CN100458304C - 双管式即开即用型太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双管式即开即用型太阳能热水器，其水路分上下两根水管，上水管装有上水电磁阀和测温探头，水箱中的电加热器由温控调节仪控制，下水管上依次装有管道电加热器、增压泵和热水用水阀，下水管与上水管之间接有循环管道构成一个回路，循环电磁阀安装在循环管道上；电路部分为测温探头、温度传感器和测温传感器连接温控调节仪，液位传感器和上水电磁阀连接自动控制仪，时控开关与温控调节仪连接，温控调节仪与增压泵、循环电磁阀连接，自动控制仪与上水电磁阀连接。本发明解决了以往太阳能供水温度不可调节和应急用水的问题，通过增压泵、循环电磁阀及循环保温管道的设置，保证出水具有较高水压，防冻防裂，节约了用水。

Description

双管式即开即用型太阳能热水器

一、技术领域：

本发明涉及一种热水器，具体的说一种双管式即开即用型太阳能热水器。

二、背景技术：

太阳能热水器目前已经在很多领域普遍使用，现有技术中的太阳能热水器一般包括水箱、真空集热管、上下水共用的水管及阀门，水箱和真空集热管安装在楼顶或阳台上，并通过水管与室内的用水点连接，阀门则安装在水管相应的位置，有些比较高档的太阳能热水器为了在冬天或阴雨天也能使用，还在水箱中安装有电加热器。但是上述这些太阳能热水器因受集热面积、光照、上下水共用单管、安装位置及气候条件等影响，存在如下问题：

1、夏季、冬季产水的温度不均，夏季产水温度过高而冬季产水温度过低；

2、晴天、阴天产水温度不均，阴天产水温度过低；

3、在楼顶安装的太阳能热水器其下水压力完全利用高度压差获得，造成顶楼至底楼的下水压力是梯次递增，顶楼压力很小影响正常使用；而安装在阳台上的太阳热水器，同样由于压力问题而不能正常运行；

4、在冬季室外温度低于零度时，上下水共用的单管太阳能热水器的水管经常冻堵冻裂造成漏水；

5、快速使用性能无法和电、燃气热水器相比，特别是无法如燃气热水器那样做到即开即用；

6、由于管道较长，特别对于底楼用户，在使用中必须先放出大量冷水后才能得到热水，浪费了大量水资源。

7、单独使用太阳能热水器，供水量无法满足应急太容量的需求，即使是加装了电加热器的太阳能热水器也要加热长达4-5小时以后才能供水。

三、发明内容：

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术中的不足之处，提供一种可以使太阳能热水器在不同状态下都能满足使用需求的全能家、商、工用的双管式即开即用型太阳能热水器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种双管式即开即用型太阳能热水器，它包括水箱、支架、真空集热管，所述水箱支撑在支架上，真空集热管安装在水箱上并与水箱连通，其特征是：太阳能热水器还包括上水管、下水管、水箱液位传感器及温度传感器、电加热器、管道电加热器、增压泵、循环电磁阀、上水电磁阀、自动控制仪、温控调节仪和时控开关；水路部分为上水管一端连接水源，另一端连接水箱，在上水管的入水口后装有上水电磁阀，上水管的室外段装有测温探头，电加热器安装在水箱中并由温控调节仪控制，水箱液位传感器及温度传感器安装在水箱对应位置，下水管一端连接水箱，另一端连接室内用水点，在水箱与下水管连接处装有水箱测温传感器，在下水管上依次装有管道电加热器、增压泵和热水用水阀，在增压泵和热水用水阀间的下水管与上水管之间接有循环管道从而构成一个回路，循环电磁阀安装在该循环管道上；电路部分为测温探头、水箱温度传感器和水箱测温传感器分别连接温控调节仪，水箱液位传感器和上水电磁阀分别连接自动控制仪，时控开关与温控调节仪相连接用于控制温控调节仪定时开闭，温控调节仪分别与增压泵、循环电磁阀连接实现对它们的控制，自动控制仪与上水电磁阀连接实现对其的控制。所述上水管可以接在水箱上方，而下水管接在水箱下方，这样有利于水箱中水的对流加热，并使出水温度均匀。

本发明的结构特点是：1、在上水系统中设有自动控制仪，水箱中的液位传感器信号输出端及上水电磁阀控制电路分别接入该自动控制仪。当液位传感器检测不到水位时，自动控制仪会接通上水电磁阀电源打开电磁阀进水，当液位传感器检测到水满时则通过自动控制仪切断电磁阀电源从而停止上水，此外自动控制仪还可以自动显示水温和水位以便于操作人员检查及调整参数。2、太阳能系统中热水管、冷水管，相互独立，并可以循环利用。3、系统中由于在热水管道设置了增压泵，使热水管道承压，而冷水管道仍维持常压。4、除太阳热水器水箱中有电加热补偿器外、还有一管道电加热器安装在太阳能水箱出水口到室内用水管的管道上。5、系统只用上、下水管(双管)不用溢流管。6泵、电磁阀，管路保温采用温控调节仪和时控开关全自动控制；7、太阳能热水器的下水管末端通过电磁阀和上水管路联通，当系统检测到上水管路中温度低于设定值时，联通电磁阀自动打开利用热水管路承压、冷水管路常压使管路循环，达到使用水温水压都可以控制的目的；8、电加热和其它执行元件通过时控和温控双重控制；9、整个系统形成闭环集中供热水中心可供家用及工业用水等大型太阳产热水系统。与已有技术相比本发明的效果体现在：

