一种储热水箱以及含有该储热水箱的水循环系统

1.本实用新型涉及能源技术领域，尤其涉及一种储热水箱以及含有该储热水箱的水循环系统。


背景技术：

2.随着社会经济的不断发展，人类对能源的需求不断提高，能源问题已经成为制约各国经济发展的首要问题。因此，清洁能源的开发利用迫在眉睫。
3.随着社会的发展，人类对热水的需求越来越多,目前可以通过太阳能来加热自来水，并将加热后的自来水通过热水管存储在储热水箱内供居民使用，然而，现有的储热水箱存在冷热水对流的问题，导致储热效率不高，能耗高的缺陷。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种能够使水温温度持续稳定的储热水箱以及含有该储热水箱的水循环系统。
5.一种储热水箱，包括水箱本体，在所述水箱本体内水平设置有隔离板，所述隔离板将水箱本体内部分隔为上位热水水箱和下位冷水水箱；
6.在所述隔离板的下方水平设置有对流板，在所述对流板上分布有若干对流孔；
7.所述隔离板与对流板形成的腔体构成对流区，在所述隔离板上设置有对流管，该对流管的底部与所述对流区连通；
8.在所述水箱本体的侧壁上设置有热水进水口，所述热水进水口设置在所述对流区所在区域的侧壁上；在所述上位热水水箱的箱体侧壁上设置有第一热水出水管；在所述下位冷水水箱的箱体侧壁上设置有冷水出水口。
9.进一步地，如上所述的储热水箱，包括：在所述上位热水水箱内设置有上温度传感器和辅助加热装置；
10.在所述下位冷水水箱内设置有下温度传感器。
11.进一步地，如上所述的储热水箱，所述对流区的高度为：10～15cm。
12.进一步地，如上所述的储热水箱，所述对流孔在靠近所述热水进水口的区域分布密度比在远离所述热水进水口的区域分布密度小。
13.一种含有如上所述储热水箱的水循环系统，包括pv/t组件；在所述pv/t组件的下方设置有储水箱；所述pv/t组件用于通过光伏加热的方式为储水箱内的水加热；
14.所述冷水出水口通过冷水进水管与所述储水箱连通；
15.从所述储水箱经过pv/t组件加热的热水通过第二热水出水管与所述热水进水口连通。
16.进一步地，如上所述储热水箱的水循环系统，还包括控制器；
17.在所述pv/t组件上设置有第一温度传感器；在所述第二热水出水管上设置有第二温度传感器；
18.所述控制器与分别与所述第一温度传感器、第二温度传感器、上温度传感器、下温度传感器电连接。
19.进一步地，如上所述储热水箱的水循环系统，在所述第二热水出水管上设置有第一电磁阀；在所述冷水进水管上设置有第二电磁阀；所述控制器分别与所述第一电磁阀、第二电磁阀电连接。
20.进一步地，如上所述储热水箱的水循环系统，在所述第一热水出水管上设置有第三电磁阀；所述控制器与所述第三电磁阀电连接。
21.进一步地，如上所述储热水箱的水循环系统，在所述冷水进水管上设置有水泵。
22.进一步地，如上所述储热水箱的水循环系统，在所述储水箱上设置有自来水入口。
23.有益效果：
24.本技术提供的储热水箱，通过在水箱内部设置隔离板与对流板，形成对流区，通过该对流区，能够使进入该对流区的热水中，温度更高的水通过对流管进入上位热水水箱，而使温度偏低的水通过对流板上分布的对流孔流入下位冷水水箱，然后上位热水水箱的温度不足时，再通过上位热水水箱内设置的辅助加热装置来加热其内部的水，如此就避免了温度较低的水也需要通过辅助加热装置进行再加热的过程，从而可以降低能耗，提高储热水箱的储热效率。
25.本技术提供的水循环系统，通过pv/t组件将储水箱内的水加热后，通过第二热水出水管将加热后的热水输送至对流区，并通过对流区使温度较高的水进入上位热水水箱，温度较低的水进入下位冷水水箱，而下位冷水水箱的冷水通过冷水进水管输送至储水箱内再次进行加热，如此形成了一个循环，通过该循环方式，可以使得温度不够高的水通过pv/t组件不断重复加热，如此就避免了对进入下位冷水水箱的冷水通过辅助加热方式进行加热而增加能耗的现象，降低了能耗，提高了对自然资源的利用率。
附图说明
26.图1是本实用新型提供的储热水箱结构示意图；
27.图2是本实用新型提供的水循环系统结构示意图；
28.图3为pv/t组件和储水箱的侧面结构示意图；
29.附图标记：
30.1-水箱本体；2-控制器；4-pv/t组件；5-冷水进水管；6-第二热水出水管；7-储水箱；
31.11-上位热水水箱；12-下位冷水水箱；13-对流区；14-隔离板；15-对流板；16-上温度传感器；17-下温度传感器；
32.111-辅助加热装置；112-第一热水出水管；121-冷水出水口；131-热水进水口；113-对流管；
33.41-第一温度传感器；61-第二温度传感器；
34.62-第一电磁阀；52-第二电磁阀；1121-第三电磁阀；
35.71-自来水入口。
具体实施方式
