一種無級式分層貯熱水箱

《一種無級式分層貯熱水箱》涉及承壓式太陽能熱水系統(tǒng)的換熱和儲熱部件。

貯熱水箱是用于承壓式太陽能熱水系統(tǒng)換熱和儲熱的部件，截至2013年1月，使用的貯熱水箱僅將換熱器安裝在水箱內(nèi)，貯熱在水箱內(nèi)的水依靠涌動進行換熱，這樣的換熱方式效率低下，不能滿足用戶需求。

圖1、6為水箱結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2、3為疏導(dǎo)元件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中A-A結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖3中B-B結(jié)構(gòu)示意圖；

上述圖中的標(biāo)記均為：1、水箱；2、隔離罩；3、換熱管；4、隔板；5、換熱管進出口；6、固定底板；7、疏導(dǎo)元件組合管；8、溫度傳感器；9、冷水補水口；10、輔助循環(huán)加熱出口；11、輔助循環(huán)加熱入口；12、安全閥；13、熱水出口；14、熱水回水口；701、疏導(dǎo)元件；702、固定螺孔；703、固定螺柱；圖1、4、6中箭頭方向為水流方向。

2020年7月17日，《一種無級式分層貯熱水箱》獲得安徽省第七屆專利獎優(yōu)秀獎。

參見圖1可知，《一種無級式分層貯熱水箱》包括水箱1和設(shè)置在水箱1內(nèi)的換熱系統(tǒng)，換熱系統(tǒng)包括呈螺旋管狀設(shè)置在水箱1底部的換熱管3，罩在換熱管3外的隔離罩2，隔離罩2與水箱1底部存在用于讓冷水涌入的間隙，隔離罩2頂部與豎直向上延伸的疏導(dǎo)元件組合管7連通，疏導(dǎo)元件組合管7外壁呈翅片狀，每層翅片間的管壁均與水箱1連通，這樣在有陽光輻照條件下，太陽能集熱器吸收太陽輻射并轉(zhuǎn)換成熱能使集熱器傳熱工質(zhì)溫度不斷上升，被加熱的傳熱工質(zhì)由集熱循換泵輸送進入換熱管3與隔熱罩2內(nèi)水進行換熱,將熱量傳遞到隔離罩2內(nèi)水中，水被加熱后其密度變化產(chǎn)生上升的浮力（即熱水上涌、冷水下降的物理原理），上升的熱水沿疏導(dǎo)元件組合管7上升流至與水箱1內(nèi)對應(yīng)溫度層面高度時，沿著導(dǎo)元件組合管7上相應(yīng)間隙流出，與貯熱水箱1內(nèi)對應(yīng)溫度層的水混合，而冷水從隔離罩2與水箱1底部件的間隙涌入，可給隔離罩2內(nèi)補水。這樣可以盡可能的使貯熱水箱1的下層保持冷卻，冷卻的水箱1下層使換熱管3回流迅速冷卻。這提高了集熱器與貯熱水箱1內(nèi)換熱管3回流之間的溫差，并由此增強了對太陽輻射能量的吸收，可以有效的提高整個太陽能熱水系統(tǒng)熱效率（根據(jù)傳熱學(xué)基本定率：單位時間內(nèi)的導(dǎo)熱量與溫度梯度及傳熱面積成正比, 由于增大了水箱內(nèi)水的溫度梯度進而增大了集熱器與貯熱水箱1之間的溫差 , 因而提高了換熱效率和太陽能熱水系統(tǒng)集熱效率）。下面提供一種結(jié)構(gòu)精簡，制造方便，換熱效果好的疏導(dǎo)元件組合管7實施例，參見圖2-5可知，疏導(dǎo)元件組合管7由多組疏導(dǎo)元件701重疊構(gòu)成，該疏導(dǎo)元件701為錐臺形管體，該錐臺形管體開口較大的一端向外延伸有一圈固定導(dǎo)流檐，固定導(dǎo)流檐用于固定連接相鄰的疏導(dǎo)元件701，以及輔助導(dǎo)流出熱水的作用。

