀座两侧与阀板对应位置均开设有出液口，且隔液阀座内腔中部通过轴体传动连接有阀板，且轴体末端固定安装有驱动电机，所述驱动电机通过安装座与隔液阀座固定连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述换热机构包括换热内管，所述换热内管位于水箱主体内腔两侧对应位置，所述换热内管通过热能支管与水箱主体外部热能管相连通，所述换热内管外壁滑动连接有多个换热套环，且换热套环为铜制换热组件。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述换热套环两侧均固定连接有多个换热鳍片，且换热鳍片横截面形状为矩形，且换热鳍片为铝制换热构件。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述支撑机构包括支撑主轴，所述支撑主轴外壁固定连接有连接块，所述连接块固定连接在水箱主体一侧，所述支撑主轴两端均固定连接有支撑滑套，所述支撑滑套内腔滑动连接有支撑滑杆，所述支撑滑杆一端固定连接有挡块，所述支撑滑杆另一端固定连接有抵流板，所述抵流板底部贴合有三角板，所述三角板一侧固定连接有支撑轴套，所述支撑轴套滑动连接在支撑主轴外部。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述扰流组件包括两端通过固定杆与三角板一侧固定连接的传动杆，所述传动杆一侧通过铰接座铰接有扰流板，所述扰流板一侧通过销轴与水箱主体内腔一侧对应位置固定连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述扰流板顶部开设有多个扰流蓄热槽，且扰流蓄热槽横截面形状为矩形。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述水箱主体内腔远离隔板机构两侧均嵌设有换热衬套，且两侧换热衬套之间连通有连通热管，所述换热衬套一侧连通有二级热管。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述隔液阀座一侧连通有集液罩，所述集液罩一侧连通有回热管，所述回热管嵌设于弹力边膜一侧与换热机构相连通。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过设置的隔板机构，蓄热水液能够通过隔液阀座调节出液方向在隔热膜罩两侧对应位置，气囊环充气膨胀展开推动固定环带动隔热板通过中心万向轴套在换热内管外壁轴向偏移，两侧隔热板相对偏移能够调节隔热膜罩两侧相对内腔容积，隔液阀座内打开相对一侧的出液孔，通过调节两侧隔热板相对夹角使一侧腔体变小的同时增加单侧出液流速，从而能够有效提高初升温阶段的快速换热能力，有利于实现容积流速的变化调节恒温区域实现不同换热需要，在夜间时停止底部一侧腔体水液循环实现热量的积蓄，有利于通过热能的积蓄实现在日间恢复蓄热时单侧腔体的快速升温处理，并且通过二级热管和换热管的换热控制实现不同热量的换热处理，实现分仓式蓄热水箱分时调控蓄热处理能力，满足整体使用需要。

2、本发明中，换热内管能够通过顶部热能管将太阳能集热器吸收热量的介质连通送入回热管和隔板机构内腔腔体内，在换热内管内的换热介质能够通过与换热套环的接触实现与该侧腔体内介质的换热处理，同时通过隔热板对单侧水箱主体的封闭能够分隔出较低热量的温度腔体区间，从而能够通过一侧换热衬套和二级热管的配合实现对分区热量的换热处理需要。

3、本发明中，在两侧隔热板之间的腔体需要将热量导入水箱主体靠外侧腔体时，并且在喷液嘴在喷液产生水液流动时喷液嘴加压冲击一侧抵流板，抵流板流动时通过挤压三角板带动支撑轴套在同步带动固定杆和传动杆移动，传动杆一端能够带动铰接座相对偏转拉动扰流板通过销轴转动，从而能够通过两侧喷液嘴的喷液冲击力随动传动带动扰流板调节相对朝向，满足对出液介质流向的朝向调节需要。

附图说明

图1为本发明提出的一种分仓式太阳能蓄热水箱的立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种分仓式太阳能蓄热水箱的隔板机构装配结构示意图；

