專利名稱：一種高效快熱定溫太陽(yáng)能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到ー種能快速加熱水到預(yù)定的溫度，然后通過(guò)自來(lái)水本身的能量用冷水把熱水置換到存儲(chǔ)式保溫水箱進(jìn)行儲(chǔ)藏的分體式太陽(yáng)能熱水器。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)環(huán)保事業(yè)的越來(lái)越重視，太陽(yáng)能熱水器的普及率也越來(lái)越高，但太陽(yáng)能熱水器在使用過(guò)程中也逐步出現(xiàn)了ー些不足和缺點(diǎn)，極大影響人們使用太陽(yáng)能熱水器的積極性，比如目前家庭使用的太陽(yáng)能熱水器，無(wú)論是一體式屋頂落水太陽(yáng)能熱水器，還是分體式壁掛陽(yáng)臺(tái)太陽(yáng)能熱水器，由于太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)中的兩大部件，集熱器和存儲(chǔ)式水箱采用并行架構(gòu)，即集熱器有兩根管與水箱內(nèi)膽連接，因此只要使用不論什么季節(jié)也不論陽(yáng)光的照曬時(shí)間，就首先需要把冷水加滿水箱。然后通過(guò)太陽(yáng)的照曬，利用自然循環(huán)來(lái)緩慢加 熱水箱中的水；部分的分體式太陽(yáng)能熱水器采用雙循環(huán)，就是集熱器中加入除水以外的介質(zhì)，加熱介質(zhì)，通過(guò)水箱中的內(nèi)置的熱轉(zhuǎn)換體換熱水箱中的水，介質(zhì)的熱循環(huán)也是采用自然循環(huán)，由于完全依賴集熱器與水箱之間連接的兩根細(xì)管，自然循環(huán)加熱的速度慢效率低，而且水箱中的水溫是不受控的，言下之意，夏天水箱中的水溫有可能達(dá)到100度，而冬天水溫則可能只有二三十度。另外，安裝在屋頂?shù)奶?yáng)能一體式熱水器，由于水箱與集熱管是一種標(biāo)準(zhǔn)配置，不靈活，只要買相應(yīng)容積的熱水器無(wú)論是在日照長(zhǎng)的地方還是日照短的地方配置的集熱管都一祥多，而且一體機(jī)安裝即不美觀也不方便；而采用介質(zhì)循環(huán)的，介質(zhì)一般都是有腐蝕性和有毒的液體，給太陽(yáng)能熱水器的使用帶來(lái)極大的安全隱患；另外采用分體式的太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)中的存儲(chǔ)式水箱基本都采用承壓水箱，成本也比較高。另外，還有部分的太陽(yáng)能熱水器，為了加快制熱的速度或加快熱轉(zhuǎn)換，而采用電水泵來(lái)實(shí)現(xiàn)，ー則電水泵有使用壽命的問(wèn)題，而且還有浪費(fèi)電能，不經(jīng)濟(jì)。能否設(shè)計(jì)出一種全新架構(gòu)的太陽(yáng)能熱水器，不用外界的能源充分依靠自來(lái)水的自身能量實(shí)現(xiàn)快速的制熱和換熱，而且在水箱中的熱水的溫度是可以指定的，比如夏天無(wú)論太陽(yáng)照曬時(shí)間多長(zhǎng)水箱中的水溫保持在ー個(gè)溫度，比如70度，而到了冬天只要陽(yáng)光充足能產(chǎn)生熱水則熱水溫度也是70度。而且整個(gè)除電輔助加熱以外，全機(jī)械結(jié)構(gòu)控制，系統(tǒng)只用水，不采用其它任何介質(zhì)，同時(shí)也解決夏天防爆冬天防凍。
發(fā)明內(nèi)容ー種高效快熱定溫太陽(yáng)能熱水器就是為了解決以上問(wèn)題而發(fā)明的，本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是整個(gè)系統(tǒng)包括存儲(chǔ)式保溫水箱、集熱器、安裝在相應(yīng)接ロ處的各種控制閥和連接各部分構(gòu)成水路的管道，集熱器通過(guò)串聯(lián)方式連接存儲(chǔ)式保溫水箱；水流的路徑是，自來(lái)水通過(guò)相應(yīng)的控制閥流入集熱器，水在集熱器中加熱到預(yù)定的溫度后，相應(yīng)控制閥自動(dòng)啟動(dòng)，使自來(lái)水再次流入集熱器，新流入的自來(lái)水依賴本身的壓カ把集熱器中已經(jīng)加熱的熱水置換到存儲(chǔ)式保溫水箱中，置換完成后，相應(yīng)部位的控制閥自動(dòng)關(guān)閉，新進(jìn)來(lái)的冷水只會(huì)在集熱器中，等待下一次的置換，如此往復(fù)直到存儲(chǔ)式保溫水箱中的熱水加滿為止。