CN101424456B - 分舱式太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分舱式太阳能热水器，水箱内按顺序设互相独立的进水舱(10)、温水舱(12)及热水舱(15)，进水舱(10)、温水舱(12)及热水舱(15)均装有集热管(30)，所述的进水舱(10)和温水舱(12)之间、温水舱(12)和热水舱(15)之间，分别采用热水导流器(11、14)连通。采用上述技术方案，减小了热水和冷水的混合速率，使热水得到充分利用；即开即有热水；集热水管和整个热水器更安全；解决了安装位置低，水压不够的问题。

Description

分舱式太阳能热水器

技术领域

本发明属于太阳能利用的技术领域，具体地说，本发明涉及一种分舱式太阳能热水器。

背景技术

随着太阳能集热技术不断发展、日趋成熟，太阳能热水器开始进入千家万户。太阳能热水器具有节能环保的优势，其产业发展的潜力巨大，因此在技术上还需要不断改进和完善。

目前，太阳能热水器在使用过程中仍存在一些问题和缺陷，如在每次用水结束后，都要上水；上满水时，溢流管会出水，表示水已上满。而在上水的时候，需要使用者进行监控并在水上满时关闭水阀，所以人中途不能走开，因为不知道什么时候才上满水。如果中途有事离开，遗忘热水器在上水，没有及时关闭水阀，造成家中水漫金山，这种现象时有发生。

为解决这一问题，太阳能热水器厂家和相关研发单位已进行了大量的研究、试验。目前已研发了微电脑控制仪，其技术方案是通过控制装置进行上水控制，即在热水器上安装电磁阀和传感器，通过一个控制单元来控制。当需要加水时，控制单元启动电磁阀打开，开始上水；水满后，通过传感器传递信号给控制单元，控制单元关闭电磁阀，上水结束。这看起来是一个较好的技术方案，但是实际上还存在问题，因为时间久了，传感器会结垢，此时传递信号将不稳定，有时不能启动电磁阀，有时启动电磁阀后，水满后不能关闭电磁阀；电磁阀也可能出现故障，或者打不开，或者打开后不能闭合。所以利用，控制单元控制上水也不能获得非常满意的结果。另外安装上述的一个控制装置，对客户来说，等于又增加了一笔开支。

因此，解决上水问题的最终解决方案就是顶水使用热水器，一边用热水，一边进冷水。但是这样又会造成热水器中冷水和热水互相混合，造成热水温度迅速下降，大大降低了热水的利用率。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种分舱式太阳能热水器，其目的是减小热水和冷水的混合速率，避免水温下降过快，使热水得到充分利用。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供的这种分舱式太阳能热水器，包括水箱和与其连接的多根集热管，所述的水箱分别与自来水进水管和热水管连通，在所述的水箱内按下述的顺序设互相独立的进水舱、温水舱及热水舱，所述的进水舱、温水舱及热水舱均装有集热管，所述的进水舱和温水舱之间、温水舱和热水舱之间，分别采用热水导流器、连通。

为使本发明更加完善，还进一步提出了以下更为详尽和具体的技术方案，以获得最佳的实用效果，更好地实现发明目的，并使本发明更充分体现新颖性和创造性：

本发明所述的自来水进水管通过温差强制循环水管及冷水进水口与进水舱连通，且通入进水舱内腔的下部。

所述的热水管通过出水口与热水舱连通，且所述的出水口设在热水舱的下部；所述的热水舱内设软管状的热水追踪器，其一端口与所述的出水口连通，另一端口飘浮在所述的热水舱内腔的上部。

所述的与进水舱和温水舱连通的热水导流器，其一端的端口设在进水舱的内腔上部，另一端设在温水舱的内腔下部；所述的与温水舱和热水舱连通的热水导流器，其一端的端口设在温水舱的内腔上部，另一端设在热水舱的内腔下部。

所述的热水舱下部设电加热器，所述的电加热器的电源线与电热智能温控仪连接。

所述的电热智能温控仪通过信号电路，分别与设在热水舱内的水温水位探头和设在热水管管路上的温差感应器连接。

所述的热水管管路上设有温差循环泵，并通过信号电路与所述的电热智能温控仪连接。

所述的温水舱的下部，设置备用电加热口。

所述的温水舱的数量为两个或多于两个，所述的温水舱之间通过热水导流器热水导流器连通。

所述的水箱的外部、位于进水舱上方，设补水箱，所述的补水箱与所述的冷水进水口连通；在所述的补水箱与进水舱之间，设进水舱进水管路，其一端与补水箱连通，另一端的端口通入进水舱内腔的下部。

