CN101650050B - 限压式无水箱玻璃真空太阳能热水器控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种限压式无水箱玻璃真空太阳能热水器控制系统，集热器内设有电加热管和水温水位传感器，集热器进水管上设有上水阀，集热器由出水管出水口到集热器方向上依次设有热水龙头、水流传感器、止回阀、泄压阀、水压开关、安全阀、膨胀阀和进气阀，水压开关与上水阀、控制仪电连接；止回阀与水流传感器间的出水管经冷水管连接进水管的进水口，冷水管上设有信号阀，水流传感器、进气阀、泄压阀、信号阀均连接控制仪。本发明采用出水管上水压开关探测集热器内水压，配合冷水管上的信号阀确保热水器正常供水，其结构简单，设计合理，安全方便，且防冻、防冲击效果好，智能控制程度高，无安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及一种无水箱太阳能热水器，具体地说涉及一种限压式无水箱玻璃真空太阳能热水器控制系统。
背景技术
传统带水箱壁挂式太阳能热水器采用二次导热集热，虽然水箱可承压，但集热效率较低，成本较高。现有无水箱玻璃真空太阳能热水器，采用大口径玻璃真空管组成既集热又储热的集热器，因其体积相对较小、闷晒集热效果较好而被普遍使用。如专利200510095034.4公开的全天候无水箱玻璃真空承压式太阳能热水器，使用热水时，利用有压冷水将热水从集热器下部依次顶向集热器上部由出水管道排出；停用热水时，集热器恢复常压，以防加热内压增大而集热器的玻璃真空管内部承压，采用承压套件密封玻璃真空管口承压和使用泄压安全阀泄压，泄压安全阀只在集热器内压力过大时排水泄压使用，无法对集热器内部压力智能调控，易出现压力过大时，水体大量由泄压安全阀排出，或压力过小时无法正常供水，如泄压安全阀的设定压力值过大，集热器无法承受过大压力，使用安全系数低，存在安全隐患，因此对无水箱玻璃真空太阳能热水器内压力的自动调控显得尤为重要。
另外，关闭热水龙头后，热水管道中开关至止回阀间常储存部分有压水体，以备下次使用时由储水流经水流传感器给出信号用水，但管道中储水易在止回阀处慢性泄压，无法使水流传感器发送信号，总需人为按键操作才能正常用水，人性化控制程度低。
发明内容
为了克服现有技术中无水箱玻璃真空太阳能热水器无法自动调整内部压力，压力过大时使用安全系数低、存在安全隐患，压力过小时无法正常供水使用，智能控制程度低等不足，本发明的目的是提供一种结构简单、设计合理，可对无水箱玻璃真空太阳能热水器内压力有效限压，确保正常供水，使用安全，智能控制程度高，使用寿命长的限压式无水箱玻璃真空太阳能热水器控制系统。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种限压式无水箱玻璃真空太阳能热水器控制系统，主要包括集热器、控制仪、进水管、出水管、热水龙头，集热器内设有电加热管、水温水位传感器，靠热水龙头的出水管上依次设有水流传感器、止回阀、安全阀、膨胀阀，进水管上设有上水阀，其技术特点是所述集热器与安全阀间的出水管上设有进气阀，止回阀与安全阀间的出水管上设有泄压阀，水流传感器探测出水管中水流发送信号至控制仪，控制仪控制泄压阀、进气阀关闭使集热器密闭承压，同时控制仪控制上水阀打开上水将集热器内热水顶至出水管喷出；所述安全阀与泄压阀间的出水管上还设有水压开关，通过水压开关探测密闭承压的集热器内水压控制上水阀进水或控制上水阀停止进水。
所述水压开关与上水阀、控制仪电连接，水压开关探测集热器内压力≥0.25MPa，水压开关切断上水阀与控制仪之间电源使上水阀关闭实现集热气器内降压；水压开关探测集热器内压力≤0.07MPa，水压开关闭合接通上水阀与控制仪之间电源使上水阀打开上水实现集热器内增压。
所述水流传感器与止回阀之间的出水管经冷水管连接进水管的进水口，冷水管上设有与控制仪电连接的常开信号阀，使热水龙头在未打开时热水龙头与止回阀之间的出水管中储存有为水流传感器提供信号的有压冷水。
所述泄压阀水平安装位置低于进气阀。
