本发明专利技术公开了一种大型太阳能蓄热水池一体化节能取水装置，包括蓄热水池，蓄热水池的侧面设置有进水池热水管、出水池冷水管、采暖回水管、补水管以及排污管，蓄热水池顶部安装有顶盖，顶盖上开设有取水槽，取水槽上安装有防尘罩；所述的蓄热水池中设置有节能取水器，节能取水器包括在轴向上活动式连接且内径逐渐增大的固定圆管、一根以上的中间圆管以及取水圆管，其中，固定圆管、中间圆管的两端通透，固定圆管通过固定架安装在防尘罩上，固定圆管的上端连接穿出防尘罩设置的水池供热水管；所述的防尘罩中安装有齿轮驱动机构。本发明专利技术克服了传统蓄热水池由于太阳能的不稳定性而导致供水温度波动的缺点，保证了取水温度的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种大型太阳能蓄热水池一体化节能取水装置
本专利技术涉及太阳能热利用
，具体涉及一种大型太阳能蓄水池一体化节能取水装置，主要解决蓄热水池的定向取水问题。
技术介绍
太阳能的热利用离不开太阳能蓄热技术，其中蓄热容积比较大，充放热循环周期比较长(一般为一年)的称为季节性蓄热(长期蓄热)。而研究表明：蓄热效率与蓄热容积有关，采用较大的蓄热容积，可以适当降低蓄热温度，提高集热器效率，降低热损失。因此通常利用大型太阳能蓄热水池(容积在200立方米以上)进行大容积蓄热以提高太阳能利用率。在太阳能蓄热水池中，进蓄热水池热水管和蓄热水池供热水管通常位于水池的顶部，而出蓄热水池冷水管和采暖回水管位于水池底部。由于水池内水的温度在竖直方向上存在差异，这样会导致密度小的高温水受浮升力上升，而密度大的低温水下降，从而形成温度分层的现象。这种温度分层的现象既可使集热器回水温度更低，提高集热器效率，同时又可增加热水量的供应，提高太阳能采暖保证率。但由于太阳能的不稳定性，水池蓄得的热量会不时的变化，从而使水池内的温度分层发生改变，而现有水池大多将供热水管的位置固定，热水只能从某一特定位置流出水池，因此所供热水的温度会出现波动情况，不能保持稳定，难以满足用户的需求。而且对于某些特定月份，如10月份，用户不需要较高的水温，但由于蓄热水池的均一取水，供热水的温度会很高，这就造成大量的能源浪费。
技术实现思路
针对现有的太阳能蓄热水池存在的由于供热水管位置固定而导致用户不能按需取水和能源浪费的缺陷，本专利技术的目的在于，提供一种可根据用户所需的水温进行分层取水的一体化节能取水装置，解决传统蓄热水池由于定向取水所造成的取水不灵活和能源浪费问题，达到一体化节能取水的目的。为了实现上述任务，本专利技术采用以下技术方案：一种大型太阳能蓄热水池一体化节能取水装置，包括蓄热水池，蓄热水池的侧面设置有进水池热水管、出水池冷水管、采暖回水管、补水管以及排污管，蓄热水池顶部安装有顶盖，顶盖上开设有取水槽，取水槽上安装有防尘罩；所述的蓄热水池中设置有节能取水器，节能取水器包括在轴向上活动式连接且内径逐渐增大的固定圆管、一根以上的中间圆管以及取水圆管，其中，固定圆管、中间圆管的两端通透，固定圆管通过固定架安装在防尘罩上，固定圆管的上端连接穿出防尘罩设置的水池供热水管；所述的防尘罩中安装有齿轮驱动机构，通过齿轮驱动机构调节所述的中间圆管、取水圆管在轴向上的位置。进一步地，所述的齿轮驱动机构包括通过电动机驱动的齿轮，在所述的中间圆管、取水圆管的外壁上沿轴向设置有位置相对应的齿条，所述的齿轮与齿条啮合，且齿轮与齿条之间为弹性接触。进一步地，所述的中间圆管、取水圆管上端的外圆周部分向轴心线方向收缩，使位于收缩部分的齿条倾斜于轴心线。进一步地，所述的蓄热水池的顶盖上设置有导轨，所述的电动机通过滚轮装配在导轨中；所述的导轨远离节能取水器的一端设置有固定挡板，固定挡板与电动机之间设置有弹簧。