也就是說(shuō)，本實(shí)用新型的太陽(yáng)能熱水器的換熱主要是通過(guò)冷水置換集熱器中的熱水來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而且置換的動(dòng)能來(lái)自于自來(lái)水本身的壓力，而非外加的其它能量，這種置換換熱的速度非?？焖?，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)水箱自然循環(huán)換熱的速度。水箱中熱水滿了以后，這種置換過(guò)程馬上停止，這以后集熱器的工作狀態(tài)有兩種，其一，集熱器中的水溫保持或超過(guò)預(yù)定的溫度，則溫度控制閥始終打開，集熱器中的高溫水與水箱中的熱水實(shí)現(xiàn)自然循環(huán)，以便保持水箱中的熱水溫度；其ニ，集熱器中的水溫低于預(yù)定溫度，溫度控制閥關(guān)閉，禁止水箱中的熱水傳導(dǎo)冷卻更好使水箱中的水保溫。其中存儲(chǔ)式保溫水箱是ー種非承壓水箱，由外殼、保溫層、內(nèi)膽構(gòu)成，具有入水ロ、出水ロ、透氣ロ、輔助電加熱ロ，以及水位控制機(jī)構(gòu)和水位水溫觀察窗ロ。存儲(chǔ)式保溫水箱是ー個(gè)獨(dú)立體，相對(duì)于一體式的屋頂太陽(yáng)能熱水器安裝更加方便合理，放置在室內(nèi)則保溫效果比放置在室外的更加優(yōu)良。而且水箱的容積、橫置還是豎放的選擇更加方便。 其中集熱器是ー種承壓集熱器，可以是真空管與聯(lián)箱構(gòu)成的集熱器，也可以是平板式集熱器；集熱器具有冷水入ロ、熱水出ロ，具有電輔助加熱的還有一個(gè)電輔助接ロ，具有機(jī)械排空功能的，在相應(yīng)部位還有ー個(gè)安裝排空閥的接ロ。此集熱器需要具有承壓能力，至少能承受自來(lái)水的壓力。由于集熱器是安裝在室外的，需要考慮集熱器在寒冷的地方防凍，本發(fā)明對(duì)應(yīng)集熱器以及相關(guān)連接管道的防凍，對(duì)于具有聯(lián)箱結(jié)構(gòu)的集熱器，有兩種設(shè)計(jì)方案，其ー是通過(guò)輔助的電加熱ロ，安裝ー個(gè)具有測(cè)低溫啟動(dòng)功能的電加熱器，即采用保溫防凍法；其ニ是通過(guò)在相應(yīng)部位安裝ー個(gè)排控閥，在低水溫吋，抽空聯(lián)箱及相應(yīng)管道的水，即采用無(wú)水防凍法。而對(duì)于平板集熱器則只能采用無(wú)水防凍法。其中的控制閥，根據(jù)安裝在水路不同的部位，分為水位控制閥、限壓溫控控制閥、出水加壓控制閥；水位控制閥安裝在自來(lái)水入口與集熱器冷水入口之間，限壓溫控控制閥安裝在集熱器熱水出口與存儲(chǔ)式保溫水箱的入水ロ之間，出水加壓控制閥安裝在存儲(chǔ)式保溫水箱的出水ロ ；具有防凍和應(yīng)急用熱水功能，在相應(yīng)的接ロ處還需要安裝排控控制閥和水路切換控制閥。以上這些閥都采用機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，不需要另外的電源供應(yīng)。水位控制閥主要是檢測(cè)水箱中的水位，水滿則關(guān)閉閥門，從而停止冷水置換熱水的動(dòng)作；水箱中熱水只要一使用，則閥門打開，可以繼續(xù)進(jìn)行冷水置換熱水的動(dòng)作；但是否真的進(jìn)行置換動(dòng)作決定權(quán)還在限壓溫控控制閥，集熱器中的水溫到達(dá)預(yù)定值，啟動(dòng)置換，否則關(guān)閉一直等到水溫達(dá)到預(yù)定值。此閥還具有限壓功能，主要是為了保護(hù)集熱器，也就是說(shuō)如果某種非確定的原因，集熱器的壓カ加大到此閥的限壓值，則此閥也會(huì)強(qiáng)制打開進(jìn)行泄壓。