專利名稱：一種全新的分體太陽能熱水器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種全新的分體式太陽能熱水器系統(tǒng)的架構(gòu)、連接方式、換熱方式和以及系統(tǒng)組成，屬于太陽能熱利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽能熱水器的利用越來越受到人們的重視，與其它產(chǎn)品的發(fā)展規(guī)律不同，太陽能熱水器目前是農(nóng)村的使用普及率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于城市，難道是城市居民的環(huán)保意識(shí)或節(jié)能意識(shí)沒有跟上形勢(shì)。實(shí)際情況肯定不是這樣，關(guān)鍵的問題一定是出在產(chǎn)品上。一體式非承壓太陽能熱水器，即安裝在屋頂?shù)奶柲軣崴髟谵r(nóng)村得到十足的發(fā)展，一方面農(nóng)村沒有安裝的問題，二方面此產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格比較合適，再加上國家的正常補(bǔ)貼。但此規(guī)格的太陽能熱水器，進(jìn)入城市遇到了安裝的困惑，無法適應(yīng)城市市場(chǎng)。而目前針對(duì)城市市場(chǎng)開發(fā)的分體太陽能熱水器，存在熱效率低、成本高、使用熱水不方便的現(xiàn)象，銷售價(jià)格高，極大影響城市的推廣。熱效率低、成本高的根本原因是由于系統(tǒng)采用自然循環(huán)換熱、二次間接換熱。目前這種架構(gòu)就是降低成本，也存在由于集熱器與儲(chǔ)熱水箱的相對(duì)間距非常有限，使得出熱水點(diǎn)和使用熱水點(diǎn)的距離偏長，基本上城市陽臺(tái)分體太陽能熱水器的集熱器安裝在南面，而用熱水點(diǎn)往往在房屋的北面廚房和浴室，在使用熱水過程中，管道浪費(fèi)熱水現(xiàn)象嚴(yán)重。高價(jià)低效極大影響城市用戶的使用積極性。為了延長儲(chǔ)熱水箱與集熱器之間的距離，市場(chǎng)普遍采用增加電控循環(huán)泵，增加電耗、噪音、成本，但無法根本解決問題。有沒有采用比較經(jīng)濟(jì)的手段或新的架構(gòu)，在降低整個(gè)系統(tǒng)成本的基礎(chǔ)上，采用零功耗提聞分體太陽能熱水器的換熱效率、提聞熱水品質(zhì)、極大延長集熱器與儲(chǔ)熱水箱的距離。實(shí)現(xiàn)用熱水點(diǎn)就是系統(tǒng)的出熱水點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，一種全新的分體太陽能熱水器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括儲(chǔ)熱水箱、集熱器、多功能切換閥、溫壓控制裝置、水位控制裝置和各部件之間的連接管道；系統(tǒng)中的管道包括上水管路和下水管路，溫壓控制裝置和水位控制裝置都串接在上水管路中，多功能切換閥其中的兩接口連接在上水管路，另兩接口連接在下水管路；各部件通過上水管路和下水管路構(gòu)成一個(gè)環(huán)形連接；溫壓控制裝置依據(jù)檢測(cè)集熱器出口處的溫度是否達(dá)到預(yù)定溫度來控制上水管路中水的流動(dòng)和停止，水位控制裝置依據(jù)檢測(cè)儲(chǔ)熱水箱中的水是否滿來控制上水管路是關(guān)閉還是導(dǎo)通；儲(chǔ)熱水箱與集熱器是兩個(gè)獨(dú)立體，通過管道串行連接，兩者之間采用循環(huán)置換換熱方式；多功能切換閥可以獨(dú)立存在也可以鑲嵌在儲(chǔ)熱水箱的保溫層中與水箱構(gòu)成一體，多功能切換閥的轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕安裝在面板上。其中的多功能切換閥，具有四個(gè)接口，分別是A、B、C、D接口，閥體內(nèi)置一個(gè)文氏管和相應(yīng)的導(dǎo)通孔，閥芯上有導(dǎo)水槽，通過閥體面板上的旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)不同的角度，帶動(dòng)導(dǎo)水槽閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，形成各個(gè)導(dǎo)通孔之間的連接和中斷，從而使四個(gè)接口 A、B、C、D之間形成多種通斷關(guān)系，引起各水路之間的通斷，構(gòu)成系統(tǒng)的多種工作狀態(tài)；文氏管為一個(gè)相向的雙喇叭管狀通道分三段，兩喇叭的相向?qū)硬课粸楹眍i段，大角度喇叭為收縮段，小角度喇叭為擴(kuò)壓段；A接口連通收縮段，狀態(tài)一，A、B、D三接口以文氏管式連通，B接口連通擴(kuò)壓段，D接口連通喉頸段；狀態(tài)二，A、C、D三接口文氏管式連通，C接口連通擴(kuò)壓段，D接口連通喉頸段；狀態(tài)三，A、B、C三接口以文氏式管式連通，B接口連通喉頸段，C連通擴(kuò)壓段；狀態(tài)四，A與D連通。