專利名稱：太陽能定溫/自然循環(huán)臥式熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用太陽能的熱水器裝置，利用定溫裝置節(jié)溫器實(shí)現(xiàn)控制太陽能熱水器的熱水溫度，尤其是實(shí)現(xiàn)太陽能熱水器定溫出水，并在水箱貯滿時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入自然熱循環(huán)，實(shí)現(xiàn)不用電控制溫度的太陽能節(jié)能裝置。
背景技術(shù)：
目前，公知的自然循環(huán)太陽能熱水器主要是真空管和平板太陽能兩大類熱水器。其結(jié)構(gòu)是由集熱板、高位水箱及連接管道組成的系統(tǒng)。由于技術(shù)和原理的限制，自然循環(huán)系統(tǒng)的效率低，而且占用建筑屋面空間大，水箱在系統(tǒng)的最高位置，重心極高，既不安全又特別影響建筑美觀。真空管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，但玻璃材料的真空管結(jié)構(gòu)非常脆弱，而且水箱仍在系統(tǒng)的最高位置，重心極高，同樣更不安全也影響建筑美觀。自然循環(huán)太陽能熱水器在使用中，熱水輸出，冷水補(bǔ)入，冷熱水出現(xiàn)摻混，當(dāng)水溫降低如42℃以下時(shí)，人體就不能舒適沐浴。因此自然循環(huán)系統(tǒng)熱水利用率低，只占熱水器容量的60％。太陽能熱水器若將水箱與集熱板分離并低置水箱，通常是消耗一定的電能，利用電器實(shí)現(xiàn)控制。由于能源的短缺，消耗電能電器控制的太陽能熱水器不利節(jié)約能源和資源。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的真空管和平板太陽能自然循環(huán)熱水器的不足，本發(fā)明提供一種太陽能定溫加熱/自然循環(huán)熱水器，該系統(tǒng)利用定溫器實(shí)現(xiàn)熱水器的定溫輸出；同時(shí)保留傳統(tǒng)的自然熱循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了保溫水箱內(nèi)藏在集熱板下，特別是集熱板的高度小于寬度，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的重心。臥式熱水器系統(tǒng)既保障了安全又保持建筑美觀。不論天氣如何，只要有太陽就可得到相應(yīng)量如50℃的可用熱水，避免了傳統(tǒng)太陽能熱水器天氣不好時(shí)熱水溫度不夠的問題。同時(shí)徹底避免了傳統(tǒng)太陽能熱水器使用時(shí)熱水冷水的摻混問題，熱水得到100％使用。本發(fā)明利用技術(shù)和原理的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在不用電能控制的前提下，將自然循環(huán)太陽能熱水器的主要弊端高位水箱和冷熱水摻混問題，全部克服，是太陽能熱水器應(yīng)用的革命性突破。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是將水箱設(shè)置在系統(tǒng)的低位即集熱板之下，太陽能集熱器聯(lián)結(jié)一個(gè)定溫器，其功能是達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)打開，低于設(shè)定溫度關(guān)閉。定溫器通過導(dǎo)管與水箱聯(lián)結(jié)。當(dāng)有太陽能量時(shí)，太陽能集熱板內(nèi)部加熱，水的溫度達(dá)到定溫器設(shè)定溫度時(shí)，定溫器自動(dòng)打開，由補(bǔ)水管提供的冷水將集熱板內(nèi)熱水?dāng)D入水箱中備用。