由于本實(shí)用新型的存儲(chǔ)式保溫水箱是非承壓的水箱，而且本實(shí)用新型對(duì)于水箱的安裝位置的高低沒有限制，因此為了使熱水的出水具有壓力，在水箱的出水ロ需要安裝ー個(gè)出水加壓控制閥，此閥也完全采用機(jī)械結(jié)構(gòu)，利用自來(lái)水本身的壓カ帶動(dòng)水箱中的熱水，使得水箱中出水壓カ等同于自來(lái)水的壓力，由于混入自來(lái)水會(huì)降低出水的水溫，但由于水箱中的熱水是定溫?zé)崴?，混入的冷水剛好使出水水溫達(dá)到洗澡的水溫。其它排空控制閥是為了配合完成集熱器的排空，水路切換控制閥是為了應(yīng)急把冷水加入水箱，主要考慮是連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間沒有太陽(yáng)，通過(guò)電加熱水箱中的水。本實(shí)用新型的太陽(yáng)能熱水器水路及管道連接順序是，自來(lái)水通過(guò)水管連接到水位控制閥，控制閥的另一端通過(guò)水管連接到集熱器的冷水入口，集熱器的熱水出口安裝ー個(gè)限壓溫控控制閥，限壓溫控控制閥的另一端通過(guò)水管連接到存儲(chǔ)式保溫水箱的入水ロ，水箱的出水ロ安裝ー個(gè)出水加壓控制閥，出水加壓控制閥的出水ロ連接熱水管道供應(yīng)熱水。根據(jù)管道的長(zhǎng)短以及安裝的位置，部分管道需要加裝保溫層。一般在室外的管道都需要安裝保溫。在本實(shí)用新型中所指的存儲(chǔ)式保溫水箱和集熱器，兩者安裝的相對(duì)位置可高可低，集熱器安裝的相對(duì)位置可以低于存儲(chǔ)式保溫水箱的位置，也可以高于存儲(chǔ)式保溫水箱的位置。從存儲(chǔ)式保溫水箱的保溫效果來(lái)說(shuō)建議，保溫水箱安置在室內(nèi)，再ー個(gè)主要的考慮因素是從集熱器被置換的熱水應(yīng)盡可能的快速流入存儲(chǔ)式保溫水箱進(jìn)行保溫，而不能滯留在管道中散失熱量。本實(shí)用新型中的集熱器，可以ー塊集熱器配一個(gè)存儲(chǔ)式保溫水箱，也可以多個(gè)集熱器配一個(gè)存儲(chǔ)式保溫水箱，多個(gè)集熱器之間通過(guò)串行連接，即第一個(gè)集熱器的冷水入ロ上聯(lián)水位控制閥，熱水出口接下一個(gè)集熱器的冷水入口，如此往復(fù)直到最后ー個(gè)集熱器的熱水出ロ通過(guò)限壓溫控控制閥接存儲(chǔ)式保溫水箱的入水ロ ；多個(gè)集熱器之間也可以并行連 接，即所有集熱器的冷水入口通過(guò)三通水管并聯(lián)，但所有集熱器的每個(gè)熱水出口都必須連接限壓溫控控制閥以后再通過(guò)三通水管并聯(lián)，然后與存儲(chǔ)式保溫水箱的入水ロ連接。本實(shí)用新型中集熱器和存儲(chǔ)式保溫水箱是分開的兩個(gè)獨(dú)立體，兩者是通過(guò)外置的水管相連通的，串行連接，邏輯上集熱器與存儲(chǔ)式保溫水箱之間只有一根連接管道，通過(guò)集熱器進(jìn)入存儲(chǔ)式保溫水箱的水都是在集熱器中加熱到預(yù)定溫度的熱水，除應(yīng)急外力干預(yù)以夕卜，正常工作時(shí)冷水或在集熱器中沒有加到預(yù)定溫度的水是不會(huì)進(jìn)入到存儲(chǔ)式保溫水箱中。此種連接架構(gòu)的太陽(yáng)能熱水器即可以使用在家庭也可以非常方便應(yīng)用在工程太陽(yáng)能熱水器市場(chǎng)。目前市場(chǎng)上雖然也有分體式太陽(yáng)能熱水器，但集熱器與水箱之間是并聯(lián)結(jié)構(gòu)，有兩根連接管與水箱內(nèi)膽相連，而且是逐步加熱水箱中的水，在太陽(yáng)能集熱器開始工作中水箱中的水無(wú)法定溫。另外一般分體式的太陽(yáng)能熱水器中的水箱都采用承壓結(jié)構(gòu)。其中的控制閥中的限壓溫控控制閥具有兩個(gè)接ロ，連接有方向性，用溫感效應(yīng)材料制成，該閥自身具有根據(jù)集熱器中的水的溫度，來(lái)決定閥的關(guān)閉，到了預(yù)定的溫度，閥自動(dòng)打開，低于預(yù)定的溫度，閥自動(dòng)關(guān)閉，該閥還具有強(qiáng)制泄壓功能，超過(guò)限定壓力，閥會(huì)強(qiáng)制打開。