專(zhuān)利名稱(chēng)：一種能定溫防凍的單管非承壓太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種采用全新架構(gòu)可以同時(shí)構(gòu)建的一體或分體能定溫防凍的儲(chǔ)熱水箱與用熱水點(diǎn)采用單根水管的非承壓太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，屬于太陽(yáng)能熱利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著全民環(huán)保意識(shí)的不斷提高，太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用普及率最高的太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)品是屋頂一體機(jī)，該一體機(jī)無(wú)論是采用真空管集熱器還是平板集熱器，由于采用自然循環(huán)換熱的工作方式，因此水箱必須安置在集熱器的上方，而且集熱器與水箱要求緊挨在一起，甚至要求鑲嵌在一起，也就是說(shuō)兩者的相對(duì)位置是固定的，幾乎沒(méi)有調(diào)整的空間。每臺(tái)太陽(yáng)能熱水器的最高處都是一個(gè)體積龐大的水箱，然后依賴(lài)金屬的機(jī)架支撐。這是一種頭重腳輕的架構(gòu)，正是這樣的一種架構(gòu)使得對(duì)支撐的機(jī)架的材料、以及安裝的位置都提出非常高的要求，由此帶來(lái)的后果是太陽(yáng)能熱水器抗臺(tái)風(fēng)的能力大幅度降低。而目前市場(chǎng)上的分體式太陽(yáng)能熱水器，由于受制于集熱器與儲(chǔ)熱水箱之間的自然循環(huán)換熱，兩者的距離無(wú)論是水平距離或垂直距離都非常受限制，用熱水點(diǎn)與水箱之間采用雙管結(jié)構(gòu)，而且全系統(tǒng)采用承壓架構(gòu)，制造成本非常高，換熱效率又低，非常不經(jīng)濟(jì)。有沒(méi)有更好的架構(gòu)解決以上的問(wèn)題，使得新式的太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，同一種架構(gòu)即可以類(lèi)似一體機(jī)一樣安裝在屋頂，也可以類(lèi)似分體機(jī)安裝屋頂或陽(yáng)臺(tái)。但又不同于傳統(tǒng)的一體機(jī)和分體機(jī)，集熱器與水箱的相對(duì)位置要靈活，兩者的相對(duì)距離也可以調(diào)整，改變現(xiàn)有頭重腳輕的架構(gòu)，也就是說(shuō)對(duì)于一體機(jī)把體積龐大的儲(chǔ)熱水箱安置在集熱器的正后背下方，對(duì)于分體機(jī)則延長(zhǎng)集熱器與儲(chǔ)熱水箱的相對(duì)水平間距。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，一種能定溫防凍的單管非承壓太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)包括集熱器、儲(chǔ)熱水箱、溫控裝置、水位控制裝置、自動(dòng)切換閥和人工切換閥，以及連接各部件的管道；儲(chǔ)熱水箱與用熱水點(diǎn)之間構(gòu)成能自動(dòng)切換的單管上下水路；集熱器與儲(chǔ)熱水箱之間采用串行連接和置換換熱，兩者的垂直相對(duì)位置可高可低，水平相對(duì)位置可短可長(zhǎng)；水位控制裝置和自動(dòng)切換閥既可以獨(dú)立存在系統(tǒng)中，也可以?xún)?nèi)嵌在儲(chǔ)熱水箱的保溫層中與儲(chǔ)熱水箱構(gòu)成一個(gè)整體。其中的集熱器是一種非承壓集熱器或承壓集熱器，可以采用平板集熱器，也可以采用真空管帶聯(lián)箱的集熱器，至少具有一個(gè)進(jìn)水口和一個(gè)出水口 ；其中的儲(chǔ)熱水箱是一種非承壓水箱，包括三層結(jié)構(gòu)，外殼、保溫層和內(nèi)膽，具有進(jìn)水口、出水口、透氣口和輔助接口。輔助接口可以配置多個(gè)，如電輔助加熱接口、溢流口等。其中溫控裝置，是溫控開(kāi)關(guān)與電磁閥的組合體，或溫度傳感器、電磁閥與控制器的組合體；溫控開(kāi)關(guān)安裝在集熱器出水口處，正面應(yīng)與管內(nèi)的水良性接觸，背面有兩個(gè)連線(xiàn)纜的接頭，全機(jī)械結(jié)構(gòu)內(nèi)置金屬感溫材料閥芯，集熱器出水口處的溫度達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接頭相連通，集熱器出水口處的溫度低于預(yù)定溫度，溫控開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接頭中斷，溫控開(kāi)關(guān)的線(xiàn)纜與電磁閥上的線(xiàn)纜串行連接，溫控開(kāi)關(guān)的接頭連通和中斷控制著電磁閥的打開(kāi)和關(guān)閉，電磁閥安裝在上水水路中；對(duì)于采用溫度傳感器、電磁閥和控制器的組合體的溫控裝置，溫度傳感器放置在集熱器的出水口處，電磁閥安裝在上水水路中，控制器是一個(gè)獨(dú)立體，溫度傳感器與電磁閥的線(xiàn)纜全部連接到控制器相應(yīng)的端口上。