专利名称：一种利用自然能源的冷风温水器的制作方法
技术领域：
一种利用自然能源的冷风温水器可广泛应用于工业和日常生活领域。
目前，随着经济的发展和人民生活水平的提高及工业用水的需要，大量的空调和热水装置进入人们的生活和工业所需场所，并随之给人们带来了方便。但传统的空调和热水装置不仅价格贵，而且需耗费大量的电能和热能，使得民用的推广应用受到一定的局限。实际上，在我们周围有许多可利用的能源，但 由于无收集变换装置而白白流失。例如我们为了获得适宜的温度，常常要 用空调器的压缩机做功，将热量转移到周围环境中去，来降低室内温度，这样不仅耗费了大量的电能，而且提高了环境温度。
本实用新型的目的在于设计一种利用自然能源创造适宜环境温度及供给适度温水的冷风温水器。
本实用新型的结构如图1所示，它是由蓄水箱，进、出水管，下水管，换热管及底管组成。其中下水管分别与蓄水箱和底管接通，进水管安装在蓄水箱的下部位置，出水管安装在蓄水箱的上部位置，换热管的一端与蓄水箱接通并高出进水管所在位置而低于出水管所在位置，另一端与底管接通。本装置是利用冷水受热膨胀，密度降低，自然上浮。而冷水密度较大，自然下沉的原理，造成水在换热装置中自然循环，形成冷、热水分层，既便于人们取其温水使用，同时又降低了周围环境的温度，使人感到舒适。其工作过程为在室温下，当冷水经进水管进入蓄水箱后，自然经下水管、底管进入各换热管。在此过程中由于换热管集中在整个装置的下部，故各管内冷水与周围的热空气进行热交换，吸收热量，温度上升，密度变小，体积膨胀，温水自然上浮至蓄水箱的上层，而蓄水箱下层的水温较低，密度大，则沿下水管自然下沉至整个装置的底部，并进入换热管的下端，这部份冷水进入换热管后继续受热、膨胀、上升，如此连续不断的热虹吸现象，即冷水不断在换热管中受热上浮，使得蓄水箱内形成冷热层分布，即上部分为温水，下部分为冷水，人们便可根据需要。将聚集于蓄水箱上部的温水经出水管取出使用。同时在换热循环过程中，由于换热管中的冷水从周围的空气中吸取了热量，降低了温度，在夏天使人感到舒适，达到了空调的部份效果。
本装置为了减少下水管内冷水温度的上升，确保热虹吸的效果，在下水管的外层设置了保温套，并在其管壁上安装了可装蓄冷剂的储冰盒。当需要室内温度快速降温时可将蓄冷剂放入储冰盒内，利用冰的熔化热，降低空气的温度并加速水的循环，在短期内获得较多的冷空气。再则为了强化换热管与周围空气的热交换，在每根换热管的外部都设置了肋片以扩大换热面积。为保证换热效果，本实用中应至少采用5根换热管。为便于安装，整个换热装置安装在一个型钢制成的框架上，框架靠近下水管的一侧安装有电扇，利用该电扇，可将自然对流传热变为强制对流传热，大大地提高了传热能力。不仅使得空气温度降低使人感到舒适，而且使得整个装置的换热强度具有可调性。
本实用新型采用了特殊的进、出管结构，其结构也如图1所示，即在进、出水管伸入蓄水箱内部管道的一侧管壁上开有若干个小孔，其小孔的数量可自定，但小孔的流通总面积要大于该管子流通面积的2倍以上。安装时，进水管开有小孔的一侧朝蓄水箱的底部，出水管开有小孔的一侧朝蓄水箱的顶部。这种结构设计的目的在于减弱进出水流动的动量对水的搅拌作用，维持水的冷热分层分布。
本实用新型由于充分利用了我们周围的自然能源获得温水及适度的温度。整个装置工作，只需耗用每户的日常用水量，即可保证获得适宜室温，因此节省了能源，成本低，维修方便，便于推广普及。
图1本实用新型结构示意图1、蓄水箱，2、出水管，3、进水管，4、换热管，5、肋片，6、百叶窗，7、底管，8、下水管，9、保温套，10、框架，11、风扇，12、储冰盒；图2图1的B向视图；图3图1的俯视图(A－A)；图4换热管和肋片连结为一体的结构示意图。
实施例采用φ20毫米的管46根作为换热管，其平均长度为1.5米，每根换热管换热面积为0.094米2。整体换热面积为4.28米2。计算过程为若采用最大冷负荷为12.5W／m2，三口之家需空调面积为26m2。则26m2×12.5W／m2＝325W再取换热时的风速为2m／S，换热系数计算出为10W／m2·℃，算出对数平均温度差为8℃，修正系数为0.95，计算用温度差应为7.6℃，则总换热面积为325／10×7.6＝4.28m2。
再采用φ120mm，长度为1.5m的管子作为下水管。注意下水管流通截面积至少应是1根换热管截面积的5倍。
下水管和换热管的上下两端分别与蓄水箱和底管焊接。换热管外肋片的制作可采用两套工艺方法，第一种如图4所示，采用两块钢板冲出凹槽后，用电阻滚焊(或压焊)的方法焊后形成数根换热管和中间的肋片；另一种是采用厚5mm左右的钢片紧缠在φ20mm的薄钢管上，浸入锌溶液中进行钎焊制成换热管外的肋片。
百叶窗为市售通用部件；保温套内的保温材料可在目前使用的保温材料中任选一种；可选用4W风扇。
上述选取后的下水管和换热管按图1所示结构，采用传统机械装配方法与其它部件组配成本装置，即可投入使用。
权利要求1.一种利用自然能源的冷风温水器，其特征在于它是由蓄水箱1、出水管2、进水管3、换热器4、底管7及下水管8组成，其中下水管分别与蓄水箱和底管接通，进水管3安装在蓄水箱的下部位置，出水管2则安装在蓄水箱的上部位置，换热管的一端与蓄水箱接通并高出进水管所在位置、而低于出水管所在位置，另一端与底管接通。
2.根据权利要求1所述的一种利用自然能源的冷风温水器，其特征在于下水管的外层设置了保温套9，并在其管壁上安装了可装蓄冷剂储冰盒12。
3.根据权利要求1所述的一种利用自然能源的冷风温水器，其特征在于应至少采用5根换热管，每根换热管的外部设置了肋片5。
4.根据权利要求1所述的一种利用自然能源的换热装置，其特征在于整个装置安装在一个型钢制作的框架10上，该支架靠近下水管的侧面安装了风扇11。
5.根据权利要求1所述的一种利用自然能源的冷风温水器，其特征在于进、出水管伸入蓄水箱内部管道的一侧管壁上开有若干个小孔，小孔的流通总面积要大于管子流通面积的2倍以上，其中进水管开有小孔的一侧朝向蓄水箱的底部，出水管开有小孔的一侧朝向蓄水箱的顶部。
专利摘要一种利用自然能源的冷风温水器，是使冷水经蓄水箱下部的进水管，经与其相通的下水管、底管流入与底管相通的数根换热管；换热管另一端接通蓄水箱，换热管高度位于进、出水管之间；换热管吸收周围空气热量，使管内水温升高并上浮至蓄水箱上部，而蓄水箱下部的冷水沿原路重复上述循环；如此反复在蓄水箱内造成冷热水分层，可由上部出水管取出温水，同时降低了室内温度。也可在装置上安置储冰盒和风扇，强化热交换，送出令人舒适的凉风。
文档编号F24H1/18GK2106986SQ9122772
公开日1992年6月10日 申请日期1991年11月7日 优先权日1991年11月7日
发明者武立云 申请人:武立云