进一步地，所述的齿条在中间圆管、取水圆管外壁上对称布设，所述的电动机在节能取水器的两侧设置两对，每一对电动机均由一根驱动轴连接，所述的齿轮安装在驱动轴的中部。进一步地，所述的固定架包括在圆周方向上分布的多根固定杆，固定杆的下端设置有限位板，限位板的下表面设置有磁铁，固定杆的侧面设置有插杆；所述的固定圆管的外壁上分布有与所述的插杆配合的插孔。进一步地，所述的固定圆管下端的外圆周上、中间圆管下端的外圆周上均设置有卡圈，所述的中间圆管上端的内圆周上、取水圆管上端的内圆周上均开设有台阶槽。进一步地，所述的取水圆管的下端面封闭，取水圆管侧面上靠近下端的位置分布有取水口，取水口的一侧安装有温度传感器，温度传感器通过数据传输线连接取水温度控制器，取水温度控制器连接所述的电动机。本专利技术与现有技术相比，具有以下技术特点：1.按需取水，解决了供水温度与用户所需水温不匹配的问题用户可以根据自己的需求在控制器上设定温度，控制器将水池中温度感应器传递的水温信号与设定温度进行对比后，控制取水口移动，直到取水温度达到设定温度。这样可以使供水温度与用户所需温度达到一致，大大满足了用户的需求。2.取水口移动范围大，取水温度范围广，能够实现多用途应用取水器在动力装置的带动下，进行大范围伸缩，这样可以保证取水口到达水池的任意高度，使取水温度范围变广。如果取不同温区的热水用于不同的用热系统，例如按温度从低到高可以依次用于加热生活用水，直接供暖用水和加热洗澡水等，就能实现太阳能采暖系统的多用途应用。3.实现了整个取水过程的一体化和自动控制，管理操作简单供热水管、取水器、蓄热水箱、动力装置和自动控制装置结合在一起，成为了一个整体。这使得整个系统装置结构紧密，分工明确，无需人为控制，管理操作起来简便易行。4.充分利用水温，提高了太阳能热利用效率，节约能源供水温度与用户所需水温相一致，这样充分利用了水池中的水温，解决了传统蓄热水池均一取水所造成的能源浪费问题，大大提高了太阳能的热利用效率，在太阳能采暖行业中推广应用具有巨大的经济及社会效益。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2固定圆管的结构示意图，其中(a)为主视图，(b)为侧视图，(c)为断面图，(d)为整体结构示意图；图3为第一级中间圆管结构示意图，其中(a)为主视图，(b)为侧视图，(c)为断面图，(d)为整体结构示意图；图4为第二级中间圆管结构示意图，其中(a)为主视图，(b)为侧视图，(c)为断面图，(d)为整体结构示意图；图5取水圆管结构示意图，其中(a)为主视图，(b)为侧视图，(c)为断面图，(d)为整体结构示意图；图6节能取水器的工作原理图一；图7节能取水器的工作原理图二；图8节能取水器的工作原理图三；图9节能取水器的工作原理图四；图10齿轮与齿条的传动过程示意图一；图11齿轮与齿条的传动过程示意图二；图12齿轮与齿条的传动过程示意图三；图13齿轮与齿条的传动过程示意图四；图14为节能取水器部分的侧视图；图15为动力装置的水平运动过程示意图一；图16为动力装置的水平运动过程示意图二；图17为动力装置的水平运动过程示意图三；图18为电动机部分的结构三视图；图19为取水温度控制器示意图；图20为固定架的结构示意图；图21为实施例中蓄热水池内温度分层图；图22为实施例中蓄热水池内流速分布图；1—蓄热水池，2—节能取水器，3—进水池热水管，4—出水池冷水管，5—采暖回水管，6—水池供热水管，7—补水管，8—排污管，9—水泵，10—固定架，101—固定杆，102—限位板，103—插杆，11—防尘罩，11a—检查门，12a—固定圆管，12b—第一级中间圆管，12c—第二级中间圆管，12d—取水圆管，13—磁铁，14—取水口，15—温度传感器，16—数据传输线，17—取水温度控制器，17a—数据线连接端，18—电动机，19—齿轮，19a—齿条，20—弹簧，21—滚轮，22—导轨，23—固定挡板，24—取水槽，25—顶盖，26—卡圈，27—台阶槽。