溫控裝置預(yù)定溫度的高低也決定本系統(tǒng)中儲(chǔ)熱水箱中水溫的高低。其中水位控制裝置，是機(jī)械的水位控制閥或水位傳感器、電磁閥與控制器的組合體；水位控制閥具有兩個(gè)接口和一個(gè)水位檢測(cè)裝置，水位檢測(cè)裝置安置在儲(chǔ)熱水箱內(nèi)膽中，儲(chǔ)熱水箱水不滿(mǎn)時(shí)有壓水能從入口流到出口，水路中的水無(wú)壓時(shí)兩個(gè)接口是相通的，儲(chǔ)熱水箱滿(mǎn)時(shí)兩個(gè)接口的通道被中斷；組合體中的水位傳感器安裝在儲(chǔ)熱水箱的內(nèi)膽中，電磁閥安裝在上水水路中，水位傳感器和電磁閥上的線(xiàn)纜連接到控制器相應(yīng)的端口。目前市場(chǎng)上儲(chǔ)熱水箱的水位傳感器與溫度傳感器合二為一，稱(chēng)為水位溫度傳感器，安裝在儲(chǔ)熱水箱中，一方面可以檢測(cè)到水位，另一方面也可以同時(shí)檢測(cè)到水溫。其中自動(dòng)切換閥，具有三個(gè)接口分別是上水口、綜合口和下水口，閥體內(nèi)的活塞根據(jù)水壓進(jìn)行切換使三個(gè)接口形成不同的通斷狀態(tài)，狀態(tài)一有壓水從綜合口流入關(guān)閉下水口并從上水口流出；狀態(tài)二從下水口流入綜合口流出；狀態(tài)三從上水口流入綜合口流出，下水口堵塞。在實(shí)際應(yīng)用中，狀態(tài)一對(duì)應(yīng)給太陽(yáng)能熱水器上水加熱的工作過(guò)程，狀態(tài)二對(duì)應(yīng)太陽(yáng)能熱水器放熱水使用的工作過(guò)程，狀態(tài)三對(duì)應(yīng)排空防凍的工作過(guò)程。其中人工切換閥，具有三個(gè)接口分別是冷水進(jìn)口、綜通口和熱水出口，閥體內(nèi)有可以轉(zhuǎn)動(dòng)的閥芯，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)人工切換閥面板上的轉(zhuǎn)鈕使三個(gè)接口之間形成不同的通斷關(guān)系；分別是冷水進(jìn)口與綜通口聯(lián)通或綜通口與熱水出口聯(lián)通；閥體內(nèi)嵌一個(gè)具有吸水功能的文氏管，在排空操作或出水加壓時(shí)，冷水進(jìn)口、綜通口、熱水出口以文氏管的形式連通。其中的上下水路，上水水路是自來(lái)水水管、電磁閥、人工切換閥冷水進(jìn)口、人工切換閥綜通口、上下單管、自動(dòng)切換閥綜合口、自動(dòng)切換閥上水口、水位控制閥或直通水管、到集熱器進(jìn)水口、集熱器出水口、溫控開(kāi)關(guān)或溫度傳感器、熱水管到儲(chǔ)熱水箱的水箱進(jìn)水口 ；下水水路是儲(chǔ)熱水箱的水箱出口、熱水管到自動(dòng)切換閥的下水口、自動(dòng)切換閥的綜合口、上下單管、人工切換閥的綜通口、人工切換閥的熱水出口，再通過(guò)水管或水龍頭到用熱水點(diǎn)。上下單管為上水和下水的共用水管，自動(dòng)切換閥會(huì)配合人工切換閥自動(dòng)進(jìn)行切換，從而實(shí)現(xiàn)共用水管而不會(huì)混用水管。其中集熱器與儲(chǔ)熱水箱之間采用串行連接，兩者之間有且只有一根水管進(jìn)行直接水路連接，水流通過(guò)閥后先進(jìn)入集熱器，在集熱器中被加熱后再進(jìn)入儲(chǔ)熱水箱，由此在一體太陽(yáng)能熱水器中的儲(chǔ)熱水箱可放置在金屬機(jī)架構(gòu)成的直角三角形體內(nèi)，在分體太陽(yáng)能熱水器中的儲(chǔ)熱水箱和集熱器之間的相對(duì)距離就可更長(zhǎng)。其中集熱器與儲(chǔ)熱水箱采用置換換熱，就是自來(lái)水依賴(lài)本身的能量把在集熱器中已經(jīng)加熱到預(yù)定溫度的水置換進(jìn)儲(chǔ)熱水箱中儲(chǔ)藏，而自身滯留在集熱器中，等待被加熱到預(yù)定溫度，被下一次新流入的自來(lái)水置換；對(duì)于采用溫控開(kāi)關(guān)、電磁閥、水位控制閥組合的系統(tǒng)，溫控開(kāi)關(guān)處的溫度沒(méi)有達(dá)到預(yù)定溫度，溫控開(kāi)關(guān)的兩根線(xiàn)纜接頭中斷，電磁閥關(guān)閉，自來(lái)水停止流動(dòng)，集熱器不斷吸收太陽(yáng)能，溫控開(kāi)關(guān)處的溫度到達(dá)預(yù)