1、本发明通过热水器和电加热器时控和温控互补后保证了供水量和温度，解决了以往太阳能供水温度不可调节和应急用水的问题，解决了以往普通光电互补太阳能热水器完全依赖使用者手动控制电加热，存在不安全隐患，以及无序加热浪费电能的问题。

2、本发明通过增压泵、循环电磁阀及循环保温管道的设置，从而保证热水在使用中始终具有较高水压，即使太阳能热水器安装在阳台或相对高度较低的场所也能保证出水的高水压，

3、通过循环电磁阀及循环保温管道的设置，当上水管室外段温度降低到设定值时，温控系统控制电磁阀工作，将下水管道中的热水接入上水管中，防止了管道冻堵、冻裂的现象发生。

4、在下水管道中设置管道电加热器，克服了下水管道较长，散热较多，每次使用前必须先放掉大量冷水的缺陷，节约了用水，实现了即开即热的功能，并且管道电加热器由温控系统控制使用水端水温可调节。

5、利用时间控制系统合理分配太阳能和电能交替加热，解决了以往太阳能热水器在光能和电能使用中的不充分利用光能的问题。

6、通过温控、水控，保证自动上水关水，温度可设定。

四、附图说明：

图1为本发明结构示意图。

五、具体实施方式：

具体实施方式：

参见图1，本发明所述的一种双管式即开即用型太阳能热水器，它包括水箱11、支架、真空集热管、上水管1、下水管2、电加热器10、增压泵6、循环电磁阀5、上水电磁阀4、温控调节仪、时控开关、自动控制仪，其中水箱11支撑在支架上，真空集热管安装水箱11上并与水箱连通，在水箱11上部还开有通气孔15。上水管1一端连接水源，另一端连接水箱11，在上水管1的入水口后装有上水电磁阀4，上水管1的室外段装有测温探头8，电加热器10安装在水箱11中并由温控调节仪控制，水箱液位传感器9及温度传感器17安装在水箱11对应位置，下水管2一端连接水箱11，另一端连接室内用水点14，在水箱11与下水管2连接处装有水箱测温传感器13，在下水管2上依次装有管道电加热器16、增压泵6和热水用水阀7，在增压泵6和热水用水阀7间的下水管与上水管之间接有循环管道3从而构成一个回路，循环电磁阀5安装在该循环管道3上，电路部分的测温探头8及和水箱温度传感器17和水箱测温传感器13分别连接温控调节仪，水箱液位传感器9和上水电磁阀4分别连接自动控制仪，时控开关与温控调节仪相连接用于控制温控调节仪定时开闭，温控调节仪分别与增压泵6、循环电磁阀5连接实现对它们的控制，自动控制仪与上水电磁阀4连接实现对其的控制。温控调节仪是一种通过热电偶、移相触发可控硅、输出继电器、信号传输线等组成的电源开关，当电源送到仪表后，仪表在上限和下限时关闭或输出电源控制执行电路中的水泵和电加热器的交流接触器吸合或关闭。本实施例中的温控调节仪可以采用了上海敏佳仪表三厂生产的XMT-122型，自动控制仪可以采用浙江铜乡市比华丽电子科技有限公司生产的B320型；温控调节仪还可以加设用于定时测量水箱及上水管室外温度的时控开关，时控开关可以采用浙江温州正泰集团公司生产的KG316T型。该型号时控开关的使用方法是：在装入电池后按取消恢复键四次取消锁定功能，按时钟键一次，然后分别按校星期和校分键调整当前时间确认后，液晶显示为当前时间，再按定时键液晶显示下方显示ON字样后再按校时和校分键输入启动时间，利用时控开关1、2进和3、4出这几个端口在设定时间内把电源送给温控调节仪。