所述的进水舱设排气口，所述的排气口为管状，其一端口位于进水舱内腔的上部，另一端口位于水箱外。

设置备用进水管路，所述的备用进水管路连通所述的进水舱和热水管；所述的备用进水管路通过备用进水口通入进水舱腔内。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，除了能实现前述的发明目的外，还能获得如以下所述的有益效果：

1、用水器开关即开即就有热水，杜绝浪费水资源，减少洗浴等待时间；

2、充分利用热水，包括真空管内的热水也能使用，比普通太阳能热水器多三分之一的热水量；

3、水箱内的水始终是满的，避免突然进冷水导致玻璃集热管爆炸以及无水时大风掀翻太阳能热水器主机；

4、多个水舱按顺序布置，使用同一外水箱，无需对接，安装方便；

5、出水端单舱或者两舱电辅助加热，用户可根据用热水量控制用水量范围，大大提高了电辅助加热的效率；

6、克服了安装位置低，水压不够的问题；

7、在冬天或阳光不足时，会自动把前面水箱吸收的热量依次累加到末端水箱，提高了太阳能的利用率，真正一台太阳能热水器变成两台用。

附图说明

下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的结构示意图。

图中标记为：

1、自来水进水管，2、单向球阀，3、止回阀，4、过滤器，5、温差强制循环管道，6、备用进水口，7、冷水进水口，8、补水箱，9、排气口，10、进水舱，11、热水导流器，12、温水舱，13、备用电加热口，14、热水导流器，15、热水舱，16、热水追踪器，17、出水口，18、水温水位探头，19、电加热器，20、电源线，21、热水管，22、电热智能温控仪，23、温差感应器，24、温差循环泵，25、混水阀，26、混水阀，27、淋浴用水器，28、单向球阀，29、厨房用水器，30、集热管，31、备用进水管路。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所表达的本发明的结构，是一种分舱式太阳能热水器，包括水箱和与其连接的多根集热管30，所述的水箱分别与自来水进水管1和热水管21连通。

在自来水进水管1的管路上，按进水方向装有单向球阀2、止回阀3和过滤器4。其中，单向球阀2是自来水管路的开关元件，用于控制通向水箱的自来水管路的通断；止回阀3是防止供水压力降低时，热水器的内的水倒流；过滤器4的作用是对自来水内的杂质进行过滤，使进入热水器的自来水保持洁净。

通向使用热水的各单元(如厨房用水器29、淋浴用水器27等)的热水管21，与自来水进水管1接通(应在单向球阀2之前的管路上)，形成冷热水的混合管路，使冷、热水按一定比例混合，获得适宜水温的热水。通往厨房用水器29的混合管路采用混水阀25进行冷热水的混合；通往淋浴用水器27的混合管路采用混水阀26进行冷热水的混合。

在通向使用热水的各单元的自来水进水管1的管路上，设单向球阀28，作为通向使用热水的各单元的自来水管路的通断。

为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现减小热水和冷水的混合速率、使热水得到充分利用的发明目的，本发明采取的技术方案为：

如图1所示，本发明所提供的这种分舱式太阳能热水器，是在上述结构的基础上，在所述的水箱内按下述的顺序设互相独立的进水舱10、温水舱12及热水舱15，所述的进水舱10、温水舱12及热水舱15均装有集热管30，所述的进水舱10和温水舱12之间、温水舱12和热水舱15之间，分别采用热水导流器11和热水导流器14连通。

上述的结构即分舱式太阳能热水器，即在一个外水箱内设置数个内水箱(即进水舱10、温水舱12及热水舱15)，每个内水箱中均有真空集热管30，分别同时吸收太阳能热量。各个内水箱中的冷水由各自内水箱中的真空集热管30来加热。相邻的内水箱之间通过热水导流器11和热水导流器14相连接。该分舱式太阳能热水器为两根管道与室内相连，一根是冷水管，即自来水进水管1；另一根是热水管21。使用时必须要打开进水阀门(即单向球阀2)和出水阀门(即混水阀25或混水阀26)。当热水舱15的温度过高时，还应打开单向球阀28，在热水中加入适量的冷水，使混合后的热水适于使用。冷水从冷水管道进入初级水箱(进水舱10)，初级水箱(进水舱10)的初步加热的热水进入二级水箱(温水舱12)，二级水箱(温水舱12)中的更热的热水进入末端水箱(热水舱15)。末端水箱(热水舱15)上设为出水口17，出水的水温相对最高，温水舱12的水温次之，进水舱10中的水温相对较低。