定溫度，溫控開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接頭連通，致使電磁閥打開(kāi)，自來(lái)水重新開(kāi)始流動(dòng)，新進(jìn)入的自來(lái)水冷水依賴(lài)本身能量把已經(jīng)加熱的水全部置換進(jìn)入儲(chǔ)熱水箱中保存，而本身的冷水由于溫度低溫控開(kāi)關(guān)連線(xiàn)接頭中斷，引起電磁閥關(guān)閉，從而被滯留在集熱器中等待第二次的加熱，如此往復(fù)，直到儲(chǔ)熱水箱中水滿(mǎn)，啟動(dòng)水位控制閥，關(guān)閉上水通道為止；對(duì)于采用傳感器、電磁閥和控制器組合的系統(tǒng)，控制器不停采集集熱器出水口處安裝的溫度傳感器，溫度達(dá)到預(yù)定的溫度，控制器控制電磁閥打開(kāi)，自來(lái)水開(kāi)始流動(dòng)，自來(lái)水通過(guò)閥以后先進(jìn)入在集熱器，由于剛進(jìn)入的自來(lái)水是冷水，水溫低，控制器采集溫度傳感器的數(shù)據(jù)，溫度低控制器控制電磁閥關(guān)閉，自來(lái)水被滯留在集熱器中，集熱器通過(guò)不斷地吸收太陽(yáng)能，集熱器內(nèi)的水溫不斷地上升，控制器采集到水溫升高到預(yù)定溫度，控制器重新控制電磁閥打開(kāi)，水路中的水流在自來(lái)水本身的壓力下重新開(kāi)始流動(dòng)，新進(jìn)入的自來(lái)水冷水依賴(lài)自來(lái)水本身能量把已經(jīng)加熱的水全部置換進(jìn)儲(chǔ)熱水箱中保存，而本身的冷水由于溫度低被滯留在集熱器中等待第二次的加熱，如此往復(fù)，直到控制器采集水位溫度傳感器儲(chǔ)熱水箱中水滿(mǎn)信號(hào)，控制器控制電磁閥關(guān)閉上水通道為止。據(jù)上所述，本實(shí)用新型采用了一種全新架構(gòu)的連接方案，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱水器的兩大部件集熱器和儲(chǔ)熱水箱之間的串形連接，兩者之間采用置換換熱的工作方法，完全不同于傳統(tǒng)太陽(yáng)能熱水器的集熱器與儲(chǔ)熱水箱采用并行連接和自然循環(huán)換熱或水泵強(qiáng)制循環(huán)換熱的工作方法；實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型中的集熱器與儲(chǔ)熱水箱之間的相對(duì)位置可高可低，相對(duì)距離可短可長(zhǎng)；我們了解傳統(tǒng)屋頂一體非承壓太陽(yáng)能熱水器都是儲(chǔ)熱水箱要高于集熱器，形成頭重腳輕的結(jié)構(gòu)，采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，如果要制造一體非承壓太陽(yáng)能熱水器則可以把儲(chǔ)熱水箱放置在比集熱器低的位置，即放置在集熱器背面的直角體內(nèi)，這樣的結(jié)構(gòu)就形成頭輕腳重，更加符合力學(xué)原理，不但容易安裝，而且抗風(fēng)能力強(qiáng)；采用本實(shí)用新型技術(shù)方案，如果要制造分體非承壓太陽(yáng)能熱水器也非常方便，本實(shí)用新型中，集熱器與儲(chǔ)熱水箱不僅相對(duì)的高低位置可以靈活，相對(duì)的水平位置也大大延長(zhǎng)了，可以實(shí)現(xiàn)集熱器安裝在屋頂?shù)哪厦妫瑑?chǔ)熱水箱可以放置在房屋的北面，比傳統(tǒng)的分體太陽(yáng)能熱水器更加容易安裝，而且本實(shí)用新型的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱水箱中的水溫是確定的。高效換熱。實(shí)現(xiàn)一種架構(gòu)，雙體兼容，即可以是一體非承壓太陽(yáng)能熱水器，也可以是分體非承壓太陽(yáng)能熱水器。本實(shí)用新型的有益效果是，一種能定溫防凍的單管非承壓太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)水路不同部位的控制閥和管路連接，使得集熱器與儲(chǔ)熱水箱實(shí)現(xiàn)串行連接，采用置換換熱的工作方法，提高換熱效率和速度，輕松實(shí)現(xiàn)一體非承壓太陽(yáng)能熱水器中儲(chǔ)熱水箱放置在集熱器的下方，分體非承壓太陽(yáng)能熱水器中，延長(zhǎng)集熱器與儲(chǔ)熱水箱的水平距離，而且無(wú)論是一體機(jī)還是分體機(jī)，儲(chǔ)熱水箱的水溫都是確定的。系統(tǒng)整個(gè)架構(gòu)非常簡(jiǎn)潔。