在固定導(dǎo)流檐上設(shè)有固定螺孔702，固定螺孔702沿軸向凸出，這樣每個固定螺孔702的凸出部端部在疏導(dǎo)元件701依次重疊固定時，抵住相鄰層疏導(dǎo)元件701的固定導(dǎo)流檐，從而相鄰確保疏導(dǎo)元件701間存在換熱間隙，且間隙等距，將多個疏導(dǎo)元件701相互重疊且依次相套，且均開口較大端朝下，同時固定螺孔702對準(zhǔn)位置后，通過固定螺柱703將所有疏導(dǎo)元件701連接固定，構(gòu)成疏導(dǎo)元件組合管7，這樣水箱1大小變化時，只需調(diào)整疏導(dǎo)元件701的數(shù)量，即可調(diào)整疏導(dǎo)元件組合管7的長度，從而與水箱1相適應(yīng)。安裝了上述實施例的疏導(dǎo)元件組合管7，可以更有效的進行分層換熱，將熱水分層輸入具有相對應(yīng)溫度的貯熱層中，因疏導(dǎo)元件組合管7中部流水管道內(nèi)熱水必須通過疏導(dǎo)元件701向下方流出，由于熱水與冷水密度的不同，上涌的熱水不可能向下流動與水箱1下部周圍的冷水混合，而只能與貯熱水箱1內(nèi)對應(yīng)溫度層的水混合。這樣在光照條件較強時，分層貯熱水箱可以迅速地把被加熱的熱水儲存于位于水箱1上層的貯熱層中。為了便于水箱1裝配制造，以及后期維護修理，水箱1底部中心位置設(shè)有固定底板6，換熱系統(tǒng)均固定于固定底板6一側(cè)，即換熱管3的換熱管進出口4和隔離罩2固定于固定底板6上，共同構(gòu)成一個整體部件。

這樣將換熱管3、換熱管進出口4、隔離罩2和疏導(dǎo)元件組合管7裝配完成后，將安裝在固定底板6上的換熱系統(tǒng)塞入水箱1底部預(yù)留的安裝孔內(nèi)，之后密封固定底板6即可。由于水箱1內(nèi)的貯水是分層換熱的，因此水箱1不同高度的水溫是存在溫差的，因此在外壁不同高度處設(shè)有多個熱水出口13，可以讓使用者按水箱1內(nèi)熱水溫度分層情況提供相應(yīng)溫度要求的生活熱水。為完善此類提高熱水方案，可在水箱1不同高度位置溫度傳感器8，并在每個熱水出口13設(shè)有電磁閥，上述溫度傳感器8號輸出端以及電磁閥控制輸入端均與控制器連接，控制器可以根據(jù)預(yù)設(shè)閥值與采集溫度數(shù)據(jù)比對，自動控制電磁閥啟閉，為用戶提供合適溫度的熱水。同時控制器設(shè)有顯現(xiàn)溫度傳感器8信號數(shù)值的顯示器，顯示器可以顯示水箱1內(nèi)各層水溫，并且控制器還設(shè)有控制電磁閥開合的控制按鍵，用戶也可以根據(jù)自己需要人工控制相應(yīng)水出口13電磁閥開啟，為用戶供水。