图3为本发明提出的一种分仓式太阳能蓄热水箱的隔板机构拆分结构示意图；

图4为本发明提出的一种分仓式太阳能蓄热水箱的换热机构立体结构示意图；

图5为本发明提出的一种分仓式太阳能蓄热水箱的扰流组件装配结构示意图；

图6为本发明提出的一种分仓式太阳能蓄热水箱的封闭机构立体结构示意图；

图7为本发明提出的一种分仓式太阳能蓄热水箱的支撑机构装配结构示意图；

图8为本发明提出的一种分仓式太阳能蓄热水箱的扰流板立体结构示意图；

图9为本发明提出的一种分仓式太阳能蓄热水箱的换热衬套立体结构示意图；

图10为本发明提出的一种分仓式太阳能蓄热水箱的隔液阀座立体结构示意图；

图11为本发明提出的一种分仓式太阳能蓄热水箱的隔液阀座立体拆分结构示意图；

图12为本发明提出的一种分仓式太阳能蓄热水箱的隔液阀座立体装配结构示意图。

图例说明：

1、水箱主体；2、隔板机构；201、隔热板；202、万向轴套；203、喷液嘴；204、固定环；205、封闭套；206、调节槽；207、气囊环；208、充气管；3、封闭机构；301、封闭垫板；302、弹力边膜；303、隔热膜罩；304、回热管；305、集液罩；306、隔液阀座；307、阀板；308、驱动电机；309、安装座；4、换热机构；401、换热内管；402、换热套环；403、换热鳍片；404、热能支管；5、支撑机构；501、支撑滑杆；502、抵流板；503、三角板；504、支撑滑套；505、挡块；506、支撑主轴；507、支撑轴套；508、连接块；6、扰流组件；601、扰流板；602、扰流蓄热槽；603、销轴；604、铰接座；605、传动杆；606、固定杆；7、支撑腿；8、换热管；9、热能管；10、气泵；11、二级热管；12、换热衬套；13、连通热管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-12，本发明提供一种技术方案：一种分仓式太阳能蓄热水箱，包括水箱主体1，水箱主体1底部四角处均设有支撑腿7，所述水箱主体1内腔固设有两个隔板机构2，且两侧隔板机构2之间固设有封闭机构3用于分隔腔体，且水箱主体1位于隔板机构2两侧腔体处均连通有换热管8，所述隔板机构2另一端固定安装有换热机构4，且换热机构4顶部与水箱主体1之间连通有热能管9，所述水箱主体1内腔两侧与换热机构4对应位置均设有扰流组件6，且扰流组件6一侧传动连接有支撑机构5，所述支撑机构5固定安装在水箱主体1内腔一侧；

所述隔板机构2包括封闭套205，所述封闭套205内腔开设有调节槽206，所述调节槽206内腔滑动连接有固定环204，所述固定环204一侧贴合有气囊环207，且气囊环207内腔两侧设有不连通的气道，且气囊环207内腔两侧气道分别连接有充气管208，且充气管208穿过水箱主体1连通有气泵10，且气泵10固定安装在水箱主体1一侧，所述固定环204内腔固定安装有隔热板201，且隔热板201一侧两端均嵌设有喷液嘴203，且喷液嘴203位于封闭机构3两侧对应位置，所述封闭机构3包括两个固设于两侧隔热板201之间的封闭垫板301，且两侧封闭垫板301两端之间均连接有弹力边膜302，且弹力边膜302和封闭垫板301之间固定连接有隔热膜罩303，所述隔热膜罩303之间固定连接有两个隔液阀座306，且隔液阀座306内传动连接有阀板307用于对两侧腔体补液，所述隔热板201一侧嵌设有万向轴套202，所述万向轴套202内腔与换热机构4一侧相套接，所述隔液阀座306两侧与阀板307对应位置均开设有出液口，且隔液阀座306内腔中部通过轴体传动连接有阀板307，且轴体末端固定安装有驱动电机308，所述驱动电机308通过安装座309与隔液阀座306固定连接，所述隔液阀座306一侧连通有集液罩305，所述集液罩305一侧连通有回热管304，所述回热管304嵌设于弹力边膜302一侧与换热机构4相连通。