36.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.图1是本实用新型提供的储热水箱结构示意图，如图1所示，包括水箱本体1，在所述水箱本体1内水平设置有隔离板14，所述隔离板14将水箱本体1内部分隔为上位热水水箱11和下位冷水水箱12；
38.在所述隔离板14的下方水平设置有对流板15，在所述对流板15上分布有若干对流孔；
39.所述隔离板14与对流板15形成的腔体构成对流区13，在所述隔离板14上设置有对流管113，该对流管113的底部与所述对流区13连通；
40.在所述水箱本体1的侧壁上设置有热水进水口131，所述热水进水口131设置在所述对流区13所在区域的侧壁上；在所述上位热水水箱11的箱体侧壁上设置有第一热水出水管112；在所述下位冷水水箱12的箱体侧壁上设置有冷水出水口121。
41.具体地，当水的温度在0-4摄氏度之间时，根据水的反常膨胀(热缩冷胀)规律，水的温度越高，密度越大。那么同体积的热水比冷水质量大，也就越重了。当水的温度大于4摄氏度时，根据热胀冷缩规律，水的温度越高，密度越小，那么同体积的热水比冷水的质量小，也就比冷水轻了。因此，本技术通过隔离板14与对流板15在水箱本体1内设置对流管113，通过对流管113将冷水和热水分开。具体为：当进入对流区13的热水温度超过4摄氏度时，由于热水比较轻，会通过对流管113进入上位热水水箱11，而相对温度比较低的水通过对流孔进入下位冷水水箱12。
42.本技术提供的储热水箱，通过在水箱内部设置隔离板与对流板，形成对流区，通过该对流区，能够使进入该对流区的热水中，温度更高的水通过对流管进入上位热水水箱，而使温度偏低的水通过对流板上分布的对流孔流入下位冷水水箱，然后再通过上位热水水箱内设置的辅助加热装置来加热其内部的水，如此就避免了温度较低的水也需要通过辅助加热装置进行加热的过程，从而可以降低了能耗。
43.进一步地，在所述上位热水水箱11内设置有上温度传感器16和辅助加热装置111，在所述下位冷水水箱12内设置有下温度传感器17。
44.具体地，由于常规储热水箱内的热水温度是根据太阳照射强度决定的，而当在阴雨天时，储热水箱内的水温就达不到居民使用的要求。因此，目前储热水箱存在水温不稳定的现象，本技术通过上温度传感器来检测水温，当水温没有达到预设温度的情况下，通过辅助加热装置来加热储热水箱内的水，使水温达到居民使用要求。
45.进一步地，所述对流区13的高度为：10～15cm。
46.为了最大程度地将进入对流区13内的热水温度更高的水流入上位热水水箱11，温度较低的水流入位冷水水箱12，所述对流区13的高度设置为10～15cm。
47.进一步地，所述对流孔在靠近所述热水进水口131的区域分布密度比在远离所述热水进水口131的区域分布密度小。
48.具体地，对流孔越靠近热水进水口131的孔分布越稀疏，越远离热水进水口131的
分布略密集，如此可以使冷水和热水有效分离，其原因在于：靠近热水进水口131区域水速快较，动能较大，容易产生对流，因而设置孔密度较稀疏。
49.本技术还提供一种含有以上所述储热水箱的水循环系统，如图2所示，该系统包括：pv/t组件4；在所述pv/t组件4的下方设置有储水箱7(如图3所示)；所述pv/t组件4用于通过光伏加热的方式为储水箱7内的水加热；所述冷水出水口121通过冷水进水管5与所述储水箱7连通；从所述储水箱7经过pv/t组件4加热的热水通过第二热水出水管6流入所述对流区13。
50.在所述pv/t组件4上设置有第一温度传感器41；在所述第二热水出水管6上设置有第二温度传感器61，在所述第二热水出水管6上设置有第一电磁阀62；在所述冷水进水管5上设置有第二电磁阀52；在所述第一热水出水管112上设置有第三电磁阀1121；控制器2与分别与所述第一温度传感器41、第二温度传感器61、上温度传感器16、下温度传感器17、第一电磁阀62、第二电磁阀52、第三电磁阀1121电连接。在所述储水箱7上设置有自来水入口71。
51.具体地，由于pv/t组件4的温差越大，其发电效率才会越高，因此，为了保证pv/t组件4有足够的温差，就要使储水箱7内的水温不能太高。同时，还可以通过给pv/t组件4的表面用冷水进行冲刷来降低其表面温度，从而使其温差保持在合理的范围内。
52.该系统的工作原理为：
53.自来水通过自来水入口71进入pv/t组件4下的储水箱7，pv/t组件4会对储水箱7内的自来水进行加热变成热水(同时该步骤会吸收pv/t组件4产生的热量，使pv/t组件4的温差进一步增大)；该加热后的热水通过第二热水出水管6进入水箱本体1的对流区13，温度够高的热水会通过对流管113进入上位热水水箱11，温度不够高的水会下沉到下位冷水水箱12。上位热水水箱11的热水可以给用户使用，如果热水区满了，水可以存储到另一个只存热水的热水箱或者输送给用户。下位冷水水箱12的水通过冷水进水管5循环至储水箱7内，可以继续参与pv/t组件4的加热变成热水(这个步骤还是会给光伏板降温，提高光伏板效率)，只要不是光伏板温度过高，下位冷水水箱12的冷水就可以不断循环，重复利用的水循环系统可以减少其他水资源的浪费。