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的一種架構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的另一種架構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型水箱在上集熱器在下的架構(gòu)連接示意圖。圖4是本實(shí)用新型一體機(jī)側(cè)視示意圖。圖中101.儲(chǔ)熱水箱，102.集熱器，103.人工切換閥，104.自動(dòng)切換閥，105.水位控制閥，106.電磁閥，107.溫控開(kāi)關(guān)，108.溫度傳感器，109.水位溫度傳感器，110.控制器；201.水箱出水口，202.水箱進(jìn)水口，203.透氣口，204.輔助接口，205.集熱器進(jìn)水口，206.集熱器出水口，210.水位控制閥入口，211.水位控制閥出口，212.水位檢測(cè)裝置，215.上水口，216.綜合口，217.下水口，220.冷水進(jìn)口，221.綜通口，222.熱水出口 ；301.上下單管，302.上水管，303.熱水管，304.下水管，305.線(xiàn)纜；401.金屬機(jī)架，402.水箱，403.集熱器面。
具體實(shí)施方式
圖1是集熱器(102)在上，儲(chǔ)熱水箱(101)在下的本實(shí)用新型連接架構(gòu)示意圖，圖中溫控裝置采用溫控開(kāi)關(guān)(107)和電磁閥(106)的組合體，水位控制裝置采用機(jī)械的水位控制閥(105 )，集熱器(102 )與儲(chǔ)熱水箱(101)兩者可以安裝在一個(gè)機(jī)架上構(gòu)成一個(gè)非承壓的一體太陽(yáng)能熱水器，水位控制閥(105)與自動(dòng)切換閥(104)在圖示中是安裝在儲(chǔ)熱水箱
(101)的外面單獨(dú)成在，也可以與相應(yīng)的連接管道一起內(nèi)嵌在儲(chǔ)熱水箱(101)的保溫層中，與儲(chǔ)熱水箱(101)構(gòu)成一體。
圖1中，各部件的連接關(guān)系，自來(lái)水通過(guò)水管和電磁閥(106)連接到人工切換閥(103)的冷水進(jìn)口(220)上，人工切換閥(103)的綜通口(221)通過(guò)上下單管(301)與自動(dòng)切換閥(104)的綜合口(216)連接在一起，人工切換閥(103)的熱水出口(222)與水管連接進(jìn)入到用熱水點(diǎn)；自動(dòng)切換閥(104 )的下水口( 217 )通過(guò)下水管(304 )與儲(chǔ)熱水箱(101)的水箱出口(201)連接在一起，自動(dòng)切換閥(104)的上水口(215)通過(guò)上水管(302)與水位控制閥(105)的水位控制閥入口(210)相連接。水位控制閥(105)的水位檢測(cè)裝置(212)安裝在儲(chǔ)熱水箱的內(nèi)膽中，依據(jù)水箱內(nèi)膽中的水位高低，水位檢測(cè)裝置(212)也會(huì)進(jìn)行調(diào)整，到達(dá)水箱水位最高點(diǎn)，水位檢測(cè)裝置(212)啟動(dòng)水位控制閥(105)內(nèi)的閥芯，關(guān)閉水位控制閥入口( 210 )與水位控制閥出口( 211)的連通通道。水位控制閥的出口( 211)通過(guò)水管連接到集熱器(102 )的集熱器進(jìn)水口( 205 )，集熱器出水口( 206 )串聯(lián)一個(gè)溫控開(kāi)關(guān)(107 )，該溫控開(kāi)關(guān)(107)的測(cè)溫表面即正面應(yīng)與水路中的水有良好接觸。溫控開(kāi)關(guān)(107)串接在集熱器出水口(206)附近，距集熱器出水口(206)越近越好，并連接熱水管(303)進(jìn)入到水箱進(jìn)水口(202)，溫控開(kāi)關(guān)(107)的功能是集熱器(102)內(nèi)的水溫沒(méi)有到達(dá)預(yù)定值時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)(107)背面的兩接頭斷開(kāi)，水路中的水流到此不再流動(dòng)；如果集熱器(102)內(nèi)的水溫到達(dá)預(yù)定的溫度時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)(107)兩接頭連通，從而使電磁閥(106)打開(kāi)水路中的水流重新開(kāi)始流動(dòng)，等待高溫的水流完，電磁閥(106)重新關(guān)閉，再次停止流動(dòng)。水箱出水口(201)通過(guò)水管連接到自動(dòng)切換閥(104)的下水口(217)。