限壓溫控控制閥可以安裝在集熱器熱水出ロ至存儲(chǔ)式保溫水箱的入水ロ之間的任何位置，不需要借助任何其它的外界能源全機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，水箱中的水溫度主要有此閥的預(yù)定溫度決定?？偨Y(jié)以上所述，本發(fā)明相對(duì)于市場(chǎng)上現(xiàn)存的太陽(yáng)能熱水器有幾大不同點(diǎn)第一、市場(chǎng)上的太陽(yáng)能熱水器，無(wú)論是一體式的還是分體式的，集熱器與水箱之間的換熱通道或連接管道有兩個(gè)或兩個(gè)以上，即集熱器與水箱內(nèi)膽之間是并行架構(gòu)；第二、市場(chǎng)上的家用太陽(yáng)能熱水器都是先把水箱加滿水，再通過(guò)集熱器加熱水箱中的水，除了用電控水泵循環(huán)的以夕卜，都是采用自然循環(huán)緩慢換熱；第三、市場(chǎng)上的家用太陽(yáng)能熱水器，在太陽(yáng)能集熱過(guò)程中，水箱中的水溫是不可控的；第四、市場(chǎng)上的家用太陽(yáng)能熱水器，集熱器與水箱的相對(duì)安裝的高低位置是確定的；第五、市場(chǎng)上的家用分體太陽(yáng)能熱水器絕大部分采用的是承壓水箱。本發(fā)明的有益效果是，整個(gè)太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)采用串行架構(gòu)，全機(jī)械結(jié)構(gòu)全自動(dòng)化操控，采用分步快速加熱水的方法和借用自來(lái)水自身的能量用冷水置換熱水的辦法迅速完成換熱，使得系統(tǒng)加熱快速，換熱迅速，定溫?fù)Q熱保留在存儲(chǔ)式保溫水箱中的熱水既能保溫又達(dá)到全利用度。系統(tǒng)采用非承壓水箱既降低成本提高可靠性又能實(shí)現(xiàn)類似承壓出熱水，還解決一般采用非承壓水箱的太陽(yáng)能熱水器需要定時(shí)上水的麻煩，ー舉多得。水箱中的輔助電加熱設(shè)施可以為特殊狀況下保持水箱中水的溫度提供保障。配置相應(yīng)的控制閥還可以實(shí)現(xiàn)夏天不炸管，冬天不凍管，平板集熱器也可以采用水循環(huán)。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)其它介質(zhì)、安全可靠、安裝方便、性價(jià)比超過(guò)其它分體式太陽(yáng)能熱水器。
以下結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的說(shuō)明。圖I是本實(shí)用新型水箱在上集熱器在下的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接示意圖。圖2是本實(shí)用新型水箱在下集熱器在上的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接示意圖。圖3是多集熱器并行連接的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接示意圖。圖4是多集熱器串行連接的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接示意圖。圖中201.存儲(chǔ)式保溫水箱，202.集熱器，203.水位控制閥，204.限壓溫控控制閥，205.出水加壓控制閥，301.水箱入水ロ，302.水箱出水ロ，303.水箱透氣ロ，304.輔助電加熱ロ，305.水位控制機(jī)構(gòu)，306.加壓出水ロ，307.水箱內(nèi)膽，308.水箱外殼，309.水箱保溫層，310.集熱器冷水入口，311.集熱器熱水出口，312.聯(lián)箱電加熱輔助ロ，313.真空集熱管，314.自來(lái)水入口，315.聯(lián)箱。
具體實(shí)施方式