多功能切換閥也可以采用普通的四接口切換閥與外置的文氏管、水路開關(guān)連接，構(gòu)成一個(gè)整體來實(shí)現(xiàn)多功能切換閥的所有狀態(tài)。其中的水位控制裝置，包含一個(gè)串聯(lián)在水路中的水路開關(guān)和一個(gè)安裝在儲(chǔ)熱水箱內(nèi)或外的水位檢測(cè)機(jī)構(gòu)，水位檢測(cè)機(jī)構(gòu)與水路開關(guān)可以是一個(gè)整體，也可以分體，無論是一體或是分體，兩者是關(guān)聯(lián)配合來完成相應(yīng)地動(dòng)作，依據(jù)檢測(cè)儲(chǔ)熱水箱中的水位滿或不滿來決定水路開關(guān)是關(guān)閉中斷水路還是打開連通水路；該裝置可采用機(jī)械的水位控制閥、或水位開關(guān)和電磁閥組合、或水位傳感器和電磁閥及控制器的組合。采用機(jī)械的水位控制閥時(shí)，控制閥有兩個(gè)水路接口和一個(gè)水位檢測(cè)機(jī)構(gòu)，水路接口串接入水路中，水位檢測(cè)機(jī)構(gòu)通過一個(gè)機(jī)械的部件與串接在水路中的閥體進(jìn)行有機(jī)連接，水位檢測(cè)機(jī)構(gòu)放置在儲(chǔ)熱水箱中根據(jù)水位高低變化，該機(jī)構(gòu)也有相應(yīng)的變化，但只有在滿水位時(shí)才會(huì)牽動(dòng)串接在水路中的閥體關(guān)閉水路；也可以根據(jù)水箱中的水位高低，引起的水壓變化來作為水位檢測(cè)機(jī)構(gòu),此時(shí)的水位檢測(cè)機(jī)構(gòu)就化簡(jiǎn)為需一個(gè)接口連接在儲(chǔ)熱水箱中就可以，當(dāng)然采用直接水位檢測(cè)或轉(zhuǎn)化成水壓檢測(cè)，閥體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是不同的。采用水位開關(guān)和電磁閥組合，電磁閥作為水路開關(guān)串接在水路中，水位開關(guān)中類似水位浮球放置在水箱中，水位開關(guān)的兩根連接線與水路中的電磁閥的兩根線進(jìn)行連接，在水箱中的水位沒有滿的時(shí)候，電磁閥的兩端是連通的，即水路連通，在水箱中的水位滿的時(shí)候，引起水位開關(guān)的兩根線的通斷發(fā)送變化，從而引起電磁閥的中斷，水路不通。采用水位傳感器和電磁閥及控制器的組合，水位傳感器安裝在儲(chǔ)熱水箱中，電磁閥串接在水路中,控制器獨(dú)立存在,水位傳感器和電磁閥的連接線全部連接到控制器相應(yīng)的端口，控制器不停接收來自水位傳感器的水位數(shù)據(jù)，如果沒有滿，則控制電磁閥兩端連通，水路連通，如果滿，則控制電磁閥兩端中斷，水路不通?？傊?，水位控制裝置，完成的功能就是如果儲(chǔ)熱水箱中的水不滿，關(guān)聯(lián)的水路連通；如果儲(chǔ)熱水箱中的水已經(jīng)滿，關(guān)聯(lián)的水路不通。其中的溫壓控制裝置，串接在上水管路中，至少有一個(gè)入水口和出水口，該裝置包含水路開關(guān)、溫感器、壓感器，一方面能根據(jù)溫感器處的溫度是達(dá)到預(yù)定溫度或沒有達(dá)到預(yù)定溫度自動(dòng)控制關(guān)聯(lián)水路開關(guān)的連通或中斷，另一方面能根據(jù)系統(tǒng)工作狀態(tài)是上水加熱或防凍排空狀態(tài)的壓力變化自動(dòng)控制關(guān)聯(lián)水路開關(guān)的中斷或連通；該裝置采用機(jī)械結(jié)構(gòu)可以是一個(gè)單體綜合閥，也可以用一個(gè)溫度控制閥與自恢復(fù)壓感單向閥的相向并行連接的組合；或采用溫空開關(guān)和電磁閥的組合，或采用溫度傳感器、電磁閥和控制器的組合。采用機(jī)械機(jī)構(gòu)時(shí)，該裝置串聯(lián)接入在集熱器的出水口與儲(chǔ)熱水箱的入水口之間，裝置的入水口在集熱器端，如果溫壓控制裝置的入水口水溫達(dá)到預(yù)定值或入水口失去水壓，則溫壓控制裝置的入水口與出水口連通，一旦溫壓控制裝置的入水口水溫低于預(yù)定值或入水口有水壓，則溫壓控制裝置的入水口與出水口中斷。采用溫控開關(guān)和電磁閥組合時(shí)，溫控開關(guān)安裝在集熱器出水口，電磁閥串接在上水水路中，溫控開關(guān)的兩根連接線與電磁閥的兩根連接線串聯(lián)；集熱器出水口的溫度達(dá)到預(yù)定溫度，溫控開關(guān)的兩根連接線連通，與溫控開關(guān)的線串聯(lián)的電磁閥兩水路端口連通，上水水路流動(dòng)；集熱器出水口的水溫沒有達(dá)到預(yù)定溫度，溫控開關(guān)的兩根線斷開，與此線纜串聯(lián)的電磁閥兩水路端口中斷，上水管路停止流動(dòng)。