根據(jù)圖示，本實(shí)用新型的工作中的狀態(tài)有以下幾種，狀態(tài)一系統(tǒng)上水加熱，轉(zhuǎn)動(dòng)人工切換閥(103)使得人工切換閥(103)的冷水進(jìn)口(220)與綜通口(221)連通，熱水出口(222)關(guān)閉，在電磁閥(106)打開(kāi)情況下，自來(lái)水就通過(guò)人工切換閥(103)流入到上下單管(301)中，帶壓的自來(lái)水流到自動(dòng)切換閥(104)體內(nèi)，自動(dòng)切換閥(104)內(nèi)部的閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)閉下水口(217)，連通綜合口(216)和上水口(215)，自來(lái)水從上水口(215)流出，進(jìn)入到上水管(302)中，然后到達(dá)水位控制閥(105)，由于儲(chǔ)熱水箱(101)的內(nèi)膽中水不滿(mǎn)，水流從水位控制閥(105)出口流出，進(jìn)入到集熱器(102)中，到達(dá)集熱器出水口(206)附近安裝的溫控開(kāi)關(guān)(107)，由于自來(lái)水的水溫低，溫控開(kāi)關(guān)(107)兩接頭斷開(kāi)，致使電磁閥(106)關(guān)閉，水不再流動(dòng)，自來(lái)水被滯留在集熱器(102)中等待吸收太陽(yáng)能進(jìn)行加熱，水溫上升到溫控開(kāi)關(guān)(107)的兩接頭連通，電磁閥(106)打開(kāi)，水流重新開(kāi)始流動(dòng)，高溫水被新進(jìn)入的自來(lái)水置換進(jìn)入到儲(chǔ)熱水箱(101)中保溫儲(chǔ)藏，新進(jìn)入的冷水使得溫控開(kāi)關(guān)(107)兩接頭重新斷開(kāi)，致使電磁閥(106)重新關(guān)閉，水不再流動(dòng)，等待下一次的加熱和置換，如此往復(fù)，直到儲(chǔ)熱水箱(101)水箱滿(mǎn)，水位檢測(cè)裝置(212)啟動(dòng)關(guān)閉水位控制閥(105)的進(jìn)出水通道為止。圖示中的細(xì)實(shí)箭頭線(xiàn)。為了系統(tǒng)初始狀態(tài)的工作，在電磁閥(106)的兩端可以并接一個(gè)人工控制的水路開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)初始狀態(tài)下，可以通過(guò)該水路開(kāi)關(guān)強(qiáng)行上水到集熱器中就關(guān)閉水路開(kāi)關(guān)，然后進(jìn)入系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。狀態(tài)二下水，即放熱水，慢速轉(zhuǎn)動(dòng)人工切換閥(103)使得人工切換閥的熱水出口(222)與綜通口(221)連通，自動(dòng)切換閥(104)內(nèi)部的閥芯由于失去向上的水壓力，體內(nèi)的閥芯，馬上跟隨進(jìn)行移動(dòng)，使得自動(dòng)切換閥的下水口( 217 )與綜合口( 216 )連通，儲(chǔ)熱水箱(101)中的熱水，通過(guò)水箱出水口( 201)流出，流入到下水管(304)中，進(jìn)入到自動(dòng)切換閥(104)，流過(guò)上下單管(301)從人工切換閥(103)的熱水出口(222)流入到用熱水的管道。圖示中的粗實(shí)箭頭線(xiàn)。狀態(tài)三排空防凍，安裝在室外的集熱器(102)，以及集熱器(102)與儲(chǔ)熱水箱(101)之間的連接管道，還有上下單管(301)大部分都在室外，為了防止被凍壞，本實(shí)用新型采用的防凍技術(shù)是把相關(guān)部件的水進(jìn)行排空，從而徹底實(shí)現(xiàn)防凍。工作原理是，在狀態(tài)一的時(shí)候，快速轉(zhuǎn)動(dòng)人工切換閥(103)到排空檔，使得人工切換閥(103)內(nèi)嵌的文氏管開(kāi)始工作，在人工切換閥(103)的綜通口(221)產(chǎn)生低于大氣的負(fù)壓，自動(dòng)切換閥(104)內(nèi)部的閥芯，依據(jù)綜合口(216)的水壓變化，內(nèi)部的閥芯堵死下水口(217)，綜合口(216)與上水口(215)依舊保存暢通，集熱器出水口(206)通過(guò)熱水管(303)與儲(chǔ)熱水箱(101)的透氣口( 203 )的大氣連通，如此，系統(tǒng)能夠把熱水管(303 )、集熱器(102 )內(nèi)部的水、上水管(302 )內(nèi)的水、上下單管(301)內(nèi)的水全部被人工切換閥(103)的綜通口(221)吸入，從熱水出口(222 )流出，徹底排空。這是一種吸水排空，不僅能把垂直管內(nèi)的水排空，而且可以把集熱器內(nèi)的水也排空。圖示中的虛箭頭線(xiàn)。圖2是本實(shí)用新型的另一種結(jié)構(gòu)連接示意圖，圖中溫控裝置采用溫度傳感器
(108)、電磁閥(106)和控制器(110)的組合體，水位控制裝置采用水位溫度傳感器(109)、電磁閥(106)和控制器(110)的組合體，其中電磁閥(106)與控制器(110)兩者共用。與
