本發(fā)明涉及一種太陽能熱水器排空閥系統(tǒng)及方法，屬于能源與動力領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著傳統(tǒng)能源成本的不斷上升及環(huán)境的持續(xù)惡化，太陽能技術(shù)在生活中得到了越來越多的應(yīng)用，其中太陽能熱水器作為一種潔凈能源熱水器，有著其他類型熱水器無法比擬的諸多優(yōu)點，不但節(jié)省常規(guī)能源，低污染，幾乎無廢棄物，同時運行費用低，使用壽命長。太陽能熱水器在使用中同樣存在一些問題，在建筑樓層較高而用戶樓層較低的情況下，太陽能熱水器上水管道長。一方面，當(dāng)用戶使用熱水時需要放掉管道中的冷水，浪費水資源，而且需要等待一段時間才接到熱水；另一方面，在低溫環(huán)境，上水管道中殘留的水容易結(jié)冰，使水管凍裂。解決這些問題將有利于太陽能熱水器的推廣使用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提出一種節(jié)水、防凍的太陽能熱水器排空閥系統(tǒng)及方法。
該太陽能熱水器排空閥系統(tǒng)包括電磁閥，儲水箱，熱水龍頭，熱水閥門，風(fēng)機，止回閥，四通，冷水閥門，水泵。
儲水箱頂部安裝有安全閥，儲水箱一側(cè)頂部連接有溢流管，另一側(cè)底部通過電磁閥，由上水管道與四通第一接口相連；熱水龍頭通過熱水閥門與四通第二接口相連；風(fēng)機入口與大氣相連，出口通過止回閥與四通第三接口相連；水泵入口與自來水管道相連，出口通過冷水閥門與四通第四接口相連。
其中四個閥門均是常閉閥門，電磁閥受冷水閥門，熱水閥門和風(fēng)機控制，冷水閥門和熱水閥門開啟控制電磁閥開啟，關(guān)閉冷水閥門和熱水閥門電磁閥不響應(yīng)，風(fēng)機開啟控制電磁閥門延時關(guān)閉，關(guān)閉風(fēng)機，電磁閥門不響應(yīng)。
系統(tǒng)工作時，包括四種工作模式，上水、上水后排空、用水和用水后排空。
一、上水過程：初始狀態(tài)冷水閥門關(guān)閉，熱水閥門關(guān)閉，電磁閥門關(guān)閉，安全閥關(guān)閉。
給儲水箱上水時，開啟冷水閥門，進而控制電磁閥門開啟，接著開啟水泵，將水泵入儲水箱中，儲水箱內(nèi)部壓力過大時，氣體通過安全閥排出。水泵開啟一段時間后，儲水箱內(nèi)有足夠多的水，將會有水進入溢流管，然后關(guān)閉冷水閥和水泵。電磁閥不做響應(yīng)，保持開啟狀態(tài)，上水管內(nèi)充滿水。此時冷水閥門關(guān)閉，熱水閥門關(guān)閉，電磁閥門開啟，安全閥關(guān)閉。
二、上水后排空過程：
上水后冷水閥門關(guān)閉，熱水閥門關(guān)閉，電磁閥門開啟，安全閥關(guān)閉。
排空過程，開啟風(fēng)機，通過風(fēng)機將水柱壓入儲水箱。風(fēng)機開啟的同時，控制電磁閥門延時關(guān)閉，此時上水管道內(nèi)的水柱被排入儲水箱，空氣充滿上水管道。此時冷水閥門關(guān)閉，熱水閥門關(guān)閉，電磁閥門關(guān)閉，安全閥關(guān)閉。
三、用水過程：
用水前處于排空狀態(tài)，冷水閥門關(guān)閉，熱水閥門關(guān)閉，電磁閥門關(guān)閉，安全閥關(guān)閉。
用戶用水時，開啟熱水閥門和冷水閥門，進而控制電磁閥門開啟，儲水箱內(nèi)的熱水在重力的作用下流入管道，與從冷水閥門進入的冷水摻混。摻混后的溫水通過水龍頭排出。熱水閥門只控制電磁閥門的開啟，不能控制其關(guān)閉，用戶在用水狀態(tài)可以多次開啟和關(guān)閉熱水閥門。此時冷水閥門開啟，熱水閥門可以處于開啟也可以處于關(guān)閉狀態(tài)，電磁閥門開啟，安全閥關(guān)閉。
四、用水后排空過程