采用溫度傳感器、電磁閥和控制器的組合時(shí)，溫度傳感器放置在集熱器出水口處，電磁閥串接在上水管路中，控制器獨(dú)立存在，溫度傳感器的信號(hào)線纜、電磁閥的線纜全部連接到控制器的相應(yīng)端口上，控制器不停采集溫度傳感器的數(shù)據(jù)，根據(jù)溫度傳感器的數(shù)據(jù)，進(jìn)行判定是否達(dá)到預(yù)定溫度，達(dá)到預(yù)定溫度，控制電磁閥兩接口連通，沒有達(dá)到預(yù)定溫度，控制電磁閥兩接口關(guān)閉。總之，溫壓控制裝置主要依據(jù)集熱器出口處的溫度來控制上水管路的流動(dòng)和停止，依據(jù)上水管路中的水壓的消失和存在來控制上水管路的管道是否通過儲(chǔ)熱水箱中的透氣口與大氣連通。其中的上水管路，根據(jù)管路中水流的溫度分成三段，多功能切換閥A接口前面的部分是低溫段上水管，多功能切換閥B接口到集熱器入水口之間的管道是中溫段上水管，集熱器出水口到儲(chǔ)熱水箱的進(jìn)水口之間的管道是高溫段上水管；水位控制裝置和溫壓控制裝置串接在上水管路中；其中下水管路是儲(chǔ)熱水箱出水口到多功能切換閥的D接口，C接口到熱水用水點(diǎn)。其中的儲(chǔ)熱水箱，包括三層結(jié)構(gòu)，分別是外殼、保溫層、內(nèi)膽，至少具有一個(gè)進(jìn)水口、一個(gè)出水口、透氣口和輔助接口。其中的集熱器，可以采用承壓集熱器或非承壓集熱器，至少具有一個(gè)入水口和出水口 ；可以采用平板集熱器或真空管帶聯(lián)箱的集熱器。本實(shí)用新型的工作原理描述，轉(zhuǎn)動(dòng)多功能切換閥面板的旋鈕至狀態(tài)一，即A、B、D三接口文氏管式連通，A接口連通文氏管的收縮段，D接口連通文氏管的喉頸段，B接口連通文氏管的擴(kuò)壓段。此狀態(tài)，系統(tǒng)處于上水加熱換熱儲(chǔ)熱過程。在儲(chǔ)熱水箱中未滿水和溫壓控制裝置連通的情況下，低溫度的自來水通過低溫段上水管流入A接口，流動(dòng)的水流由于文氏管的作用，在D接口處會(huì)產(chǎn)生低于大氣壓的負(fù)壓，從而引起吸水力，強(qiáng)大的吸力把儲(chǔ)熱水箱中的熱水吸出，和從A接口流入的自來水充分混合，形成一個(gè)中溫水，從B接口流出，進(jìn)入中溫段上水管，從集熱器的入口流入，把在集熱器已經(jīng)加熱到預(yù)定溫度的水全部置換進(jìn)入高溫段上水管和儲(chǔ)熱水箱中儲(chǔ)藏，中溫水被集熱器出口處串接的溫壓控制裝置截留水流停止流動(dòng)，中溫水滯留在集熱器中；集熱器不斷吸收太陽能，把集熱器中的中溫水水溫上升，當(dāng)水溫達(dá)到溫壓控制裝置的預(yù)定溫度的熱水時(shí)，溫壓控制裝置的兩端相通，水流又一次重新流動(dòng)，新進(jìn)入的中溫水置換掉集熱器中的高溫?zé)崴?，把高溫?zé)崴ㄟ^管道送入到儲(chǔ)熱水箱中儲(chǔ)藏，而新到達(dá)的中溫水，由于水溫沒有到達(dá)預(yù)定值，重新使得溫壓控制裝置兩端中斷流動(dòng)，如此往復(fù)直到儲(chǔ)熱水箱的水滿，水位控制裝置中斷上水管路為止。從系統(tǒng)狀態(tài)一的工作過程及原理我們可以了解到，本實(shí)用新型的換熱方式是一種全新的換熱方法，即不同于目前市場(chǎng)已經(jīng)使用的自然循環(huán)換熱或強(qiáng)制循環(huán)換熱，也不同于本專利人已經(jīng)提出的置換換熱。所謂自然循環(huán)換熱，就是依賴水本身溫度高低帶來的水密度的大小，形成熱水向上，冷水向下的換熱方式，熱水在上部，冷水在下部；所謂置換換熱就是依賴自來水本身的能量，用新進(jìn)入的冷水置換掉在集熱器中已經(jīng)加熱到預(yù)定溫度的熱水，自身滯留在集熱器中等待下一次的冷水置換。本實(shí)用新型的換熱它是一種利用依賴自來水的能量先從儲(chǔ)熱水箱中循環(huán)出部分相對(duì)低溫的熱水，與冷的自來水混合成中溫水，再用中溫水置換掉集熱器中已經(jīng)加熱到預(yù)定溫度的熱水，熱水進(jìn)入高溫段上水管或儲(chǔ)熱水箱中儲(chǔ)藏，中溫水滯留在集熱器中等待下一次的循環(huán)置換。因此這是一種循環(huán)置換換熱方式。在這種換熱方式中，因?yàn)槊看味际怯弥袦厮ブ脫Q掉在集熱器中已經(jīng)升到預(yù)定溫度的熱水，集熱器是把中溫水加熱到預(yù)定溫度的熱水，而不是直接把冷水加熱到預(yù)定溫度的熱水，這樣就大幅度降低集熱器每次加熱送定溫?zé)崴臅r(shí)間，也就是說這種換熱方式，熱水在高溫段上水管中停留的時(shí)間被大幅度縮短，同時(shí)也縮短中溫水在中溫段上水管中的停留時(shí)間。我們了解如果熱水只是快速流過管道后，雖然在流過管道時(shí)，熱量也會(huì)有所消耗，但如此的消耗人們是可以接受的，或者說沒有影響大局。