水箱1上還設(shè)有輔助循環(huán)加熱出口10和輔助循環(huán)加熱入口11，上述輔助循環(huán)加熱出口10和輔助循環(huán)加熱入口11與加熱設(shè)備連接構(gòu)成循環(huán)回路，加熱設(shè)備可以選擇電加熱器或燃?xì)饧訜崞?，并且循環(huán)回路上設(shè)有水泵，水泵以及加熱設(shè)備與控制連接，可以人工或手動控制其工作，從而在陽光不足時，為水箱1提供第二加熱手段。為確保水箱1安全工作，水箱1頂部設(shè)有安全閥12。冷水補水口9位于水箱1的底部，從而進一步保障水箱1底部水溫較低，提高換熱效率。同時水箱1上還設(shè)有熱水回水口14。無論太陽輻照強度高低，該貯熱水箱1都能夠幾乎無級的分層儲熱（溫）水，所以它能夠高效利用總是處于不穩(wěn)定和變化之中的太陽輻射的能量。為此提出一個實施例。參見圖6可知，在水箱1內(nèi)水平設(shè)有一個隔板4，位于水箱1中上層位置（如水箱1的 1/3位置），該隔板4將水箱1隔出上下兩層，隔板4中心與疏導(dǎo)元件組合管7連接，邊緣與水箱1內(nèi)壁存在間隙，確保整個水箱1內(nèi)的水能夠流通換熱。利用疏導(dǎo)元件組合管7的分層換熱功能，這樣的隔板4設(shè)計可以使水箱1上層的水溫明顯高于下層，特別是在在光照條件較弱時，溫差更大，可以為用戶提供一部分熱水，而不至于在光照條件較弱時整個水箱1內(nèi)的水溫都不能達到用戶要求。水箱1上下兩層還可以分別設(shè)置溫度傳感器8，并且水箱1上下兩層各設(shè)一個熱水出口13，且每個熱水出口13均設(shè)有電磁閥，上述溫度傳感器8號輸出端以及電磁閥控制輸入端均與控制器連接，控制器可以根據(jù)預(yù)設(shè)閥值與采集溫度數(shù)據(jù)比對，自動控制電磁閥啟閉，為用戶提供合適溫度的熱水。同時控制器設(shè)有顯現(xiàn)溫度傳感器8信號數(shù)值的顯示器，顯示器可以顯示水箱1內(nèi)各層水溫，并且控制器還設(shè)有控制電磁閥開合的控制按鍵，用戶也可以根據(jù)自己需要人工控制相應(yīng)水出口13電磁閥開啟，為用戶上層熱水，或下層溫水。

一種無級式分層貯熱水箱技術(shù)方案

《一種無級式分層貯熱水箱》包括水箱，設(shè)置在水箱底部的換熱管，所述的換熱管外設(shè)有與水箱底部存在間隙的隔離罩，所述的隔離罩頂部與豎直向上延伸的疏導(dǎo)元件組合管連通，所述的疏導(dǎo)元件組合管外壁呈翅片狀，每層翅片間的管壁均與水箱連通。所述的疏導(dǎo)元件組合管由疏導(dǎo)元件構(gòu)成，所述的疏導(dǎo)元件為錐臺形管體，該錐臺形管體開口較大的一端向外延伸有一圈固定導(dǎo)流檐，所述的固定導(dǎo)流檐上設(shè)有固定螺孔，多個所述的疏導(dǎo)元件依次相互重疊并在固定螺孔處由固定螺柱連接固定，構(gòu)成疏導(dǎo)元件組合管。所述的固定螺孔沿軸向凸出，所述的凸出部的端部在疏導(dǎo)元件依次重疊固定時，抵住相鄰層疏導(dǎo)元件，確保疏導(dǎo)元件間存在換熱間隙。沿著所述的水箱外壁不同高度處設(shè)有多個熱水出口。所述的水箱內(nèi)水平設(shè)有一個隔板，所述的隔板中心與疏導(dǎo)元件組合管連接，邊緣與水箱內(nèi)壁存在間隙，由所述的隔板隔出的上下兩層水箱均設(shè)有熱水出口。所述的水箱底部中心位置設(shè)有固定底板，所述的換熱管的換熱管進出口和隔離罩均固定于固定底板一側(cè)，共同構(gòu)成一個整體部件。所述的水箱上下兩層均設(shè)有溫度傳感器，所述的水箱上下兩層熱水出口均設(shè)有電磁閥，所述的溫度傳感器信號輸出端以及電磁閥控制輸入端均與控制器連接。所述的控制器設(shè)有顯現(xiàn)溫度傳感器信號數(shù)值的顯示器，還設(shè)有控制電磁閥開合的控制按鍵。所述的水箱設(shè)有輔助循環(huán)加熱出口和輔助循環(huán)加熱入口，所述的輔助循環(huán)加熱出口和輔助循環(huán)加熱入口與加熱設(shè)備連接構(gòu)成循環(huán)回路，所述的加熱設(shè)備為電加熱器或燃?xì)饧訜崞鳌Ｋ龅乃漤敳吭O(shè)有安全閥，底部設(shè)有冷水補水口和熱水回水口。