实施方式具体为：在水液通过两侧换热内管401与水箱主体1两端隔板机构2外进行接触换热后，蓄热水液能够通过隔液阀座306调节出液方向在隔热膜罩303两侧对应位置，并且通过气泵10向一侧充气管208泵气后，充气管208能够带动一侧气囊环207受力膨胀展开，气囊环207一侧气道充气展开后膨胀推动一侧固定环204在调节槽206内相对移动，调节槽206移动能够带动底部隔热板201通过中心万向轴套202在换热内管401外壁轴向偏移，两侧隔热板201相对偏移能够调节隔热膜罩303两侧相对内腔容积，柔性隔热膜罩303和封闭垫板301能够适配夹角调节的挤压力，隔热板201能够通过万向轴套202在换热内管401外的转动更加稳定，能够避免隔热板201偏移时发生间隙引导水液渗漏，同时隔热板201通过外部固定环204在调节槽206内的滑动更加稳定，同时调节槽206能够通过气囊环207实现封闭处理，满足隔热板201的偏转调节处理需要，保证在换热内管401将换热后热量泵入末端隔液阀座306时，隔液阀座306内腔两侧阀板307能够通过在隔液阀座306内的相对偏移角度调控打开相对一侧的出液孔，能够实现换热水液的单侧出液处理，有利于实现容积流速的变化调节恒温区域实现不同换热需要，通过调节较小一侧腔体单侧出液的快速流动能够保证初升温阶段的快速升温处理能力，通过在日夜蓄热谷峰区间调节两侧相对内腔容积实现分层蓄热的控制调整，实现在日间热量交换量时通过两侧腔体介质增大提高换热处理能力，在接近夜间时停止底部一侧腔体水液循环的交换处理，通过设置的集液罩305能够提高集液处理能力，避免发生换热介质的渗液。

所述换热机构4包括换热内管401，所述换热内管401位于水箱主体1内腔两侧对应位置，所述换热内管401通过热能支管404与水箱主体1外部热能管9相连通，所述换热内管401外壁滑动连接有多个换热套环402，且换热套环402为铜制换热组件，所述换热套环402两侧均固定连接有多个换热鳍片403，且换热鳍片403横截面形状为矩形，且换热鳍片403为铝制换热构件，所述水箱主体1内腔远离隔板机构2两侧均嵌设有换热衬套12，且两侧换热衬套12之间连通有连通热管13，所述换热衬套12一侧连通有二级热管11。

如图2-4所示，实施方式具体为：换热内管401能够通过顶部热能管9将太阳能集热器吸收热量的介质连通送入回热管304和隔板机构2内腔腔体内，并将热量通过换热管8送入外部供热管路内，在换热内管401内的换热介质能够通过与换热套环402的接触实现与该侧腔体内介质的换热处理，多个套设的换热套环402能够充分提高换热接触面积，满足对热量介质的交换处理，矩形的换热鳍片403能够充分提高吸热处理能力，并且能够提供一定的支撑能力，嵌设的换热衬套12能够充分提高相应接触换热能力，且通热管能够保证两侧换热衬套12内的热水循环处理能力。

所述支撑机构5包括支撑主轴506，所述支撑主轴506外壁固定连接有连接块508，所述连接块508固定连接在水箱主体1一侧，所述支撑主轴506两端均固定连接有支撑滑套504，所述支撑滑套504内腔滑动连接有支撑滑杆501，所述支撑滑杆501一端固定连接有挡块505，所述支撑滑杆501另一端固定连接有抵流板502，所述抵流板502底部贴合有三角板503，所述三角板503一侧固定连接有支撑轴套507，所述支撑轴套507滑动连接在支撑主轴506外部，所述扰流组件6包括两端通过固定杆606与三角板503一侧固定连接的传动杆605，所述传动杆605一侧通过铰接座604铰接有扰流板601，所述扰流板601一侧通过销轴603与水箱主体1内腔一侧对应位置固定连接，所述扰流板601顶部开设有多个扰流蓄热槽602，且扰流蓄热槽602横截面形状为矩形。