由于單向閥的存在，冷水管有外水壓的壓力下自動(dòng)關(guān)閉，因此外供冷水不會(huì)進(jìn)入水箱內(nèi)。由于集熱板出水溫度取于定溫器設(shè)定溫度，因此不論天氣即太陽能量如何變化，水箱里最終得到的水溫度相同。在使用熱水時(shí)，只要定溫器處于關(guān)閉狀態(tài)，單向閥在外水壓的壓力下也處于關(guān)閉狀態(tài)，因此補(bǔ)水管的冷水不能進(jìn)入水箱。所以使用熱水時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)冷水與熱水的摻混狀態(tài)，而低位出水口可保證全部熱水均可輸出利用，并有利排除水垢。若水箱內(nèi)熱水裝滿，水位通過聯(lián)通管與水位閥聯(lián)通，使水位閥關(guān)閉，冷水不再進(jìn)入集熱板。
水箱在裝滿熱水后，由于與環(huán)境存在溫差，系統(tǒng)溫度必然下降，但是一旦在有太陽能做功集熱板加熱的情況下，定溫器自動(dòng)打開，熱水進(jìn)入熱水管，水箱下的單向閥是垂直安裝，在冷水管外水壓的壓力消失后，單向閥利用重力自動(dòng)打開為自然循環(huán)提供了水通路。形成虹吸效應(yīng)，系統(tǒng)產(chǎn)生自然循環(huán)，水箱內(nèi)水溫將不斷提高。自然循環(huán)通道是定溫器-熱水管-水箱-單向閥-集熱板-定溫器。只要集熱板溫度超過定溫器開啟溫度；集熱板出水溫度大于水箱內(nèi)溫度，自然循環(huán)就會(huì)自動(dòng)發(fā)生。若使用熱水時(shí)，水箱內(nèi)水位下降，通過U型聯(lián)通管傳感水位閥浮杯落下，外水進(jìn)水管接通到系統(tǒng)，此時(shí)有兩種情況1、集熱板內(nèi)溫度高，定溫器處于打開狀態(tài)，集熱板內(nèi)的熱水在進(jìn)水管的壓力作用下從低部下被擠入水箱。一但集熱板內(nèi)冷水到達(dá)定溫器，定溫器即自動(dòng)關(guān)閉。集熱板上的排氣管使其不承壓；2、集熱板內(nèi)溫度低，定溫器處于關(guān)閉狀態(tài)，集熱板內(nèi)的冷水被定溫器阻斷在板內(nèi)。在第2、種狀態(tài)下，一旦有太陽能做功加熱的情況下，定溫器將自動(dòng)打開，集熱板內(nèi)的熱水在外冷水壓的推動(dòng)下通過導(dǎo)熱管進(jìn)入水箱內(nèi)儲(chǔ)存。如果天氣原因如連續(xù)幾天沒有太陽，整個(gè)系統(tǒng)溫度與環(huán)境溫度接近，水箱內(nèi)的未用的熱水也趨于環(huán)境溫度時(shí)，有兩種情況①、水箱內(nèi)水不滿或空，當(dāng)有太陽時(shí)，集熱板內(nèi)溫度升高，定溫器開啟，集熱板內(nèi)的冷水被擠入水箱內(nèi)。第②、種狀態(tài)水箱是貯滿的冷水，有太陽能做功加熱的情況下，定溫器將自動(dòng)打開利用水循環(huán)通道定溫器-熱水杯-水箱-單向閥-集熱板-定溫器；水箱內(nèi)的冷水通過集熱板不斷循環(huán)加熱得到整桶的熱水。
本發(fā)明的有益效果是，在不用電能控制的前提下，將傳統(tǒng)的高位水箱自然循環(huán)系統(tǒng)發(fā)展為定溫加熱/自然循環(huán)系統(tǒng)，保溫水箱內(nèi)藏在集熱板下，重心極低，既保障了安全又保持建筑美觀。同時(shí)還徹底避免了傳統(tǒng)自然循環(huán)太陽能熱水器使用時(shí)熱水冷水摻混問題，實(shí)現(xiàn)100％的利用熱水。系統(tǒng)自動(dòng)適應(yīng)不同天氣太陽能能量的情況，獲得相應(yīng)設(shè)定溫度如50℃的熱水若干，并可全部使用。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理中1.下集管，2.單向閥，3.集熱器，4.補(bǔ)冷水管，5.浮杯，6.水位閥，7.U型導(dǎo)管，8.排氣管，9.上集管，10.熱水管，11.定溫器，12.水平面，13.保溫水箱，14.熱水管，15.低位出口，16.浮球管。