由于本系統(tǒng)中的絕大部分的管路基本上都安裝在室內(nèi)，如果再對(duì)水管做一點(diǎn)保溫處理，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)，就充分得以體現(xiàn)，在沒有加任何外加能源的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)集熱器與儲(chǔ)熱水箱的長距離，如果水位控制裝置和溫壓控制裝置都采用機(jī)械結(jié)構(gòu)，則本實(shí)用新型在零功耗的狀態(tài)下完全實(shí)現(xiàn)集熱器與儲(chǔ)熱水箱之間的水平距離達(dá)到數(shù)十米遠(yuǎn)。對(duì)于分體太陽能熱水器，集熱器安裝在房屋的南面，而儲(chǔ)熱水箱安裝在熱水用水點(diǎn)的房屋北面的廚房和浴房就成為現(xiàn)實(shí)。對(duì)于分體太陽能熱水器這是一種非常大的突破，將對(duì)安裝分體太陽能熱水器的普及應(yīng)用有非常大的便利。由此可知，采用循環(huán)置換換熱的優(yōu)點(diǎn)是，一方面可以對(duì)儲(chǔ)熱水箱中，相對(duì)低溫一點(diǎn)的熱水重新加熱，使水箱的水溫溫度更加穩(wěn)定；另一方面，大幅度減少熱水在水管中的滯留時(shí)間，使得從集熱器到儲(chǔ)熱水箱的距離可以大大的延長。轉(zhuǎn)動(dòng)多功能切換閥的面板旋鈕到狀態(tài)二，A、C、D三接口文氏管式連通，即A接口連通收縮段，C接口連通擴(kuò)壓段，D接口連通喉頸段；此狀態(tài)系統(tǒng)處于用熱水，自來水通過水管流入A接口，在D接口處產(chǎn)生負(fù)壓，儲(chǔ)熱水箱的定溫?zé)崴晃隓接口，與A接口流入的自來水混合成為中溫?zé)崴畯腃接口流出。由于儲(chǔ)熱水箱中的熱水是定溫?zé)崴?，通過多功能切換閥的混合，在相對(duì)穩(wěn)定的水壓下，冷水與熱水的比例是固定的。這樣從C接口流出的水溫就可以是一個(gè)合適溫度的熱水，而且由于有高壓冷水的混入，流出的合適溫度熱水也有一個(gè)合適的出水壓力，此時(shí)多功能切換閥類似一個(gè)出水加壓閥。當(dāng)然如果要求更高的出水溫度或更高的出水壓力，本實(shí)用新型并不排斥在下水管路中串接一個(gè)電控水泵，或通過一個(gè)加壓裝置對(duì)儲(chǔ)熱水箱中的水進(jìn)行加壓送出。轉(zhuǎn)動(dòng)多功能切換閥的面板旋鈕到狀態(tài)三，A、B、C三接口以文氏式管式連通，即A接口連通收縮段，B接口連通喉頸段，C連通擴(kuò)壓段。此狀態(tài)系統(tǒng)處于吸水排空，分體太陽能熱水器由于集熱器和部分連接管道安裝在室外，就必須考慮集熱器和相連接管道的冬季防凍問題。本實(shí)用新型采用吸水排空方法，工作過程是這樣的，當(dāng)面板旋鈕轉(zhuǎn)到狀態(tài)三時(shí)，A接口流入的自來水，使得在B接口處產(chǎn)生負(fù)壓，B接口從原先狀態(tài)的正向壓力變成負(fù)壓，與B接口相連接的管道中的壓力也從正壓變成負(fù)壓，溫壓控制裝置中的入口壓力小于出口壓力，溫壓控制裝置的入口和出口相連通，由于溫壓控制裝置的出口通過高溫段上水管與儲(chǔ)熱水箱的進(jìn)水口相連接，而儲(chǔ)熱水箱通過透氣口與大氣連通。由此B接口通過負(fù)壓吸力把與B接口連通的管道中的水全部吸空，從而完成防凍。轉(zhuǎn)動(dòng)多功能切換閥的面板旋鈕到狀態(tài)四，A、D兩接口相連通。此狀態(tài)系統(tǒng)處于應(yīng)急供水狀態(tài)，本狀態(tài)考慮的是，連續(xù)多日沒有太陽，或水箱中的熱水量少不夠用，或短時(shí)間需要用多的熱水，集熱器來不及提供足夠的熱水。在這些情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)面板旋鈕到狀態(tài)四，從A接口流入的自來水，沒有通過集熱器，通過D接口直接流入到儲(chǔ)熱水箱中，水箱中冷水加入后，直接用儲(chǔ)熱水箱的輔助接口安裝的電加熱器給水箱內(nèi)的水加熱，也就是說此時(shí)，分體太陽能熱水器被當(dāng)作電熱水器來使用。[0017]本實(shí)用新型的有益效果是，一種全新的分體太陽能熱水器系統(tǒng)，包括儲(chǔ)熱水箱、集熱器、多功能切換閥、溫壓控制裝置、水位控制裝置和各部件之間的連接管道，各部件之間全部串形連接，系統(tǒng)只通過一個(gè)單一機(jī)械式的面板旋鈕操作實(shí)現(xiàn)上水加熱換熱儲(chǔ)熱、供定溫?zé)崴?、冬季防凍、?yīng)急供熱水四種工作狀態(tài)；系統(tǒng)采用一種全新的循環(huán)置換換熱，制熱速度快、換熱效率高，在零功耗情況下，使集熱器與儲(chǔ)熱水箱之間的距離可以達(dá)到目前分體太陽能熱水器相對(duì)應(yīng)距離的數(shù)十倍；采用單一的水介質(zhì)，直接換熱，極大降低系統(tǒng)的成本。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。


圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)連接示意圖。圖2是本實(shí)用新型多功能切換閥內(nèi)嵌在儲(chǔ)熱水箱中的系統(tǒng)連接示意圖。圖中101.儲(chǔ)熱水箱，102.集熱器，103.多功能切換閥，104.溫壓控制裝置，105.水位控制裝置，201.水箱進(jìn)水口，202.水箱出水口，203.透氣口，204.輔助接口，205.外殼，206.保溫層，207.水箱內(nèi)膽，210.集熱器入水口，211.集熱器出水口，212.溫壓控制入口，213.溫壓控制出口，220.水位控制入口，221.水位控制出口，222.水位檢測(cè)機(jī)構(gòu)，301.中溫段上水管，302.高溫段上水管，303.低溫段上水管，304.系統(tǒng)出水管。
具體實(shí)施方式
圖1中，溫壓控制裝置(104)和水位控制裝置(105)都擬采用機(jī)械結(jié)構(gòu)時(shí)的連接示意圖。低溫段上水管(303)連接到多功能切換閥(103)的A接口，多功能切換閥(103)的B接口連接到水位控制裝置(105)的水位控制入口(220)，水位控制出口(221)通過中溫段上水管(301)連接到集熱器(102)的集熱器入水口(210)，集熱器出水口(211)連接到溫壓控制裝置(104)的溫壓控制入口(212)，溫壓控制出口(213)通過高溫段上水管(302)連接到儲(chǔ)熱水箱(101)的水箱進(jìn)水口(201)，水箱出水口(202)連接到多功能切換閥(103)的D接口，多功能切換閥(103)的C接口連接系統(tǒng)出水管(304)到熱水應(yīng)用點(diǎn)。水位檢測(cè)機(jī)構(gòu)(222)采用水位高低檢測(cè)的，圖中采用虛線連接表示，該機(jī)構(gòu)安裝在儲(chǔ)熱水箱(101)的內(nèi)膽中，如果采用水壓大小來檢測(cè)的，則直接連接到水箱的一個(gè)底部出水接口上。儲(chǔ)熱水箱
(101)非承壓，需要一個(gè)透氣口(203)，為更加對(duì)儲(chǔ)熱水箱(101)的水溫進(jìn)行保溫，該透氣口(203)也可以安裝一個(gè)能自動(dòng)進(jìn)出氣的閥門，實(shí)現(xiàn)水箱內(nèi)氣壓高時(shí)放氣、水箱內(nèi)氣壓低時(shí)進(jìn)氣，實(shí)現(xiàn)更好鎖溫。圖中水箱的輔助接口(204)只畫了一個(gè)作為示意，但并不表示本實(shí)用新型的儲(chǔ)熱水箱(101)只能有一個(gè)輔助接口( 204)，實(shí)際情況儲(chǔ)熱水箱(101)的輔助接口往往有多個(gè)，如電輔助加熱接口、溢流口、水位表接口、水溫表接口等，本實(shí)用新型不排斥儲(chǔ)熱水箱(101)的輔助接口(204)的數(shù)量。圖示中，主要部件的功能描述，儲(chǔ)熱水箱(101)、集熱器(102)在太陽能熱水器行業(yè)中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，功能已經(jīng)被廣泛認(rèn)知，不再描述。本實(shí)用新型中的多功能切換閥
(103)主要的作用是通過面板旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)四個(gè)接口之間的連通和中斷，從而實(shí)現(xiàn)與四個(gè)接口連接的管路之間的不同連接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)不同的工作狀態(tài)以及狀態(tài)轉(zhuǎn)換。水位控制裝置(105)的主要作用是時(shí)刻檢測(cè)儲(chǔ)熱水箱(101)內(nèi)膽中的水位，儲(chǔ)熱水箱(101)水滿，則中斷與水位控制裝置(105)相串接的水路，儲(chǔ)熱水箱(101)不滿，則相應(yīng)水路始終連通；簡(jiǎn)單的說，就是儲(chǔ)熱水箱(101)不滿，上水加熱換熱儲(chǔ)熱工作一直進(jìn)行，水滿系統(tǒng)則停止這樣的工作。溫壓控制裝置(104)的主要有三大作用，作用一沒有達(dá)到預(yù)定溫度的水不允許進(jìn)入儲(chǔ)熱水箱(101)儲(chǔ)藏，只有達(dá)到預(yù)定溫度的水才允許進(jìn)入儲(chǔ)熱水箱(101)中儲(chǔ)藏，起到對(duì)系統(tǒng)的熱水進(jìn)行定溫，是置換換熱的開關(guān)；作用二當(dāng)溫壓控制裝置(104)的溫壓控制入口(212)相連管道的水失去壓力時(shí)，溫壓控制裝置(104)的溫壓控制入口(212)和溫壓控制出口(213)相連通，是吸力排空的通大氣的開關(guān)；作用三當(dāng)溫壓控制裝置(104)的溫壓控制入口(212)側(cè)，由于各種在非正常情況下，導(dǎo)致使管道壓力增大到非正常壓力范圍，溫壓控制裝置(104)的溫壓控制入口(212)和溫壓控制出口(213)連通泄壓，是系統(tǒng)的泄壓開關(guān)。