圖1的連接相比，在圖2中由于有控制器(110)的參與，以及采用了溫度傳感器(108)和水位溫度傳感器(109)，使得對(duì)集熱器(102)的出水口溫度可以有非常靈活的設(shè)定，比如一般季節(jié)設(shè)置60度啟動(dòng)電磁閥(106)開(kāi)始置換換熱，而冬節(jié)為了有更多的熱水，設(shè)置溫度為50度啟動(dòng)電磁閥(106)開(kāi)始置換換熱，同時(shí)在控制器(110)的顯示面板也可以隨時(shí)顯示儲(chǔ)熱水箱(101)內(nèi)熱水的當(dāng)前溫度和水位，系統(tǒng)顯示更人性化。本圖與
圖1的工作方式大同小異，放熱水以及排空的操作兩者完全類(lèi)似，不再描述，不同的是上水的控制方式，在本圖中，轉(zhuǎn)動(dòng)人工切換閥(103)，使得冷水進(jìn)口( 220)與綜通口(221)相連通，控制器(110)開(kāi)始工作，就馬上接收溫度傳感器(108)與水位溫度傳感器(109)的相關(guān)數(shù)據(jù)，把水位溫度傳感器(109)的數(shù)據(jù)在控制器(110)的面板上進(jìn)行顯示，溫度傳感器(108)接收到的數(shù)據(jù)與控制器(110)中已經(jīng)設(shè)置好的溫度進(jìn)行比較，如果相等或大于原設(shè)置的溫度，控制器(110)則控制電磁閥(106)打開(kāi)，自來(lái)水開(kāi)始流動(dòng)，從人工切換閥(103 )的冷水進(jìn)口( 220 )流入，綜通口( 221)流出，進(jìn)入上下單管(301)，帶壓的自來(lái)水流到自動(dòng)切換閥(104 )體內(nèi)，自動(dòng)切換閥(104 )內(nèi)部的閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)閉下水口( 217 )，連通綜合口(216)和上水口(215)，自來(lái)水從上水口(215)流出，進(jìn)入到上水管(302)中，流入到集熱器(102)中，把集熱器(102)中已經(jīng)加熱的水置換進(jìn)儲(chǔ)熱水箱(101)中，當(dāng)新進(jìn)入的自來(lái)水流到集熱器出水口(206)附近的溫度傳感器(108)，控制器(110)檢測(cè)到溫度傳感器(108)的溫度數(shù)據(jù)比設(shè)置的溫度低，控制器(110)馬上控制電磁閥(106)重新關(guān)閉，水路中的水流停止流到，這樣已經(jīng)加熱的水被新進(jìn)入的自來(lái)水置換入儲(chǔ)熱水箱(101)中，而本身的自來(lái)水滯留在集熱器(102)內(nèi)等待下一次的加熱置換。直到控制器(110)從水位溫度傳感器(109)檢測(cè)到水滿(mǎn)的信號(hào)，徹底關(guān)閉電磁閥(106)，從而停止這樣的置換工作和系統(tǒng)的上水加熱。圖3是本實(shí)用新型儲(chǔ)熱水箱在上，集熱器在下的連接架構(gòu)示意圖，圖中各部件的連接以及工作原理與
圖1相同，不再作詳細(xì)描述。本圖的示意也可以是儲(chǔ)熱水箱與集熱器的水平距離的延長(zhǎng)表示。在實(shí)際應(yīng)用中，目前傳統(tǒng)的陽(yáng)臺(tái)分體太陽(yáng)能熱水器的安裝就是類(lèi)似的上下位置。圖4是本實(shí)用新型應(yīng)用在一體機(jī)的側(cè)視示意圖，圖中幾根金屬條構(gòu)成一個(gè)正直角三角形金屬機(jī)架(401 )，一體機(jī)的水箱(402)放置在直角三角內(nèi)，集熱器放置在直角三角形的斜面，構(gòu)成集熱器面(403)。此圖也進(jìn)一步示意本實(shí)用新型的一體太陽(yáng)能熱水器，儲(chǔ)熱水箱的放置位置低于集熱器，實(shí)現(xiàn)把儲(chǔ)熱水箱放置在金屬機(jī)架構(gòu)筑的直角三角形體內(nèi)，徹底改變傳統(tǒng)太陽(yáng)能熱水器的頭重腳輕的外形。從以上的工作過(guò)程描述，可以確切了解到，本實(shí)用新型的太陽(yáng)能熱水器的幾個(gè)特點(diǎn)，第一，本實(shí)用新型的太陽(yáng)能熱水器在儲(chǔ)熱水箱(101)中儲(chǔ)藏的熱水水溫是確定的，也就是說(shuō)是一個(gè)預(yù)先可以設(shè)置的溫度，是一種定溫?zé)崴?；第二，本?shí)用新型從儲(chǔ)熱水箱(101)到用熱水點(diǎn)采用單管結(jié)構(gòu)，同一根水管既是上水管也是下水管，完全決定于人工切換閥(105)的操作；第三，本實(shí)用新型的排空防凍，非常徹底，不僅排空上下水管，而且能排空集熱器