首先說(shuō)明本附圖中所示的集熱器都采用真空管加聯(lián)箱的模式，平板式集熱器連接方式與此附圖的連接方式相同。由此不再一一畫出說(shuō)明。圖I中，存儲(chǔ)式保溫水箱(201)的安裝位置相對(duì)集熱器(202)高，這種安裝相對(duì)位置目前在分體陽(yáng)臺(tái)式太陽(yáng)能熱水器中有大量使用，從水路流向來(lái)描述各部分之間的連接，以及了解如何實(shí)現(xiàn)冷水置換熱水的工作過(guò)程。首先，自來(lái)水管連接到自來(lái)水入水ロ(314)，自來(lái)水入口(314)通過(guò)水管連接到ー個(gè)水位控制閥(203)的一端，此水位控制閥(203)的水位控制通過(guò)在存儲(chǔ)式保溫水箱(201)的水位控制機(jī)構(gòu)(305)來(lái)決定，存儲(chǔ)式保溫水箱(201)內(nèi)的水位滿則水位控制機(jī)構(gòu)(305)啟動(dòng)控制關(guān)閉水位控制閥(203)，反之則打開水位控制閥(203 )，水位控制閥(203 )的另一端通過(guò)水管接集熱器(202 )的集熱器冷水入ロ( 310 )，自來(lái)水就流入集熱器(202)的聯(lián)箱(315)內(nèi)，并且到達(dá)集熱器熱水出口(311)，集熱器熱水出ロ(311)處安裝ー個(gè)限壓溫控控制閥(204)，該限壓溫控控制閥(204)的功能是，限壓溫控控制閥(204)的水流入一端的水溫必須達(dá)到該限壓溫控控制閥(204)預(yù)定的溫度，閥門才打開水才能流過(guò)限壓溫控控制閥(204)，反之閥門關(guān)閉水流截止不通。據(jù)此，剛才流入集熱器(202)聯(lián)箱(315)內(nèi)的自來(lái)水停留在集熱器(202)內(nèi)。集熱器(202)的真空集熱管(313)在太陽(yáng)的照曬下，不斷地加熱集熱器(202)聯(lián)箱(315)內(nèi)膽的自來(lái)水，由于集熱器聯(lián)箱(315)內(nèi)膽的水并不多，一般只有幾公升，因此在很短的時(shí)間內(nèi)，集熱器聯(lián)箱(315)內(nèi)膽的水的溫度馬上就達(dá)到限壓溫控控制閥(204)預(yù)定閥門的開啟溫度，限壓溫控控制閥(204)閥門打開，自來(lái)水重新流動(dòng)起來(lái)，新進(jìn)來(lái)的自來(lái)水本身的壓カ推動(dòng)集熱器(202)聯(lián)箱(315)內(nèi)的水向集熱器熱水出口(311)流動(dòng)，通過(guò)限壓溫控控制閥(204)，限壓溫控控制閥(204)的另一端通過(guò)水管與水箱入水ロ(301)相連接，熱水就流入到存儲(chǔ)式保溫水箱(201)內(nèi)進(jìn)行保存。為什么此時(shí)是熱水流入水箱，而冷水不會(huì)流入水箱，關(guān)鍵是新進(jìn)來(lái)的自來(lái)水推動(dòng)水向集熱器熱水出ロ(311)流動(dòng)，但前面的熱水全部流出集熱器后，新進(jìn)來(lái)的自來(lái)水的溫度低，流到限壓溫控控制閥(204)時(shí)，由于水溫低使得限壓溫控控制閥(204)內(nèi)的閥門關(guān)閉，自來(lái)水不再流動(dòng)，熱水進(jìn)入存儲(chǔ)式保溫水箱(201)內(nèi)進(jìn)行保溫儲(chǔ)藏，而新進(jìn)來(lái)的冷水則停留在集熱器(202)內(nèi)，等待集熱器(202)的加熱。前面的一個(gè)過(guò)程就是新進(jìn)來(lái)的冷水置換掉集熱器中的熱水，如此循環(huán)往復(fù)，這個(gè)置換過(guò)程一直進(jìn)行直到存儲(chǔ)式保溫水箱(201)內(nèi)裝滿熱水，水位控制機(jī)構(gòu)(305 )啟動(dòng)控制，關(guān)閉水位控制閥
(203)自來(lái)水不再流入，停止這種置換動(dòng)作。停止這種置換動(dòng)作以后，集熱器(202)處于兩種狀態(tài)，ー種由于集熱器(202)進(jìn)行吸熱，使聯(lián)箱(315)內(nèi)的水溫一直高于限壓溫控控制閥(204)開啟溫度，則限壓溫控控制閥
(204)閥門打開，此時(shí)集熱器(202)中的水和存儲(chǔ)式保溫水箱(201)中的水聯(lián)通，開始自然循環(huán)換熱過(guò)程，使得存儲(chǔ)式保溫水箱(201)中的水維持定溫。另ー種狀態(tài)，集熱器(202)的水溫始終低于限壓溫控控制閥(204)的開啟溫度，限壓溫控控制閥(204)關(guān)閉，更好維持水箱中的水溫。