工作原理描述，工作狀態(tài)一，轉(zhuǎn)動(dòng)多功能切換閥(103)的面板旋鈕，使得A、B、D三接口文氏管式連通，在儲(chǔ)熱水箱(101)中水沒有滿情況下，自來水通過A接口流入，在D接口吸入儲(chǔ)熱水箱(101)中的熱水，在多功能切換閥(103)中混合成中溫水，流入到水位控制裝置(105)后，進(jìn)入中溫段上水管(301)，流入到集熱器(102)的集熱器入口(210)，進(jìn)入集熱器(102)，到達(dá)集熱器出口(211)和溫壓控制裝置(104)的溫壓控制入口(212)，帶壓的中溫水的溫度沒有達(dá)到溫壓控制裝置(104)的預(yù)定溫度，中溫水到此不再流動(dòng)，等待集熱器
(102)吸收太陽能升溫，當(dāng)集熱器(102)內(nèi)部的水溫達(dá)到溫壓控制裝置(104)的預(yù)定溫度，在自來水的壓力下，水流重新開始流動(dòng)，中溫水進(jìn)入到集熱器(102)中，把已經(jīng)加熱到預(yù)定溫度的水，置換進(jìn)入高溫段上水管(302)和儲(chǔ)熱水箱(101)中儲(chǔ)藏，新進(jìn)入的中溫水滯留在集熱器(102)中，等待下一次的循環(huán)置換，直到儲(chǔ)熱水箱(101)中的水滿，引起水位控制裝置(105)中斷水路為止。以上就是一個(gè)完整循環(huán)置換換熱的全過程，每一次的換熱，都從儲(chǔ)熱水箱(101)中循環(huán)出部分已經(jīng)加熱在水箱中儲(chǔ)藏的相對(duì)低溫?zé)崴托铝魅氲睦渥詠硭旌虾笞兂芍袦厮?，然后用混合后的中溫水去置換掉在集熱器(102)中已經(jīng)被加熱到預(yù)定溫度的熱水。此換熱方法的優(yōu)點(diǎn)是，由于每次集熱器(102)需要升溫的溫度減小，置換的速度加快，使得熱水在管中駐留時(shí)間縮短，從而使得相應(yīng)的管道可以被極大的延長。一次循環(huán)置換換熱過程，就是系統(tǒng)一個(gè)完整的上冷水、混熱水預(yù)加溫、集熱器吸收太陽能繼續(xù)加熱到預(yù)定溫度、換熱、定溫送熱水、儲(chǔ)藏?zé)崴ぷ鬟^程。圖中為細(xì)實(shí)箭頭線所示。轉(zhuǎn)動(dòng)多功能切換閥(103)的面板旋鈕，到狀態(tài)二，A、C、D三接口文氏管式連通，A接口流入的自來水帶動(dòng)從D接口的熱水，混合后從C接口流出，進(jìn)入用熱水的管道使用。一方面使從C接口出來的混合熱水具有壓力，另一方面定溫的高熱水，通過混入的自來水成為一種合適使用的熱水。當(dāng)然為了增加水溫，在C接口管路中可以串接一臺(tái)電控水泵來增加水的壓力，或通過給儲(chǔ)熱水箱(101)增加出水壓力來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)處于用熱水。轉(zhuǎn)動(dòng)多功能切換閥(103 )的面板旋鈕，到狀態(tài)三，A、B、C三接口文氏管式連通，B接口的負(fù)壓，使得溫壓控制裝置(104)的溫壓控制入口(212)和溫壓控制出口(213)相連通，與B接口相連接的管路通過儲(chǔ)熱水箱(101)的透氣口(203)與大氣連通，由此把與B接口相連接的管路全部吸力排空。系統(tǒng)處于防凍中。見圖示中的虛帶箭頭線。轉(zhuǎn)動(dòng)多功能切換閥(103)的面板旋鈕，到狀態(tài)四，A、D兩接口連通，從A接口流入的自來水直接流入到D接口的儲(chǔ)熱水箱(101)中，然后利用儲(chǔ)熱水箱(101)的電輔助加熱裝置進(jìn)行應(yīng)急加熱供應(yīng)熱水。圖2是本實(shí)用新型中的多功能切換閥(103)內(nèi)嵌在儲(chǔ)熱水箱(101)的保溫層中的連接示意圖，多功能切換閥(103)的面板旋鈕安裝在儲(chǔ)熱水箱(101)的外殼面板上。工作原理與
圖1相同，因此不再做詳細(xì)描述。
圖1與圖2的水位控制裝置(105)和溫壓控制裝置(104)都是采用機(jī)械結(jié)構(gòu)時(shí)的連接示意圖，對(duì)于采用與電磁閥進(jìn)行組合的連接，水位控制裝置(105)和溫壓控制裝置