用水時冷水閥門開啟，熱水閥門可以處于開啟也可以處于關(guān)閉狀態(tài)，電磁閥開啟，安全閥關(guān)閉。
不需要用水時關(guān)閉冷水閥門和熱水閥門，開啟風(fēng)機，通過風(fēng)機將水柱壓入儲水箱。風(fēng)機開啟的同時，控制電磁閥門延時關(guān)閉，上水管道內(nèi)的水柱被排入儲水箱，空氣充滿上水管道。排空后各閥門均處于關(guān)閉狀態(tài)。
上述太陽能熱水器排空閥系統(tǒng)通過在常規(guī)的太陽能熱水器系統(tǒng)中增加風(fēng)機部分和電磁閥，通過控制閥門和風(fēng)機，可以將上水管道中的水柱排入儲水箱，用空氣充滿上水管道，用戶使用熱水時，不必先放出冷水，而是排走空氣，這既減少了等待時間又節(jié)約了水資源。同時上水管道內(nèi)充滿空氣，這也能夠有效避免在低溫環(huán)境下由于水柱結(jié)冰導(dǎo)致的水管凍裂。該系統(tǒng)特別適合建筑樓層較高且用戶樓層較低的場合。
附圖說明
附圖1是本發(fā)明提出的太陽能熱水器排空閥系統(tǒng)示意圖；
圖中標(biāo)號名稱：1.電磁閥，2.儲水箱，3.安全閥，4溢流管，5.水龍頭，6.熱水閥門，7.風(fēng)機，8.止回閥，9.四通，10.冷水閥門，11.水泵。
具體實施方式
下面參照附圖說明系統(tǒng)的工作過程。
系統(tǒng)工作時，包括四種工作模式，上水、上水后排空、用水和用水后排空。
一、上水過程：初始狀態(tài)冷水閥門10關(guān)閉，熱水閥門6關(guān)閉，電磁閥門1關(guān)閉，安全閥3關(guān)閉。
給儲水箱2上水時，開啟冷水閥門10，進而控制電磁閥門1開啟，接著開啟水泵11，將水泵入儲水箱中，儲水箱2內(nèi)部壓力過大時，氣體通過安全閥3排出。水泵11開啟一段時間后，儲水箱2內(nèi)有足夠多的水，將會有水進入溢流管4，然后關(guān)閉冷水閥10和水泵11。此時電磁閥1不做響應(yīng)，保持開啟狀態(tài)，上水管內(nèi)充滿水。此時冷水閥門10關(guān)閉，熱水閥門6關(guān)閉，電磁閥門1開啟，安全閥3關(guān)閉。
二、上水后排空過程：
上水后冷水閥門10關(guān)閉，熱水閥門6關(guān)閉，電磁閥門1開啟，安全閥3關(guān)閉。
排空過程，開啟風(fēng)機7，通過風(fēng)機將水柱壓入儲水箱2。風(fēng)機7開啟的同時，控制電磁閥門1延時關(guān)閉，此時上水管道內(nèi)的水柱被排入儲水箱2，空氣充滿上水管道。此時冷水閥門10關(guān)閉，熱水閥門6關(guān)閉，電磁閥門1關(guān)閉，安全閥3關(guān)閉。
三、用水過程：
用水前處于排空狀態(tài)，冷水閥門10關(guān)閉，熱水閥門6關(guān)閉，電磁閥門1關(guān)閉，安全閥3關(guān)閉。
用戶用水時，開啟熱水閥門6和冷水閥門11，進而控制電磁閥門1開啟，儲水箱2內(nèi)的熱水在重力的作用下流入管道，與從冷水閥門10進入的冷水摻混。摻混后的溫水通過水龍頭5排出。熱水閥門6只控制電磁閥門1的開啟，不能控制其關(guān)閉，用戶在用水狀態(tài)可以多次開啟和關(guān)閉熱水閥門6。此時冷水閥門10開啟，熱水閥門6可以處于開啟也可以處于關(guān)閉狀態(tài)，電磁閥門1開啟，安全閥3關(guān)閉。
四、用水后排空過程
用水時冷水閥門10開啟，熱水閥門6可以處于開啟也可以處于關(guān)閉狀態(tài)，電磁閥1開啟，安全閥3關(guān)閉。
不需要用水時關(guān)閉冷水閥門10和熱水閥門6，開啟風(fēng)機7，通過風(fēng)機7將水柱壓入儲水箱2。風(fēng)機7開啟的同時，控制電磁閥門1延時關(guān)閉，上水管道內(nèi)的水柱被排入儲水箱2，空氣充滿上水管道。排空后各閥門均處于關(guān)閉狀態(tài)。