一種無級式分層貯熱水箱改善效果

《一種無級式分層貯熱水箱》的優(yōu)點在于它能夠很快使水溫地達到一個可以使用的溫度，同時還能使貯熱水箱下層的水保持冷卻，冷卻的貯熱水箱下層使換熱器回流迅速冷卻，這提高了集熱器與貯熱水箱換熱器之間溫度差并由此增加了對太陽能輻射熱量的吸收。

1.《一種無級式分層貯熱水箱》包括水箱（1），設(shè)置在水箱（1）底部的 換熱管（3），其特征在于：所述的換熱管（3）外設(shè)有與水箱（1）底 部存在間隙的隔離罩（2），所述的隔離罩（2）頂部與豎直向上延伸 的疏導(dǎo)元件組合管（7）連通，所述的疏導(dǎo)元件組合管（7）外壁呈翅 片狀，每層翅片間的管壁均與水箱（1）連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級式分層貯熱水箱，其特征在于：所述的疏導(dǎo) 元件組合管（7）由疏導(dǎo)元件（701）構(gòu)成，所述的疏導(dǎo)元件（701）為 錐臺形管體，該錐臺形管體開口較大的一端向外延伸有一圈固定導(dǎo)流 檐，所述的固定導(dǎo)流檐上設(shè)有固定螺孔（702），多個所述的疏導(dǎo)元件 （701）依次相互重疊且均開口較大端朝下放置，并通過固定螺孔（7 02）以及固定螺柱（703）相互連接固定，構(gòu)成疏導(dǎo)元件組合管（7） 。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無級式分層貯熱水箱，其特征在于：所述的固定 螺孔（702）沿軸向凸出，所述的凸出部的端部在疏導(dǎo)元件（701）依 次重疊固定時，抵住相鄰層疏導(dǎo)元件（701），確保疏導(dǎo)元件（701） 間存在換熱間隙。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無級式分層貯熱水箱，其特征在于：沿著所 述的水箱（1）外壁不同高度處設(shè)有多個熱水出口（13）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無級式分層貯熱水箱，其特征在于：所述的水箱 （1）內(nèi)水平設(shè)有一個隔板（4），所述的隔板（4）中心與疏導(dǎo)元件組 合管（7）連接，邊緣與水箱（1）內(nèi)壁存在間隙，由所述的隔板（4） 隔出的上下兩層水箱均設(shè)有熱水出口（13）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或5所述的無級式分層貯熱水箱，其特征在于： 所述的水箱（1）底部中心位置設(shè)有固定底板（6），所述的換熱管（ 3）的換熱管進出口（4）和隔離罩（2）均固定于固定底板（6）一側(cè) ，共同構(gòu)成一個整體 部件。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無級式分層貯熱水箱，其特征在于：所述的水箱 （1）上下兩層均設(shè)有溫度傳感器（8），所述的水箱（1）上下兩層熱 水出口（13）均設(shè)有電磁閥，所述的溫度傳感器（8）信號輸出端以及 電磁閥控制輸入端均與控制器連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無級式分層貯熱水箱，其特征在于：所述的控制 器設(shè)有顯現(xiàn)溫度傳感器（8）信號數(shù)值的顯示器，還設(shè)有控制電磁閥開 合的控制按鍵。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無級式分層貯熱水箱，其特征在于：所述的水箱 （1）設(shè)有輔助循環(huán)加熱出口（10）和輔助循環(huán)加熱入口（11），所述 的輔助循環(huán)加熱出口（10）和輔助循環(huán)加熱入口（11）與加熱設(shè)備連 接構(gòu)成循環(huán)回路，所述的加熱設(shè)備為電加熱器或燃?xì)饧訜崞鳌?