如图6-9所示，实施方式具体为：在两侧隔热板201之间的腔体需要将热量导入水箱主体1靠外侧腔体时，喷液嘴203能够通过控制开关封闭实现相应的喷液位置，并且在喷液嘴203在喷液产生水液流动时，并且支撑主轴506能够通过连接块508实现与水箱主体1内腔的连接固定，流动水液能够通过喷液嘴203加压冲击一侧抵流板502，抵流板502受力能够带动一侧支撑滑杆501在支撑滑套504内滑动，抵流板502流动同时通过挤压三角板503顶部倾斜面带动支撑轴套507在支撑主轴506外滑动，并且三角板503能够通过一侧支撑轴套507的限位实现轴向调节处理，三角板503移动能够同步带动固定杆606和传动杆605移动，传动杆605一端能够带动铰接座604铰接块相对偏转拉动扰流板601通过销轴603转动扰流板601能够通过顶部扰流蓄热槽602实现对介质的换热接触面积，并且扰流板601通过前端销轴603的相对偏转满足整体朝向调节的支撑稳定性，且支撑滑杆501末端的挡块505能够避免介质流动的反作用力拉动抵流板502与一侧支撑滑套504分离。

工作原理：使用时，换热内管401通过顶部热能管9将太阳能集热器吸收热量的介质连通送入回热管304和隔板机构2内腔腔体内，并将热量通过换热管8送入外部供热管路内，在换热内管401内的换热介质通过与换热套环402的接触实现与该侧腔体内介质的换热处理，在水液通过两侧换热内管401与水箱主体1两端隔板机构2外进行接触换热后，蓄热水液通过隔液阀座306调节出液方向在隔热膜罩303两侧对应位置，通过气泵10向一侧充气管208泵气后，充气管208带动一侧气囊环207受力膨胀展开，气囊环207一侧气道充气展开后膨胀推动一侧固定环204在调节槽206内相对移动，调节槽206移动带动底部隔热板201通过中心万向轴套202在换热内管401外壁轴向偏移，两侧隔热板201相对偏移调节隔热膜罩303两侧相对内腔容积，换热内管401将换热后热量泵入末端隔液阀座306时，隔液阀座306内腔两侧阀板307通过在隔液阀座306内的相对偏移角度调控打开相对一侧的出液孔；

在两侧隔热板201之间的腔体需要将热量导入水箱主体1靠外侧腔体时，喷液嘴203通过控制开关封闭实现相应的喷液位置，在喷液嘴203在喷液产生水液流动时，流动水液通过喷液嘴203加压冲击一侧抵流板502，抵流板502受力带动一侧支撑滑杆501在支撑滑套504内滑动，抵流板502流动同时通过挤压三角板503顶部倾斜面带动支撑轴套507在支撑主轴506外滑动，三角板503移动同步带动固定杆606和传动杆605移动，传动杆605一端带动铰接座604铰接块相对偏转拉动扰流板601通过销轴603转动，通过两侧喷液嘴203的喷液冲击力随动传动带动扰流板601调节相对朝向。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分仓式太阳能蓄热水箱，包括水箱主体（1），其特征在于，所述水箱主体（1）内腔固设有两个隔板机构（2），且两侧隔板机构（2）之间固设有封闭机构（3）用于分隔腔体，且水箱主体（1）位于隔板机构（2）两侧腔体处均连通有换热管（8），所述隔板机构（2）另一端固定安装有换热机构（4），且换热机构（4）顶部与水箱主体（1）之间连通有热能管（9），所述水箱主体（1）内腔两侧与换热机构（4）对应位置均设有扰流组件（6），且扰流组件（6）一侧传动连接有支撑机构（5），所述支撑机构（5）固定安装在水箱主体（1）内腔一侧；