由于采用了多个互相独立的的水舱，且水流由进水舱10，流向温水舱12，再流向热水舱15，则热水舱15的热水不会返回进水舱10与冷水混合，使热水舱15的水温下降速度大大减缓，使其水温长时间保持在可以使用的较高温度，提高了热水舱15的热水使用效率。

本发明还提供了下面的具体实施示例，供本领域的技术人员在实施本发明时参考。

实施例一：

本发明所述的自来水进水管1通过温差强制循环水管5及冷水进水口7与进水舱10连通，且通入进水舱10内腔的下部。

上述结构保证了刚进入进水舱10的冷水在进水舱10内腔的最下部，将水箱内原有的较热的水向上顶托，流向温水舱12，而不使冷水直接流向温水舱12。

实施例二：

本发明所述的热水管21通过出水口17与热水舱15连通，且所述的出水口17设在热水舱15的下部。所述的热水舱15内设软管状的热水追踪器16，其一端口与所述的出水口17连通，另一端口飘浮在所述的热水舱15内腔的上部。

热水追踪器16的作用是：当水温较低时，它的端口飘浮的高度较高，使流出的水的温度尽可能地高；当水温较高时，它的端口飘浮的高度较低，使流出的水的温度适当降低，因为此时它可从低处的进水口获得低温的水。所以，出水口17设在热水舱15的下部，使热水追踪器16可以根据水温进行飘浮，进一步使其端口位于最适合的位置。

实施例三：

本发明所述的与进水舱10和温水舱12连通的热水导流器11，其一端的端口设在进水舱10的内腔上部，另一端设在温水舱12的内腔下部；所述的与温水舱12和热水舱15连通的热水导流器14，其一端的端口设在温水舱12的内腔上部，另一端设在热水舱15的内腔下部。

热水导流器11的上述设置方式，保证热水从每个水舱的上部排出，冷水从每个水舱的下部进入，减缓冷热水的混合速度。

实施例四：

本发明所述的热水舱15下部设电加热器19，所述的电加热器19的电源线20与电热智能温控仪22连接。

电加热器19用于电辅助加热，设在末端水箱(即热水舱15)的底部或侧部位置。当天气变化、太阳光照度不足时，电热智能温控仪22自动启动电加热器19，对热水舱15内的温度达不到使用要求的水进行加热。如果水温上升至可用的温度，则电热智能温控仪22自动切断电加热器19的电源。

实施例五：

本发明所述的电热智能温控仪22通过信号电路，分别与设在热水舱15内的水温水位探头18和设在热水管21管路上的温差感应器23连接。

电热智能温控仪22是通过水温水位探头18探测热水舱15内的水温和水位。当水温发生变化时，电热智能温控仪22进行判断，并进行是否进行电辅助加热的选择。具体控制方式已在实施例四中介绍。

当热水舱15内的水温过低时，电热智能温控仪22则显示，需要关闭自来水进水的单向球阀2，不再增加冷水，但此时，可能热水舱15的水越用越少，甚至水位下降，仍然由电热智能温控仪22通过水温水位探头18探测并显示，以利于使用者的判断。

实施例六：

本发明所述的热水管21管路上设有温差循环泵24，并通过信号电路与所述的电热智能温控仪22连接。

温差循环泵24的作用是：

当自来水的水压过低时，为热水管21提供压力，产生喷水的效果，并使自来水能够被其泵到水箱内，产生强制冷热水运动；

当太阳能及电加热的热量均不足时，需要切断自来水的供水，这时，无法利用自来水的压力进行供水，则可以依靠温差循环泵24产生水流的强制运动。

实施例七：

本发明所述的温水舱12的下部，设置备用电加热口13。

其目的是在某些地区或某些气候条件下，太阳能经常不足以使冷水加热至所需温度，这时，可以通过增加电加热器，插入备用电加热口13，并通过电源线将其与电热智能温控仪22连接，对水箱内的水进行电辅助加热。如果不需要温水舱12的电辅助加热，则用密封件将备用电加热口13封闭。

实施例八：

本发明所述的温水舱12的数量为两个或多于两个，所述的温水舱12之间通过热水导流器热水导流器连通。

上述结构是为了更好地进行冷热水的循环，尽可能地防止冷、热水的混合，提高热水的利用效率。

实施例九：

本发明所述的水箱的外部、位于进水舱10上方，设补水箱8，所述的补水箱8与所述的冷水进水口7连通；在所述的补水箱8与进水舱10之间，设进水舱进水管路，其一端与补水箱8连通，另一端的端口通入进水舱10内腔的下部。