10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項所述的無級式分層貯熱水箱，其特征在于： 所述的水箱（1）頂部設(shè)有安全閥（12），底部設(shè)有冷水補水口（9） 和熱水回水口（14）。

解析分層亦稱解析譜系。按照量詞復(fù)雜性對解析關(guān)系所作的遞歸論分層。與算術(shù)分層類似，任何解析關(guān)系可以用算術(shù)關(guān)系加上有窮個交替出現(xiàn)的二階函數(shù)量詞?′與?′表示，依照量詞個數(shù)，可以將該解析關(guān)系納入具體的解析分層Σ¹_n或π¹_n中。形式地，具體的解析分層Σ¹_n，π¹_n，Δ¹_n可遞歸定義如下：

1.Σ¹₀=π¹₀={R：R為算術(shù)關(guān)系}。

2.Σ¹_{n 1}={(?′f)R(f，f₁，f₂，…，f_k，x₁，x₂，…，x_m)：R∈π¹_n}.

3.π¹_{n 1}={(?′f)R(f，f₁，f₂，…，f_k，x₁，x₂，…，x_m)：R∈Σ¹_n}。

4.Δ¹_n=Σ¹_n∩π¹_n.

Σ¹_n，π¹_n與Δ¹_n中的關(guān)系分別稱為Σ¹_n關(guān)系、π¹_n關(guān)系與Δ¹_n關(guān)系，此外，Δ¹_w定義為：∪{Σ¹_n∪π¹_n：n∈ω}，即所有解析關(guān)系的集合。此外，對n≥1，Σ¹_n關(guān)系可表示成下形范式：

(?′f₁)(?′f₂)…(Q_nf_n)(Qx)

R(f₁，…，f_n，f_{n 1}，…，f_{n p}，x，x₁，…，x_q)，

其中若n為偶數(shù)，Q¹_n為?′，Q⁰為?⁰；若n為奇數(shù)，Q¹_n為?′，Q⁰為?⁰；而R為遞歸關(guān)系。π¹_n關(guān)系也可表示成以?′開頭的類似表達式.解析分層還具有如下封閉性：

1.Σ¹_n，π¹_n，Δ¹_n對合取、析取運算與一階量詞封閉。

2.Δ¹_n對否定運算封閉。

3.R∈Σ¹_n，當(dāng)且僅當(dāng)?R∈π¹_n；

R∈π¹_n，當(dāng)且僅當(dāng)?R∈Σ¹_n。

4.對n≥1，Σ¹_n對二階量詞?′封閉，π_n對二階量詞?′封閉。

關(guān)于解析分層的其他性質(zhì)，參見“解析枚舉定理”。此外，與算術(shù)分層不同，Δ¹₁≠Σ¹₀=π¹₀=Δ¹₀，Δ¹₁的關(guān)系稱為超算術(shù)關(guān)系。

無級調(diào)光：”級”是“檔”的意思。無級的意思是指連續(xù)變化的、而不是躍變式或分檔的，是斜坡式的、而不是臺階式的。

如涉及采用獨特的數(shù)碼無級調(diào)光系統(tǒng)技術(shù)，用戶只需要旋轉(zhuǎn)燈頭就能進行自定義亮度設(shè)置。

自動數(shù)據(jù)分層（automated data tiering）是一種軟件程序，它根據(jù)公司規(guī)定的政策移動分層存儲（tiered storage）間的數(shù)據(jù)文件、卷或區(qū)塊。

自動數(shù)據(jù)分層（automated data tiering）是一種軟件程序，它根據(jù)公司規(guī)定的政策移動分層存儲（tiered storage）間的數(shù)據(jù)文件、卷或區(qū)塊。

為了決定數(shù)據(jù)存儲的位置，自動數(shù)據(jù)分層（automated data tiering）監(jiān)控數(shù)據(jù)使用情況。頻繁訪問的數(shù)據(jù)會保留在高性能光纖通道（Fibre Channel）或是固態(tài)硬盤（solid-state drive）中，而低頻訪問的數(shù)據(jù)則被轉(zhuǎn)移到低成本、高容量的本地驅(qū)動或是云存儲中。

廠商聲稱，自動數(shù)據(jù)分層（automated data tiering）帶來了多種好處。它能減少存儲分層間動態(tài)分類和遷移數(shù)據(jù)時管理存儲所需的時間。通過把低頻訪問數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到低成本驅(qū)動，組織不僅能省下用于高性能驅(qū)動的花費，還能通過減輕負(fù)載來提高性能。另外，減少活動文件的數(shù)據(jù)可以減少日常備份時間。2100433B