·[0027]通過(guò)以上置換過(guò)程，存儲(chǔ)式保溫水箱(201)的水的溫度是ー個(gè)確定的溫度。這種置換換熱的方法，產(chǎn)生需要的水溫的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前大量使用的自然循環(huán)換熱的速度，同時(shí)采用置換換熱的方法，產(chǎn)生的水溫是完全可以確定的溫度，這樣無(wú)論夏天還是冬天，無(wú)論日照時(shí)間長(zhǎng)短只要能產(chǎn)生熱水，熱水的溫度是確定的是可控的，區(qū)別是日照時(shí)間短產(chǎn)生的熱水量少，日照時(shí)間長(zhǎng)產(chǎn)生的熱水量就多。而且水箱中的熱水是全力用度。存儲(chǔ)式保溫水箱(201)中熱水的使用，由于本實(shí)用新型所指的存儲(chǔ)式保溫水箱(201)是非承壓水箱，水箱出水ロ(302)處出來(lái)的熱水本身沒有大的壓力，為了增加熱水的出水壓カ，在水箱出水ロ(302)處連接ー個(gè)出水加壓控制閥(205)，該閥依靠自來(lái)水本身的壓カ來(lái)帶動(dòng)水箱中的熱水，使得在加壓出水ロ(306)處產(chǎn)生類似自來(lái)水壓カ的混合熱水，由于該閥有ー個(gè)合理的冷熱水配比，加上存儲(chǔ)式保溫水箱(201)中的水溫是ー個(gè)定值，因此出來(lái)的加壓混合水有一個(gè)合適的水溫使用。當(dāng)然如果一定要出來(lái)高溫水，則在水箱出水ロ(302)處安裝一個(gè)電控的加壓水泵即可。圖2中，存儲(chǔ)式保溫水箱(201)的安裝位置相對(duì)于集熱器(202)來(lái)說(shuō)要低ー些，此種安裝方法目前在分體式太陽(yáng)能熱水器應(yīng)用在屋頂、工程上比較多，就是把集熱器(202)安裝在屋頂，而存儲(chǔ)式保溫水箱(201)放置在室內(nèi)。此連接方法和工作原理與前面描述相同，在此不再進(jìn)ー步描述，唯一需要注意的是，由于從集熱器熱水出ロ(311)通過(guò)限壓溫控控制閥(204)再通過(guò)水管到存儲(chǔ)式保溫水箱(201)的水箱入水ロ( 301)—般的距離比較長(zhǎng)，不要使熱水長(zhǎng)時(shí)間滯留在水管中。在圖示中，無(wú)論是存儲(chǔ)式保溫水箱(201)還是集熱器(202)中，都有一個(gè)電輔助接ロ，存儲(chǔ)式保溫水箱(201)的輔助電加熱ロ(304)。該輔助電加熱ロ(304)的主要功能有兩個(gè)，陽(yáng)光不足時(shí)，需要的熱水超過(guò)水箱中的熱水，則可以采用應(yīng)急向水箱加入冷水，則需要啟動(dòng)電加熱功能；另ー個(gè)，水箱中滿箱的熱水由于長(zhǎng)時(shí)間沒有太陽(yáng)，水溫下降，則可以采用溫控電加熱功能對(duì)水箱中水進(jìn)行加熱。集熱器(202)的聯(lián)箱電加熱輔助ロ(312)，該輔助ロ的主要功能是熱水的需求量超過(guò)水箱的容積，需要連續(xù)不斷地供應(yīng)熱水，則可以打開此功能，加快制熱速度，以此提供更多的熱水量；另外一個(gè)可選的功能是集熱器中的水溫過(guò)低，為防止冰凍現(xiàn)象的發(fā)生，啟動(dòng)此功能。圖3和圖4，是采用多集熱器(202)與一個(gè)存儲(chǔ)式保溫水箱(201)的連接示意圖，圖3示意的是多集熱器(202)之間采用并行的連接方式，每個(gè)集熱器冷水入ロ(310)通過(guò)水管并接在一起，然后與水位控制閥(203)的一端連接；每個(gè)集熱器熱水出ロ(311)都需要安裝ー個(gè)限壓溫控控制閥(204)，每個(gè)限壓溫控控制閥(204)的另一端通過(guò)水管并行連接至存儲(chǔ)式保溫水箱入水ロ(301)。此連接方法的優(yōu)點(diǎn)是各集熱器(202)相互獨(dú)立工作，互不影響。圖4示意的是多集熱器(202)之間采用串行的連接方式，第一個(gè)集熱器冷水入口(310)上聯(lián)水位控制閥(203)，集熱器熱水出口(311)接下一個(gè)集熱器冷水入口(310)，依此類推，直到最后ー個(gè)集熱器熱水出ロ(311)安裝ー個(gè)限壓溫控控制閥(204)然后再接存儲(chǔ)式保溫水箱入水ロ(301)。