补水箱8的作用是在不需要自来水时，由温差循环泵24对热水进行加压使其强制流动，供用户使用，这时，补水箱8的作用是允许空气进入，不至于在各水舱内产生过大的负压；在恢复自来水供水满了以后，补水箱8自动封闭。这一功能是通过补水箱8内的浮子式水封结构实现的。

实施例十：

本发明所述的进水舱10设排气口9，所述的排气口9为管状，其一端口位于进水舱10内腔的上部，另一端口位于水箱外。

排气口9与实施例九中所述的的浮子式水封结构相连接，由其控制排气口9的通断。

实施例十一：

设置备用进水管路31，所述的备用进水管路31连通所述的进水舱10和热水管21；所述的备用进水管路31通过备用进水口6通入进水舱10腔内。

当主进水管路因故障阻塞，可以通过通向使用热水的各单元的自来水管路，向进水舱10供应自来水。此时，自来水通过单向球阀28、备用进水管路31及备用进水口6，进入进水舱10，实现自来水的补充。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种分舱式太阳能热水器，包括水箱和与其连接的多根集热管(30)，所述的水箱分别与自来水进水管(1)和热水管(21)连通，在所述的水箱内按下述的顺序设互相独立的进水舱(10)、温水舱(12)及热水舱(15)，所述的进水舱(10)、温水舱(12)及热水舱(15)均装有集热管(30)，所述的进水舱(10)和温水舱(12)之间、温水舱(12)和热水舱(15)之间，分别采用热水导流器(11、14)连通；

其特征在于：

所述的水箱的外部、位于进水舱(10)上方，设补水箱(8)，所述的自来水进水管(1)通过温差强制循环水管(5)及冷水进水口(7)与补水箱(8)连通；

在所述的补水箱(8)与进水舱(10)之间，设进水舱进水管路，其一端与补水箱(8)连通，另一端的端口通入进水舱(10)内腔的下部；

所述的热水管(21)通过出水口(17)与热水舱(15)连通，且所述的出水口(17)设在热水舱(15)的下部；所述的热水舱(15)内设软管状的热水追踪器(16)，其一端口与所述的出水口(17)连通，另一端口飘浮在所述的热水舱(15)内腔的上部；

所述的热水舱(15)下部设电加热器(19)，所述的电加热器(19)的电源线(20)与电热智能温控仪(22)连接；

所述的电热智能温控仪(22)通过信号电路，分别与设在热水舱(15)内的水温水位探头(18)和设在热水管(21)管路上的温差感应器(23)连接；

所述的热水管(21)管路上设有温差循环泵(24)，并通过信号电路与所述的电热智能温控仪(22)连接；

所述的进水舱(10)设排气口(9)，所述的排气口(9)为管状，其一端口位于进水舱(10)内腔的上部，另一端口位于水箱外；所述的排气口(9)与补水箱(8)内的浮子式水封结构相连接，由所述的浮子式水封结构控制排气口(9)的通断；

在不需要自来水时，由所述的温差循环泵(24)对热水进行加压使其强制流动，供用户使用，这时，补水箱允许空气进入，不至于在各水舱内产生过大的负压；在恢复自来水供水满了以后，补水箱(8)自动封闭；所述的补水箱(8)的上述功能由补水箱(8)内的浮子式水封结构实现；

所述分舱式太阳能热水器还设置有备用进水管路(31)，所述的备用进水管路(31)连通所述的进水舱(10)和热水管(21)；所述的备用进水管路(31)通过备用进水口(6)通入进水舱(10)腔内。

2.按照权利要求1所述的分舱式太阳能热水器，其特征在于：所述的与进水舱(10)和温水舱(12)连通的热水导流器(11)，其一端的端口设在进水舱(10)的内腔上部，另一端设在温水舱(12)的内腔下部；所述的与温水舱(12)和热水舱(15)连通的热水导流器(14)，其一端的端口设在温水舱(12)的内腔上部，另一端设在热水舱(15)的内腔下部。

3.按照权利要求1或2所述的分舱式太阳能热水器，其特征在于：所述的温水舱(12)的下部，设置备用电加热口(13)。

4.按照权利要求3所述的分舱式太阳能热水器，其特征在于：所述的温水舱(12)的数量为两个或多于两个，所述的温水舱(12)之间通过热水导流器连通。

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