(102)中的水，這樣使得本實(shí)用新型對(duì)集熱器(102)的選擇，幾乎可以配合任何種類(lèi)的集熱器(102);第四，本實(shí)用新型既可以是一體機(jī)也可以是分體機(jī)，而且本實(shí)用新型中無(wú)論是一體機(jī)還是分體機(jī)，集熱器(102)和儲(chǔ)熱水箱(101)都可以是完全非承壓的；第五，本實(shí)用新型采用一種全新的置換換熱工作方式和串形的連接架構(gòu)。綜上所述，一種能定溫防凍的單管非承壓太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，儲(chǔ)熱水箱與用熱水點(diǎn)采用單管上下水，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制上水、自動(dòng)控制下水、自動(dòng)控制排空，低成本。即可以構(gòu)架一體的非承壓太陽(yáng)能熱水器，也可以構(gòu)架一臺(tái)分體非承壓太陽(yáng)能熱水器，系統(tǒng)架構(gòu)非常靈活方便，安裝簡(jiǎn)潔高效。具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以上闡述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征，本實(shí)用新型不受實(shí)施條例的限制，在不脫離本實(shí)用新型的基本原理和主要特征的前提下所作出的改進(jìn)和變化，都應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種能定溫防凍的單管非承壓太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其特征是整個(gè)系統(tǒng)包括集熱器、儲(chǔ)熱水箱、溫控裝置、水位控制裝置、自動(dòng)切換閥和人工切換閥，以及連接各部件的管道；儲(chǔ)熱水箱與用熱水點(diǎn)之間構(gòu)成能自動(dòng)切換的單管上下水路；集熱器與儲(chǔ)熱水箱之間采用串行連接和置換換熱，兩者的垂直相對(duì)位置可高可低，水平相對(duì)位置可短可長(zhǎng)；水位控制裝置和自動(dòng)切換閥既可以獨(dú)立存在系統(tǒng)中，也可以?xún)?nèi)嵌在儲(chǔ)熱水箱的保溫層中與儲(chǔ)熱水箱構(gòu)成一個(gè)整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能定溫防凍的單管非承壓太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的集熱器是一種非承壓集熱器或承壓集熱器，可以采用平板集熱器，也可以采用真空管帶聯(lián)箱的集熱器，至少具有一個(gè)進(jìn)水口和一個(gè)出水口 ；所述的儲(chǔ)熱水箱是一種非承壓水箱，包括三層結(jié)構(gòu)，外殼、保溫層和內(nèi)膽，具有進(jìn)水口、出水口、透氣口和輔助接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能定溫防凍的單管非承壓太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的溫控裝置，是溫控開(kāi)關(guān)與電磁閥的組合體，或溫度傳感器、電磁閥與控制器的組合體；溫控開(kāi)關(guān)安裝在集熱器出水口處，正面應(yīng)與管內(nèi)的水良性接觸，背面有兩個(gè)連線(xiàn)纜的接頭，全機(jī)械結(jié)構(gòu)內(nèi)置金屬感溫材料閥芯，集熱器出水口處的溫度達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接頭相連通，集熱器出水口處的溫度低于預(yù)定溫度，溫控開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接頭中斷，溫控開(kāi)關(guān)的線(xiàn)纜與電磁閥上的線(xiàn)纜串行連接，溫控開(kāi)關(guān)的接頭連通和中斷控制著電磁閥的打開(kāi)和關(guān)閉，電磁閥安裝在上水水路中；對(duì)于采用溫度傳感器、電磁閥和控制器的組合體的溫控裝置，溫度傳感器放置在集熱器的出水口處，電磁閥安裝在上水水路中，控制器是一個(gè)獨(dú)立體，溫度傳感器與電磁閥的線(xiàn)纜全部連接到控制器相應(yīng)的端口上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能定溫防凍的單管非承壓太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的水位控制裝置，是機(jī)械的水位控制閥或水位傳感器、電磁閥與控制器的組合體；水位控制閥具有兩個(gè)接口和一個(gè)水位檢測(cè)裝置，水位檢測(cè)裝置安置在儲(chǔ)熱水箱內(nèi)膽中，儲(chǔ)熱水箱水不滿(mǎn)時(shí)有壓水能從入口流到出口，水路中的水無(wú)壓時(shí)兩個(gè)接口是相通的，儲(chǔ)熱水箱滿(mǎn)時(shí)兩個(gè)接口的通道被中斷；組合