闷晒式抗冻太阳能热水器制造技术

本发明专利技术涉及传热应用特别是热传导和对流方面的技术。它解决了普通水箱在冬天会因为水结冰膨胀而冻坏胀裂的问题。其特征有三种形式：一种在于水箱半径沿其轴向为上大下小，呈倒圆锥状；一种在于水箱外壁附有肋片，肋片沿水箱轴向布置，为上小下大，呈梯形；另一种是将前两种特征结合在一起，水箱半径沿其轴向为上大下小，呈倒圆锥状，同时，在水箱外壁附有肋片，肋片沿水箱轴向布置，为上小下大，呈梯形。其原理是利用传热应用技术让水自下而上按照一定顺序冻结而将多余的水排挤出去。该水箱可满足用户特别是太阳能厂家生产过冬太阳能热水器的需要，实施方便而且切实可靠。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传热应用技术，特别是热传导和对流方面的技术。人民生活离不开水，有水就必须有水箱，大的如储水罐，小的如各种热水器的水箱，等等。由于水的密封比冰大，故当水结为冰时，其体积发生膨胀，该膨胀力特别大，足以破坏任何材料的水箱。在我国大部分地区，冬季温度低于零下，普通水箱会因此而被冻坏。现今的常用解决方法是在水箱外部包上保温材料，阻止水箱中的水因向外部散热而结冰。该方法总体来说较为实用可行，但对于一些特殊情况却有许多局限。例如，对于太阳能热水器来说，其水箱外部包有保温材料，但在温度非常低的地区，其水箱仍然会被冻坏。现有技术中尚没有其他的水箱抗冻技术。本专利技术的目的就是为广大人民提供一种新型的抗冻水箱，满足用户特别是太阳能厂家生产抗冻太阳能热水器的需要。本专利技术的实现途径之一为，作一水箱，使其半径沿水箱轴向为下小上大，呈倒园锥状。本专利技术的实现途径之二为，作一水箱，在水箱外壁附有散热肋片，肋片沿水箱轴向布置，为下大上小，呈梯形。本专利技术的实现途径之三为途径一和二之综合，水箱半径沿水箱轴向为下小上大，呈倒园锥状，同时在水箱外壁附有散热肋片，沿水箱轴向布置，为下大上小，呈梯形。本专利技术利用了传热学的原理。在冬天，由于水的温度比外界环境温度高，所以热量的传递是从水向外界环境散热，水的温度逐渐降低，当水的温度下降到零度以下时即开始结冰。在途径一中，由于水箱半径沿轴向为上大下小，因而对于任一垂直于轴向两截面间的微元体来说，沿轴向上部微元体的水量比下部微元体的水量大，而当水在散热结冰时水可以看作是热库，即上部微元热库比下部微元热库大，则在表面散热能力相当的情况下，上部微元体比下部微元体温度降低得慢，水箱中水的温度沿轴向从上到下逐渐减小，在轴线上水从下到上逐渐冻结，这样，尚未被冻结的水能被顺利地从下到上排挤出去。在途径二中，由于沿水箱轴向布置的散热肋片为下大上小，因而对于任一垂直于轴向两截面间的微元体来说，沿轴向下部微元体的散热能力比上部微元体的散热能力大，在水量相当(也即热库大小相当)的情况下，上部微元体比下部微元体温度降低得慢，水箱中水的温度沿轴向从上到下逐渐减小，在轴线上水从下到上逐渐冻结。对于途径一和二来说，其原理是相同的，即利用传热学的原理，让水从下到上逐渐冻结，将尚未冻结的水从下到上排挤出去，不同的只是实现的途径不同，但两种途径是相容的，将它们综合在一起即为途径三。在以上三种途径中，有一点都必须注意的是水箱上部必须有膨胀空间或溢流口，这样，当水从下到上逐渐冻结而将尚未冻结的水向上排挤时，多余的水可进入膨胀空间或从溢流口流出水箱，不至于给水箱增加压力而胀坏水箱，从而实现水箱抗冻。与现有的技术相比，本专利技术抗冻水箱实施方便，切实可靠，可适应各种恶劣天气条件而绝无冻坏水箱之虞。将本专利技术应用于太阳能热水器特别是闷晒式太阳能热水器中，可确保热水器安全过冬，同时，水箱上的散热肋片在有太阳光时即成为吸热肋片，可增加热水器的采光面积。附图说明图1为途径一抗冻水箱的外表示意图;图2为途径二抗冻水箱的外表示意图;图3为途径三抗冻水箱的外表示意图;图4为可应用本专利技术的闷晒式太阳能热水器的轴向剖视图。图中1为水箱;2为肋片;3为透明薄膜;4为玻璃钢;5为保温聚苯;6为下端盖;7为螺钉;8为上端盖;9为进水管;10为出水管。实施时，选用镀锌板或铜板和不锈钢板裁成等腰梯形形状，卷起焊结即可为水箱箱体，水箱直径较大的一端向上，用铜或其他导热性能较好的材料作肋片，将肋片较宽的一端向下，均匀地焊结在水箱箱体的四周。权利要求1.一种新型的单筒抗冻水箱，其特征有三种形式，一种在于水箱半径沿水箱轴向为上大下小，呈倒园锥状；一种在于水箱外壁附有散热肋片，肋片沿水箱轴向布置，为下大上小，呈梯形；另一种在于将前两种特征结合在一起，水箱半径沿轴向为上大下小，呈倒园锥状，同时在水箱外壁附有散热肋片，肋片沿水箱轴向布置，为下大上小，呈梯形。2.如权利要求1所述单筒抗冻水箱，其特征在于水箱上部有溢流口或膨胀空间，因此，当水箱中的水自下而上顺序冻结时，将水向上排挤而不会胀坏水箱。全文摘要本专利技术涉及传热应用特别是热传导和对流方面的技术。它解决了普通水箱在冬天会因为水结冰膨胀而冻坏胀裂的问题。其特征有三种形式一种在于水箱半径沿其轴向为上大下小，呈倒圆锥状；一种在于水箱外壁附有肋片，肋片沿水箱轴向布置，为上小下大，呈梯形；另一种是将前两种特征结合在一起，水箱半径沿其轴向为上大下小，呈倒圆锥状，同时，在水箱外壁附有肋片，肋片沿水箱轴向布置，为上小下大，呈梯形。其原理是利用传热应用技术让水自下而上按照一定顺序冻结而将多余的水排挤出去。该水箱可满足用户特别是太阳能厂家生产过冬太阳能热水器的需要，实施方便而且切实可靠。文档编号F24J2/46GK1075795SQ9211303公开日1993年9月1日 申请日期1992年11月18日 优先权日1992年11月18日专利技术者王燕鸣 申请人:王真咏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型的单筒抗冻水箱，其特征有三种形式，一种在于水箱半径沿水箱轴向为上大下小，呈倒园锥状；一种在于水箱外壁附有散热肋片，肋片沿水箱轴向布置，为下大上小，呈梯形；另一种在于将前两种特征结合在一起，水箱半径沿轴向为上大下小，呈倒园锥状，同时在水箱外壁附有散热肋片，肋片沿水箱轴向布置，为下大上小，呈梯形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王燕鸣，
申请(专利权)人：王真咏，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]