所述隔板机构（2）包括封闭套（205），所述封闭套（205）内腔开设有调节槽（206），所述调节槽（206）内腔滑动连接有固定环（204），所述固定环（204）一侧贴合有气囊环（207），且气囊环（207）内腔两侧设有不连通的气道，且气囊环（207）内腔两侧气道分别连接有充气管（208），且充气管（208）穿过水箱主体（1）连通有气泵（10），且气泵（10）固定安装在水箱主体（1）一侧，所述固定环（204）内腔固定安装有隔热板（201），且隔热板（201）一侧两端均嵌设有喷液嘴（203），且喷液嘴（203）位于封闭机构（3）两侧对应位置，所述封闭机构（3）包括两个固设于两侧隔热板（201）之间的封闭垫板（301），且两侧封闭垫板（301）两端之间均连接有弹力边膜（302），且弹力边膜（302）和封闭垫板（301）之间固定连接有隔热膜罩（303），所述隔热膜罩（303）之间固定连接有两个隔液阀座（306），且隔液阀座（306）内传动连接有阀板（307）用于对两侧腔体补液，且隔液阀座（306）与一侧换热机构（4）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种分仓式太阳能蓄热水箱，其特征在于，所述隔热板（201）一侧嵌设有万向轴套（202），所述万向轴套（202）内腔与换热机构（4）一侧相套接。

3.根据权利要求1所述的一种分仓式太阳能蓄热水箱，其特征在于，所述隔液阀座（306）两侧与阀板（307）对应位置均开设有出液口，且隔液阀座（306）内腔中部通过轴体传动连接有阀板（307），且轴体末端固定安装有驱动电机（308），所述驱动电机（308）通过安装座（309）与隔液阀座（306）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种分仓式太阳能蓄热水箱，其特征在于，所述换热机构（4）包括换热内管（401），所述换热内管（401）位于水箱主体（1）内腔两侧对应位置，所述换热内管（401）通过热能支管（404）与水箱主体（1）外部热能管（9）相连通，所述换热内管（401）外壁滑动连接有多个换热套环（402），且换热套环（402）为铜制换热组件。

5.根据权利要求4所述的一种分仓式太阳能蓄热水箱，其特征在于，所述换热套环（402）两侧均固定连接有多个换热鳍片（403），且换热鳍片（403）横截面形状为矩形，且换热鳍片（403）为铝制换热构件。

6.根据权利要求1所述的一种分仓式太阳能蓄热水箱，其特征在于，所述支撑机构（5）包括支撑主轴（506），所述支撑主轴（506）外壁固定连接有连接块（508），所述连接块（508）固定连接在水箱主体（1）一侧，所述支撑主轴（506）两端均固定连接有支撑滑套（504），所述支撑滑套（504）内腔滑动连接有支撑滑杆（501），所述支撑滑杆（501）一端固定连接有挡块（505），所述支撑滑杆（501）另一端固定连接有抵流板（502），所述抵流板（502）底部贴合有三角板（503），所述三角板（503）一侧固定连接有支撑轴套（507），所述支撑轴套（507）滑动连接在支撑主轴（506）外部。

7.根据权利要求6所述的一种分仓式太阳能蓄热水箱，其特征在于，所述扰流组件（6）包括两端通过固定杆（606）与三角板（503）一侧固定连接的传动杆（605），所述传动杆（605）一侧通过铰接座（604）铰接有扰流板（601），所述扰流板（601）一侧通过销轴（603）与水箱主体（1）内腔一侧对应位置固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种分仓式太阳能蓄热水箱，其特征在于，所述扰流板（601）顶部开设有多个扰流蓄热槽（602），且扰流蓄热槽（602）横截面形状为矩形。

9.根据权利要求1所述的一种分仓式太阳能蓄热水箱，其特征在于，所述水箱主体（1）内腔远离隔板机构（2）两侧均嵌设有换热衬套（12），且两侧换热衬套（12）之间连通有连通热管（13），所述换热衬套（12）一侧连通有二级热管（11）。

10.根据权利要求1所述的一种分仓式太阳能蓄热水箱，其特征在于，所述隔液阀座（306）一侧连通有集液罩（305），所述集液罩（305）一侧连通有回热管（304），所述回热管（304）嵌设于弹力边膜（302）一侧与换热机构（4）相连通。

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