此連接方法的優(yōu)點(diǎn)是工程安裝方便，但各集熱器之間的水溫相互有影響。 綜上所述，ー種高效快熱定溫太陽(yáng)能熱水器，采用全機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)用冷水置換熱水的換熱工作方法，能快速加熱水到指定溫度并在存儲(chǔ)式保溫水箱中保存，實(shí)現(xiàn)非承壓水箱分體式太陽(yáng)能熱水器的換熱速度超過(guò)一體式太陽(yáng)能熱水器，而且告別太陽(yáng)能熱水器水溫不可控的歷史。機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)非承壓水箱的類承壓出水，而且水箱中的熱水利用率首次實(shí)現(xiàn)百分之百。分體式單循環(huán)串行連接使得整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)簡(jiǎn)單，配置靈活，安裝方便，應(yīng)用范圍廣，可靠性高。整個(gè)系統(tǒng)全部采用水循環(huán)，沒有其它任何介質(zhì)，消除安全隱患。相比其它類型的分體式太陽(yáng)能熱水器具有極大的成本優(yōu)勢(shì)。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1.一種高效快熱定溫太陽(yáng)能熱水器，其特征是包括存儲(chǔ)式保溫水箱、集熱器、安裝在相應(yīng)接口處的各種控制閥和連接各部分構(gòu)成水路的管道，集熱器通過(guò)串聯(lián)方式連接存儲(chǔ)式保溫水箱；水流的路徑是，自來(lái)水通過(guò)相應(yīng)的控制閥流入集熱器，水在集熱器中加熱到預(yù)定的溫度后，相應(yīng)控制閥自動(dòng)啟動(dòng)，使自來(lái)水再次流入集熱器，新流入的自來(lái)水依賴本身的壓力把集熱器中已經(jīng)加熱的熱水置換到存儲(chǔ)式保溫水箱中，置換完成后，相應(yīng)部位的控制閥自動(dòng)關(guān)閉，新進(jìn)來(lái)的冷水只會(huì)在集熱器中，等待下一次的置換，如此往復(fù)直到存儲(chǔ)式保溫水箱中的熱水加滿為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效快熱定溫太陽(yáng)能熱水器，其特征是所述的存儲(chǔ)式保溫水箱是一種非承壓水箱，由外殼、保溫層、內(nèi)膽構(gòu)成，具有入水口、出水口、透氣口、輔助電加熱口，以及水位控制機(jī)構(gòu)和水位水溫觀察窗口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效快熱定溫太陽(yáng)能熱水器，其特征是所述的集熱器是一種承壓集熱器，可以是真空管與聯(lián)箱構(gòu)成的集熱器，也可以是平板式集熱器；集熱器具有冷水入口、熱水出口，具有電輔助加熱的還有一個(gè)電輔助接口，具有機(jī)械排空功能的，在相應(yīng)部位還有一個(gè)安裝排空閥的接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效快熱定溫太陽(yáng)能熱水器，其特征是所述的控制閥，根據(jù)安裝在水路不同的部位，分為水位控制閥、限壓溫控控制閥、出水加壓控制閥；水位控制閥安裝在自來(lái)水入口與集熱器冷水入口之間，限壓溫控控制閥安裝在集熱器熱水出口與存儲(chǔ)式保溫水箱的入水口之間，出水加壓控制閥安裝在存儲(chǔ)式保溫水箱的出水口 ；具有防凍和應(yīng)急用熱水功能，在相應(yīng)的接口處還需要安裝排控控制閥和水路切換控制閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效快熱定溫太陽(yáng)能熱水器，其特征是所述的水路及管道連接順序是，自來(lái)水通過(guò)水管連接到水位控制閥，水位控制閥的另一端通過(guò)水管連接到集熱器的冷水入口，集熱器的熱水出口安裝一個(gè)限壓溫控控制閥，限壓溫控控制閥的另一端通過(guò)水管連接到存儲(chǔ)式保溫水箱的入水口，水箱的出水口安裝一個(gè)出水加壓控制閥，出水加壓控制閥的出水口連接熱水管道供應(yīng)熱水。