具体实施方式遵从上述技术方案，如图1所示，本专利技术给出了一种大型太阳能蓄热水池一体化节能取水装置，包括蓄热水池1，本实施例中，蓄热水池1为矩形结构，但实际应用时不限于矩形结构；蓄热水池1的侧面设置有进水池热水管3、出水池冷水管4、采本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大型太阳能蓄热水池一体化节能取水装置，包括蓄热水池(1)，蓄热水池(1)的侧面设置有进水池热水管(3)、出水池冷水管(4)、采暖回水管(5)、补水管(7)以及排污管(8)，蓄热水池(1)顶部安装有顶盖(25)，其特征在于，所述的顶盖(25)上开设有取水槽(24)，取水槽(24)上安装有防尘罩(11)；所述的蓄热水池(1)中设置有节能取水器(2)，节能取水器(2)包括在轴向上活动式连接且内径逐渐增大的固定圆管(12a)、一根以上的中间圆管以及取水圆管(12d)，其中，固定圆管(12a)、中间圆管的两端通透，固定圆管(12a)通过固定架(10)安装在防尘罩(11)上，固定圆管(12a)的上端连接穿出防尘罩(11)设置的水池供热水管(6)；所述的防尘罩(11)中安装有齿轮驱动机构，通过齿轮驱动机构调节所述的中间圆管、取水圆管(12d)在轴向上的位置。
【技术特征摘要】
1.一种大型太阳能蓄热水池一体化节能取水装置，包括蓄热水池(1)，蓄热水池(1)的侧面设置有进水池热水管(3)、出水池冷水管(4)、采暖回水管(5)、补水管(7)以及排污管(8)，蓄热水池(1)顶部安装有顶盖(25)，其特征在于，所述的顶盖(25)上开设有取水槽(24)，取水槽(24)上安装有防尘罩(11)；所述的蓄热水池(1)中设置有节能取水器(2)，节能取水器(2)包括在轴向上活动式连接且内径逐渐增大的固定圆管(12a)、一根以上的中间圆管以及取水圆管(12d)，其中，固定圆管(12a)、中间圆管的两端通透，固定圆管(12a)通过固定架(10)安装在防尘罩(11)上，固定圆管(12a)的上端连接穿出防尘罩(11)设置的水池供热水管(6)；所述的防尘罩(11)中安装有齿轮驱动机构，通过齿轮驱动机构调节所述的中间圆管、取水圆管(12d)在轴向上的位置。2.如权利要求1所述的大型太阳能蓄热水池一体化节能取水装置，其特征在于，所述的齿轮驱动机构包括通过电动机(18)驱动的齿轮(19)，在所述的中间圆管、取水圆管(12d)的外壁上沿轴向设置有位置相对应的齿条(19a)，所述的齿轮(19)与齿条(19a)啮合，且齿轮(19)与齿条(19a)之间为弹性接触。3.如权利要求2所述的大型太阳能蓄热水池一体化节能取水装置，其特征在于，所述的中间圆管、取水圆管(12d)上端的外圆周部分向轴心线方向收缩，使位于收缩部分的齿条(19a)倾斜于轴心线。4.如权利要求2所述的大型太阳能蓄热水池一体化节能取水装置，其特征在于，所述的蓄热水池(1)的顶盖(25)上设置有导轨(22...
【专利技术属性】
技术研发人员：王登甲，王晓文，刘艳峰，胡亮，王莹莹，刘加平，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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