(104)在上水管路中的具體連接位置會(huì)有不同，但連接后，工作原理是類似的，對(duì)于水位控制裝置(105)就是依據(jù)檢測(cè)儲(chǔ)熱水箱中的水是否滿控制上水管路對(duì)應(yīng)的電磁閥是中斷還是連通，對(duì)于溫壓控制裝置(104)就是依據(jù)檢測(cè)集熱器出口處的水溫是否達(dá)到預(yù)定溫度控制對(duì)應(yīng)的電磁閥是導(dǎo)通還是關(guān)閉。由于工作原理類似，不再畫連接示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，但并不意味本實(shí)用新型不包含這樣的架構(gòu)連接。綜上所述，一種全新的分體太陽能熱水器系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用一個(gè)機(jī)械的多功能切換閥、一個(gè)溫壓控制裝置和一個(gè)水位控制裝置，通過管道把太陽能熱水器的兩大部件儲(chǔ)熱水箱和集熱器進(jìn)行串形連接，采用單一的水介質(zhì)，集熱器和儲(chǔ)熱水箱之間采用一種全新的循環(huán)置換換熱方式，系統(tǒng)制熱速度快，換熱效率高，而且可以零功耗，實(shí)現(xiàn)集熱器與水箱的距離延長數(shù)十倍，系統(tǒng)成本比常規(guī)使用防凍液的分體太陽能熱水器降低近50% ;單一面板的旋鈕實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)上水、定溫加熱、換熱、定溫送水、遠(yuǎn)距離輸送熱水、儲(chǔ)藏?zé)崴?，定溫使用熱水，徹底的吸空防凍，緊急情況下的應(yīng)應(yīng)急用熱水。系統(tǒng)具有無比的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，具有推廣使用的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)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1.一種全新的分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是系統(tǒng)包括儲(chǔ)熱水箱、集熱器、多功能切換閥、溫壓控制裝置、水位控制裝置和各部件之間的連接管道；系統(tǒng)中的管道包括上水管路和下水管路，溫壓控制裝置和水位控制裝置都串接在上水管路中，多功能切換閥其中的兩接ロ連接在上水管路，另兩接ロ連接在下水管路；各部件通過上水管路和下水管路構(gòu)成ー個(gè)環(huán)形連接；溫壓控制裝置依據(jù)檢測(cè)集熱器出口處的溫度是否達(dá)到預(yù)定溫度來控制上水管路中水的流動(dòng)和停止，水位控制裝置依據(jù)檢測(cè)儲(chǔ)熱水箱中的水是否滿來控制上水管路是關(guān)閉還是導(dǎo)通；儲(chǔ)熱水箱與集熱器是兩個(gè)獨(dú)立體，通過管道串行連接，兩者之間采用循環(huán)置換換熱方式；多功能切換閥可以獨(dú)立存在也可以鑲嵌在儲(chǔ)熱水箱的保溫層中與水箱構(gòu)成ー體，多功能切換閥的轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕安裝在面板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種全新的分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的多功能切換閥，具有四個(gè)接ロ，分別是A、B、C、D接ロ，閥體內(nèi)置一個(gè)文氏管和相應(yīng)的導(dǎo)通孔，閥芯上有導(dǎo)水槽，通過閥體面板上的旋鈕的轉(zhuǎn)動(dòng)不同的角度，帶動(dòng)導(dǎo)水槽閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，形成各個(gè)導(dǎo)通孔之間的連接和中斷，從而使四個(gè)接ロ A、B、C、D之間形成多種通斷關(guān)系，引起各水路之間的通斷，構(gòu)成系統(tǒng)的多種工作狀態(tài)；文氏管為ー個(gè)相向的雙喇叭管狀通道分三段，兩喇叭的相向?qū)硬课粸楹眍i段，大角度喇叭為收縮段，小角度喇叭為擴(kuò)壓段；A接ロ連通收縮段，狀態(tài)一，A、B、D三接ロ以文氏管式連通，B接ロ連通擴(kuò)壓段，D接ロ連通喉頸段；狀態(tài)ニ，A、C、D三接ロ文氏管式連通，C接ロ連通擴(kuò)壓段，D接ロ連通喉頸段；狀態(tài)三，A、B、C三接ロ以文氏式管式連通，B接ロ連通喉頸段，C連通擴(kuò)壓段；狀態(tài)四，A與D連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種全新的分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的多功能切換閥另一種結(jié)構(gòu)是采用普通的四接ロ切換閥與外置的文氏管、水路開關(guān)連接，構(gòu)成ー個(gè)整體來實(shí)現(xiàn)多功能切換閥的所有狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