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效快熱定溫太陽(yáng)能熱水器，其特征是所述的存儲(chǔ)式保溫水箱和集熱器，兩者安裝的相對(duì)位置可高可低，集熱器安裝的相對(duì)位置可以低于存儲(chǔ)式保溫水箱的位置，也可以高于存儲(chǔ)式保溫水箱的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效快熱定溫太陽(yáng)能熱水器，其特征是，所述的集熱器，可以一塊集熱器配一個(gè)存儲(chǔ)式保溫水箱，也可以多個(gè)集熱器配一個(gè)存儲(chǔ)式保溫水箱，多個(gè)集熱器之間通過(guò)串行連接，即第一個(gè)集熱器的冷水入口上聯(lián)水位控制閥，熱水出口接下一個(gè)集熱器的冷水入口，如此往復(fù)直到最后一個(gè)集熱器的熱水出口通過(guò)限壓溫控閥接存儲(chǔ)式保溫水箱的入水口 ；多個(gè)集熱器之間也可以并行連接，即所有集熱器的冷水入口通過(guò)三通水管并聯(lián)，但所有集熱器的每個(gè)熱水出口都必須連接限壓溫控控制閥以后再通過(guò)三通水管并聯(lián)，然后與存儲(chǔ)式保溫水箱的入水口連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效快熱定溫太陽(yáng)能熱水器，其特征是所述的集熱器和存儲(chǔ)式保溫水箱是分開的兩個(gè)獨(dú)立體，兩者是通過(guò)外置的水管相連通的，邏輯上集熱器與存儲(chǔ)式保溫水箱之間只有一根連接管道，通過(guò)集熱器進(jìn)入存儲(chǔ)式保溫水箱的水都是在集熱器中加熱到預(yù)定溫度的熱水，除應(yīng)急外力干預(yù)以外，正常工作時(shí)冷水或在集熱器中沒有加到預(yù)定溫度的水是不會(huì)進(jìn)入到存儲(chǔ)式保溫水箱中。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高效快熱定溫太陽(yáng)能熱水器，其特征是所述的控制閥中的限壓溫控控制閥具有兩個(gè)接口，連接有方向性，用溫感效應(yīng)材料制成，該閥自身具有根據(jù)集熱器中的水的溫度，來(lái)決定閥的關(guān)閉，到了預(yù)定的溫度，閥自動(dòng)打開，低于預(yù)定的溫度，閥自動(dòng)關(guān)閉，該閥還具有強(qiáng)制泄壓功能，超過(guò)限定壓力，閥會(huì)強(qiáng)制打開。
專利摘要一種高效快熱定溫太陽(yáng)能熱水器，包括存儲(chǔ)式保溫水箱、集熱器、安裝在相應(yīng)接口處的各種控制閥和連接各部分構(gòu)成水路的管道，集熱器通過(guò)串聯(lián)方式連接存儲(chǔ)式保溫水箱；采用冷水置換熱水的換熱工作方法，能快速把水加熱到指定溫度并保存在存儲(chǔ)式保溫水箱中，實(shí)現(xiàn)非承壓水箱分體式太陽(yáng)能熱水器的高速高效換熱，告別太陽(yáng)能熱水器水溫不可控的歷史。機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)非承壓水箱的類承壓出水，水箱中的熱水利用率首次實(shí)現(xiàn)百分之百。分體式單循環(huán)串行連接使得整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)簡(jiǎn)單，配置靈活，安裝方便，應(yīng)用范圍廣，可靠性高。整個(gè)系統(tǒng)只采用水循環(huán)，沒有其它任何介質(zhì)，消除安全隱患。相比其它類型的分體式太陽(yáng)能熱水器具有極大的成本優(yōu)勢(shì)和性能優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)F24J2/34GK202470494SQ20122006519
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月27日
發(fā)明者徐何燎 申請(qǐng)人:徐何燎