54.此外，如果监测到下位冷水水箱12的水温偏高，那么就关闭第二电磁阀52，,不让下位冷水水箱12内的水参与光伏板水循环(因为其内部的水温不够低，不能给光伏板降温，光伏板的效率不够)。
55.当上位热水水箱11的热水过多，会通过-第一热水出水管112进入另一个专门只储存热水的热水箱，或者到用户水箱。
56.进一步地，所述pv/t组件4安装在建筑房屋的屋顶。
57.本实用新型提供的水循环系统，使建筑中的环保、隔热、节能、绿色有机结合于一体，房屋顶层有相当广阔的利用空间，利用屋顶安装光伏组件，将太阳光能直接转化为电能热能，为用电设备供输送电能，为居民用户提供热水，符合双碳经济的发展需要。
58.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术
方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种储热水箱，包括水箱本体(1)，其特征在于，在所述水箱本体(1)内水平设置有隔离板(14)，所述隔离板(14)将水箱本体(1)内部分隔为上位热水水箱(11)和下位冷水水箱(12)；在所述隔离板(14)的下方水平设置有对流板(15)，在所述对流板(15)上分布有若干对流孔；所述隔离板(14)与对流板(15)形成的腔体构成对流区(13)，在所述隔离板(14)上设置有对流管(113)，该对流管(113)的底部与所述对流区(13)连通；在所述水箱本体(1)的侧壁上设置有热水进水口(131)，所述热水进水口(131)设置在所述对流区(13)所在区域的侧壁上；在所述上位热水水箱(11)的箱体侧壁上设置有第一热水出水管(112)；在所述下位冷水水箱(12)的箱体侧壁上设置有冷水出水口(121)。2.根据权利要求1所述的储热水箱，其特征在于，包括：在所述上位热水水箱(11)内设置有上温度传感器(16)和辅助加热装置(111)；在所述下位冷水水箱(12)内设置有下温度传感器(17)。3.根据权利要求1所述的储热水箱，其特征在于，所述对流区(13)的高度为：10～15cm。4.根据权利要求1所述的储热水箱，其特征在于，所述对流孔在靠近所述热水进水口(131)的区域分布密度比在远离所述热水进水口(131)的区域分布密度小。5.一种含有权利要求1-4任一所述储热水箱的水循环系统，其特征在于，包括pv/t组件(4)；在所述pv/t组件(4)的下方设置有储水箱(7)；所述pv/t组件(4)用于通过光伏加热的方式为储水箱(7)内的水加热；所述冷水出水口(121)通过冷水进水管(5)与所述储水箱(7)连通；从所述储水箱(7)经过pv/t组件(4)加热的热水通过第二热水出水管(6)与所述热水进水口(131)连通。6.根据权利要求5所述储热水箱的水循环系统，其特征在于，还包括控制器(2)；在所述pv/t组件(4)上设置有第一温度传感器(41)；在所述第二热水出水管(6)上设置有第二温度传感器(61)；所述控制器(2)分别与所述第一温度传感器(41)、第二温度传感器(61)、上温度传感器(16)、下温度传感器(17)电连接。7.根据权利要求6所述储热水箱的水循环系统，其特征在于，在所述第二热水出水管(6)上设置有第一电磁阀(62)；在所述冷水进水管(5)上设置有第二电磁阀(52)；所述控制器(2)分别与所述第一电磁阀(62)、第二电磁阀(52)电连接。8.根据权利要求6所述储热水箱的水循环系统，其特征在于，在所述第一热水出水管(112)上设置有第三电磁阀(1121)；所述控制器(2)与所述第三电磁阀(1121)电连接。9.根据权利要求6所述储热水箱的水循环系统，其特征在于，在所述冷水进水管(5)上设置有水泵(51)。10.根据权利要求6所述储热水箱的水循环系统，其特征在于，在所述储水箱(7)上设置有自来水入口(71)。

技术总结
本申请提供一种储热水箱以及含有该储热水箱的水循环系统。该水箱包括：水箱本体，在水箱本体内水平设置有隔离板和对流板，隔离板将水箱本体内部分隔为上位热水水箱和下位冷水水箱；在对流板上分布有若干对流孔；隔离板与对流板形成的腔体构成对流区，在隔离板上设置有对流管，该对流管的底部与所述对流区连通。本申请提供的储热水箱，避免了温度较低的水也需要通过辅助加热装置进行再加热的过程，从而可以降低能耗，提高储热水箱的储热效率。提高储热水箱的储热效率。提高储热水箱的储热效率。


技术研发人员：上官雅婷 海涛 莫海量 王钧 张天娇 招兴业 李梓珲 付曦宇 李駪皓 林阳
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：2022.11.18
技术公布日：2023/7/20