種全新的分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的水位控制裝置，包含一個(gè)串聯(lián)在水路中的水路開關(guān)和一個(gè)安裝在儲(chǔ)熱水箱內(nèi)或外的水位檢測(cè)機(jī)構(gòu)，水位檢測(cè)機(jī)構(gòu)與水路開關(guān)可以是ー個(gè)整體，也可以分體，無論是一體或是分體，兩者是關(guān)聯(lián)配合來完成相應(yīng)地動(dòng)作，依據(jù)檢測(cè)儲(chǔ)熱水箱中的水位滿或不滿來決定水路開關(guān)是關(guān)閉中斷水路還是打開連通水路；該裝置可采用機(jī)械的水位控制閥、或水位開關(guān)和電磁閥組合、或水位傳感器和電磁閥及控制器的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種全新的分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的溫壓控制裝置，串接在上水水路中，至少有ー個(gè)入水口和出水ロ，該裝置包含水路開關(guān)、溫感器、壓感器，一方面能根據(jù)溫感器處的溫度是達(dá)到預(yù)定溫度或沒有達(dá)到預(yù)定溫度自動(dòng)控制關(guān)聯(lián)水路開關(guān)的連通或中斷，另ー方面能根據(jù)系統(tǒng)工作狀態(tài)是上水加熱或防凍排空狀態(tài)的壓カ變化自動(dòng)控制關(guān)聯(lián)水路開關(guān)的中斷或連通；該裝置采用機(jī)械結(jié)構(gòu)可以是ー個(gè)單體綜合閥，也可以用ー個(gè)溫度控制閥與自恢復(fù)壓感單向閥的相向并行連接的組合；或采用溫空開關(guān)和電磁閥的組合，或采用溫度傳感器、電磁閥和控制器的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種全新的分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的上水管路，根據(jù)管路中水流的溫度分成三段，多功能切換閥A接口前面的部分是低溫段上水管，多功能切換閥B接ロ到集熱器入水ロ之間的管道是中溫段上水管，集熱器出水ロ到儲(chǔ)熱水箱的進(jìn)水口之間的管道是高溫段上水管；水位控制裝置和溫壓控制裝置串接在上水管路中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種全新的分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的下水管路是儲(chǔ)熱水箱出水ロ到多功能切換閥的D接ロ，C接ロ到熱水用水點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種全新的分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的儲(chǔ)熱水箱，包括三層結(jié)構(gòu)，分別是外殼、保溫層、內(nèi)膽，至少具有ー個(gè)進(jìn)水口、ー個(gè)出水ロ、透氣口和輔助接ロ。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種全新的分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的集熱器，可以采用承壓集熱器或非承壓集熱器，至少具有ー個(gè)入水口和出水ロ ；可以采用平板集熱器或真空管帶聯(lián)箱的集熱器。
專利摘要一種全新的分體太陽能熱水器系統(tǒng)，包括儲(chǔ)熱水箱、集熱器、多功能切換閥、溫壓控制裝置、水位控制裝置和各部件之間的連接管道，系統(tǒng)只通過一個(gè)單一機(jī)械式的面板旋鈕操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上水加熱換熱儲(chǔ)熱、供定溫?zé)崴?、冬季防凍、?yīng)急供熱水四種工作狀態(tài)；系統(tǒng)采用一種全新的循環(huán)置換換熱，采用單一的水介質(zhì)，直接換熱，極大降低系統(tǒng)的成本，制熱速度快、換熱效率高，在零功耗情況下，使集熱器與儲(chǔ)熱水箱之間的距離可以達(dá)到目前分體太陽能熱水器相對(duì)應(yīng)距離的數(shù)十倍。系統(tǒng)成本比常規(guī)使用防凍液的分體太陽能熱水器降低近50％；具有良好的性價(jià)比，推廣使用的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F24J2/04GK202869018SQ20122057068
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者徐何燎 申請(qǐng)人:徐何燎