具體實(shí)施例方式在圖1中，集熱器3的上集管9聯(lián)結(jié)定溫器11后通過三通，一端與大氣相通，一端進(jìn)入水箱13，定溫器10的溫度是可設(shè)定的，水箱13下端與單向閥2相連，在冷水管有水壓力時(shí)單向閥2自動(dòng)關(guān)閉，在無水壓時(shí)自動(dòng)打開。冷水管通過三通聯(lián)結(jié)集熱器3的下集管1和單向閥2。單向閥2垂直安裝，在無水壓時(shí)，自動(dòng)打開提供水箱到集熱板的自然循環(huán)通路。水箱13有低位排污出口15；利用水位閥6使水位保持在水平面12的高度。系統(tǒng)水位是水平面12的高度，設(shè)定在定溫器11的出口低于水位等高線12，這是保證在補(bǔ)水時(shí)利用水位差使水位閥6的水在定溫器11打開時(shí)，將集熱器4內(nèi)的熱水?dāng)D入水箱內(nèi)。當(dāng)水位下降后，浮杯5在重力的作用下落下，自動(dòng)打開水位閥6冷水管將集熱器4內(nèi)熱水迅速擠入水箱。當(dāng)集熱器內(nèi)水溫低于設(shè)定溫度時(shí)，定溫器自動(dòng)關(guān)閉，通過U型導(dǎo)管7，將水注入水位閥6，浮杯5浮起，水位閥關(guān)閉切斷與外部供水。
熱水管14設(shè)置在水箱13的低位出口輸出，桶內(nèi)聯(lián)結(jié)浮球管16，保證熱水出水時(shí)為水箱內(nèi)的高位。系統(tǒng)中涉及的其它部件均屬公知技術(shù)和原理，就不在贅述了。
權(quán)利要求
1.一種定溫放水/自然循環(huán)太陽能臥式熱水器由補(bǔ)水器(12)集熱板(3)定溫器(11)水箱(5)單向閥(14)組成，其特征是補(bǔ)水器(12)出水口通過三通，其中一端通過單向閥(14)后與水箱(5)底部出口連接、一端與集熱板(3)的下集管(1)連接；U形沉水彎(11)一端聯(lián)結(jié)集熱板(3)的上集管(9)，一端聯(lián)結(jié)補(bǔ)水器(12)；上集管(9)通過定溫器(11)聯(lián)結(jié)三通，其中高端直通大氣，低端聯(lián)結(jié)水箱(5)入水口；水箱(5)低位出水管(14)與浮球管(16)聯(lián)接；集熱板(3)的水平寬度大于垂直高度。
全文摘要
本發(fā)明“定溫放水/自然循環(huán)/太陽能臥式熱水器”，利用新的原理和技術(shù)方案。化解了太陽能熱水器30年沒有解決的冷熱攙混，熱水利用率≤60％的弊端；實(shí)現(xiàn)了水箱內(nèi)熱水100％利用；利用定溫放水技術(shù)實(shí)現(xiàn)天氣晴陰交替時(shí)，熱水器仍然提供50℃的熱水若干；冷水進(jìn)入集熱板，將熱水?dāng)D出，集熱板冷熱交替，降低了集熱板的工作溫度，破壞了集熱板內(nèi)水結(jié)垢的物理化學(xué)條件，克服了集熱板結(jié)垢問題；不論何時(shí)水箱裝滿，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入自然循環(huán)，繼續(xù)提高水箱內(nèi)的水溫度；系統(tǒng)優(yōu)先使用定溫放水技術(shù)，高效率的獲得基礎(chǔ)熱水，水箱滿后再利用效率低的自然循環(huán)繼續(xù)升溫，系統(tǒng)得熱率高于傳統(tǒng)的自然循環(huán)熱水器，臥式安置水箱和集熱板提高了系統(tǒng)的安全性能和抗風(fēng)能力。
文檔編號(hào)F24J2/46GK101067516SQ200710065960
公開日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月14日
發(fā)明者羅憲安 申請(qǐng)人:羅憲安