工作方式：①系统合闸后，测量探头9检测到太阳能水箱11缺水，则通过自动控制仪打开电磁阀4向水箱补水，水满后自动停止；②水箱内容水通过集热管升温，当温度升到系统设定值时热水增压泵6打开向热水管道2增压供水，当热水管道2压力达到设定值时泵停止工作；③系统通过管道测温点8检测到上水管道温度低于设定值时循环电磁阀5打开，通过循环管道3把冷水管道中冷水循环进水箱11，并将下水管道2中的热水补充至上水管道1，使管道中充满热水从而防止水管结冰，当管道温度达到设定值时停止；④当太阳能水箱上水电磁阀4工作时，电路锁定循环电磁阀5、增压泵6及电加热器10使它们不工作；⑤系统利用时空开关在每天设定时间时检测水箱温度(检测点13)，当没达到设定值时，电加热器10工作，达到设定温度时停止。⑥循环电磁阀5在测温探头8测量管道中水温低于设定值时，并且水箱测温传感器13检测到水箱中的水温达到设定值时起动，当管道温度低于设定值时水箱中水温达不到设定值时系统接通管道电加热器继续起动，当管道温度达到设定值时停止。⑦循环管道3为热水冷水联通管道，通过循环电磁阀5的通断把原来管道中的冷水和二次使用时的温水循环回水箱既节约了水、提高了热效率又防止了管道冻、堵问题。

工作过程如下：

1、上水工作过程：当自动控制仪通过液位传感器9检测到太阳能水箱11内水位达不到设定要求时，自动控制仪打开上水电磁阀4，自来水通过上水管道1向水箱11加水，水位达到设定要求值时关闭上水电磁阀4，上水工作停止。以后在通电的状态下水箱缺水时系统会自动补水，水满自停，无需专人值守。

2、太阳能热水系统产热水工作过程：水箱水满自停后，白天太阳光照使通过太阳能集热真空管吸热，真空管里的热水通过对流使水箱中的水温度升高，当每天中午12点和下午5点两个时段或设定时间通过水箱测温传感器13检测水箱中的水温是否正常，即光照强度是否达到要求，如达不到设定温度，温控调节仪会自动起动电加热器10对水箱进行补偿性加温，达到设定值时停止电加热10工作，太阳能产热水工作过程停止。

3、系统出热水过程：当水箱测温传感器13检测到水箱中水温达到温控调节仪设定值时，温控调节仪启动增压泵6工作向热水系统增压供水，当压力达到设定值时停止增压泵6，打开热水用水阀7即可用取设定温度压力舒适的热水。

4、管道冷水处理工作过程：当水箱温度达到设定值时，温控调节仪打开热水增压泵6的时候同时把电源输出给循环电磁阀5，此时如果测温探头8检测到管道温度低于设定值，则循环电磁阀5打开工作，由于热水管道中增压后存在一守的压力，当循环电磁阀5打开后，水箱中的热水通过热水管道2增压泵6循环管3循环电磁阀5上水管道1形成闭环循环系统，当管道中温度达到设定值时，电磁阀5停止工作。

5、二十四小时供水模式：当用户打开自控仪上二十四小时供水开关时，安装在下水管道上的增压泵直接起动，管道电加热器的电源电路受温控调节仪控制，当流经管道的水温度达到设定要求时管道加热器不工作，达不到设定的温度时管道电加热器工作，但因水还是来自太阳能水箱的水，所以不但保证及时供水且达到节能的作用。

Claims (2)

1、一种双管式即开即用型太阳能热水器，它包括水箱(11)、支架、真空集热管，所述水箱(11)支撑在支架上，真空集热管安装在水箱上并与水箱连通，其特征是：太阳能热水器还包括上水管(1)、下水管(2)、水箱液位传感器(9)及温度传感器(17)、电加热器(10)、管道电加热器(16)、增压泵(6)、循环电磁阀(5)、上水电磁阀(4)、自动控制仪、温控调节仪和时控开关；水路部分为上水管(1)一端连接水源，另一端连接水箱(11)，在上水管(1)的入水口后装有上水电磁阀(4)，上水管(1)的室外段装有测温探头(8)，电加热器(10)安装在水箱(11)中并由温控调节仪控制，水箱液位传感器(9)及温度传感器(17)安装在水箱(11)对应位置，下水管(2)一端连接水箱(11)，另一端连接室内用水点(14)，在水箱(11)与下水管(2)连接处装有水箱测温传感器(13)，在下水管(2)上依次装有管道电加热器(16)、增压泵(6)和热水用水阀(7)，在增压泵(6)和热水用水阀(7)间的下水管(2)与上水管(1)之间接有循环管道(3)从而构成一个回路，循环电磁阀(5)安装在该循环管道(3)上；电路部分为测温探头(8)、水箱温度传感器(17)和水箱测温传感器(13)分别连接温控调节仪，水箱液位传感器(9)和上水电磁阀(4)分别连接自动控制仪，时控开关与温控调节仪相连接用于控制温控调节仪定时开闭，温控调节仪分别与增压泵(6)、循环电磁阀(5)连接实现对它们的控制，自动控制仪与上水电磁阀(4)连接实现对其的控制。

2、根据权利要求1所述的双管式即开即用型太阳能热水器，其特征是：所述上水管接在水箱上方，下水管接在水箱下方。

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