體中的水位傳感器安裝在儲(chǔ)熱水箱的內(nèi)膽中，電磁閥安裝在上水水路中，水位傳感器和電磁閥上的線(xiàn)纜連接到控制器相應(yīng)的端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能定溫防凍的單管非承壓太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的自動(dòng)切換閥，具有三個(gè)接口分別是上水口、綜合口和下水口，閥體內(nèi)的活塞根據(jù)水壓進(jìn)行切換使三個(gè)接口形成不同的通斷狀態(tài)，狀態(tài)一有壓水從綜合口流入關(guān)閉下水口并從上水口流出；狀態(tài)二從下水口流入綜合口流出；狀態(tài)三從上水口流入綜合口流出，下水口堵塞。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能定溫防凍的單管非承壓太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的人工切換閥，具有三個(gè)接口分別是冷水進(jìn)口、綜通口和熱水出口，閥體內(nèi)有可以轉(zhuǎn)動(dòng)的閥芯，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)人工切換閥面板上的轉(zhuǎn)鈕使三個(gè)接口之間形成不同的通斷關(guān)系；分別是冷水進(jìn)口與綜通口聯(lián)通或綜通口與熱水出口聯(lián)通；閥體內(nèi)嵌一個(gè)具有吸水功能的文氏管，在排空操作或出水加壓時(shí)，冷水進(jìn)口、綜通口、熱水出口以文氏管的形式連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能定溫防凍的單管非承壓太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的上下水路，其中上水水路是自來(lái)水水管、電磁閥、人工切換閥冷水進(jìn)口、人工切換閥綜通口、上下單管、自動(dòng)切換閥綜合口、自動(dòng)切換閥上水口、水位控制閥或直通水管、到集熱器進(jìn)水口、集熱器出水口、溫控開(kāi)關(guān)或溫度傳感器、熱水管到儲(chǔ)熱水箱的水箱進(jìn)水口；其中下水水路是儲(chǔ)熱水箱的水箱出口、熱水管到自動(dòng)切換閥的下水口、自動(dòng)切換閥的綜合口、上下單管、人工切換閥的綜通口、人工切換閥的熱水出口，再通過(guò)水管或水龍頭到用熱水點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能定溫防凍的單管非承壓太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的集熱器與儲(chǔ)熱水箱之間采用串行連接，兩者之間有且只有一根水管進(jìn)行直接水路連接，水流通過(guò)閥后先進(jìn)入集熱器，在集熱器中被加熱后再進(jìn)入儲(chǔ)熱水箱，由此在一體太陽(yáng)能熱水器中的儲(chǔ)熱水箱可放置在金屬機(jī)架構(gòu)成的直角三角形體內(nèi)，在分體太陽(yáng)能熱水器中的儲(chǔ)熱水箱和集熱器之間的相對(duì)距離就可更長(zhǎng)。
專(zhuān)利摘要一種能定溫防凍的單管非承壓太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)包括集熱器、儲(chǔ)熱水箱、溫控裝置、水位控制裝置、自動(dòng)切換閥和人工切換閥，以及連接各部件的管道；集熱器與儲(chǔ)熱水箱之間采用串行連接和置換換熱，兩者的垂直相對(duì)位置可高可低，水平相對(duì)位置可短可長(zhǎng)。采用本實(shí)用新型構(gòu)建的一體非承壓太陽(yáng)能熱水器，其中的儲(chǔ)熱水箱可放置在集熱器下方；構(gòu)建的分體非承壓太陽(yáng)能熱水器，其中的集熱器與儲(chǔ)熱水箱之間的水平距離可更長(zhǎng)；無(wú)論是一體機(jī)還是分體機(jī)，儲(chǔ)熱水箱的水溫都是確定的。儲(chǔ)熱水箱與用熱水點(diǎn)之間構(gòu)成能自動(dòng)切換的單管上下水路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制上水、自動(dòng)控制下水、自動(dòng)控制排空。系統(tǒng)整個(gè)架構(gòu)非常簡(jiǎn)潔，成本低。推廣使用具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)F24J2/04GK202869017SQ201220535108
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者徐何燎 申請(qǐng)人:徐何燎