所述电加热管、水温水位传感器分别与控制仪电连接，水温水位传感器探测集热器内水温、水位发送信号至控制仪控制电加热管加热和上水阀打开。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1.采用水压开关对密闭承压的集热器内水压进行探测，如探测到集热器内压力≥0.25MPa，水压开关拆断上水阀电源停止进水，如探测到集热器内压力≥0.3MPa，安全阀自动打开泄压，双重保险，安全系数高，使用寿命长；用水时，如探测到集热器内集热器内压力≤0.07MPa，水压开关闭合接通上水阀与控制仪电连接，上水阀持续上水将热水从集热器下部顶至集热器上部由出水管喷出，保证正常用水；
2.出水管上设有均由控制仪控制的进气阀、泄压阀，在集热状态下，进气阀、泄压阀打开使集热器常压集热，避免集热器集热膨胀压力过大，集热安全；在用水状态下，进气阀、泄压阀关闭使集热器密闭承压，确保正常用水压力；泄压阀水平安装位置低于进气阀，在集热状态下进气阀、泄压阀打开，止回阀与集热器间的出水管内的积水从泄压阀排出，防止低温环境下冻伤管道，确保管道使用安全；出水管上的膨胀阀，可有效防止水锤现象，避免集热器受到冲击，延长了集热器使用寿命；
3.水流传感器与止回阀之间的出水管经信号阀连接至进水管的进水口，使热水龙头与止回阀之间的出水管中储存有压冷水，有压冷水为水流传感器提供水流，解决传统使用热水储存在止回阀处泄压易造成水流传感器失效无法正常供水的问题，无须改变开、关水龙头即可用水的习惯；
4.用水状态下，电加热管始终断电，避免漏电、触电现象，安全系数高。
本发明采用水压开关对太阳能热水器使用时密闭承压的集热器内水压进行探测，配合安全阀、信号阀确保热水器的使用安全和正常供水，其结构简单，设计合理，安全方便，且防冻、防冲击效果好，智能控制程度高，无安全隐患。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的控制流程图。
图中：热水龙头1，水流传感器2，止回阀3，安全阀4，水压开关5，膨胀阀6，电加热管7，水温水位传感器8，控制仪9，上水阀10，信号阀11，泄压阀12，进气阀13，集热器14，进水管15，出水管16，冷水管17。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1所示限压式无水箱玻璃真空太阳能热水器控制系统，主要包括热水龙头1、水流传感器2、止回阀3、安全阀4、水压开关5、膨胀阀6、电加热管7、水温水位传感器8、控制仪9、上水阀10、信号阀11、泄压阀12、进气阀13、集热器14。集热器14内设有电加热管7和水温水位传感器8，电加热管7和水温水位传感器8分别电连接于控制仪9；进水管15连接于集热器14的下部，进水管15上设有上水阀10；出水管16连接于集热器14的上部，由出水管16出水口到集热器14方向的水管上依次设有热水龙头1、水流传感器2、止回阀3、泄压阀12、水压开关5、安全阀4、膨胀阀6和进气阀13，水流传感器2与控制仪9电连接传送水流信号，水压开关5将上水阀10电连接至控制仪9，泄压阀12和进气阀13分别电连接于控制仪9；止回阀3与水流传感器2间的出水管经冷水管17连接进水管的进水口，冷水管17上设有与控制仪9电连接的信号阀11。
图2所示，本发明控制系统的工作流程为：
(1)初始上水：打开热水龙头，按下控制仪上水键，控制仪控制进水管上的上水阀打开进水，同时控制仪控制出水管上的进气阀、泄压阀和冷水管上的信号阀关闭；
(2)集热状态：水温水位传感器探测集热器内的设定水位后将水位信号送至控制仪，控制仪控制上水阀闭合停止上水，同时控制仪控制出水管上的进气阀、泄压阀打开，集热器处于常压状态集热，且控制仪控制冷水管上的信号阀打开，使冷水由进水管经冷水管上的信号阀进入热水龙头与止回阀间的出水管内储存有压冷水；
当用户需电加热时，按下控制仪上的电加热键，水温水位传感器探测水位，如集热器水位不满时，水温水位传感器将信号传至控制仪，控制仪控制上水阀打开进水，同时控制进气阀、泄压阀、信号阀关闭，电加热管处于不通电状态，进水到达集热器设定水位后进水阀关闭停止进水，控制仪控制进气阀、泄压阀、信号阀打开；
如集热器水位到达设定水位后，打开热水龙头则进入步骤(3)；
如集热器水位到达设定水位后，未打开热水龙头，水温水位传感器探测水温，如水温达到设定温度则电加热管处于不通电状态，如水温低于设定温度，电加热管通电加热，加热至设定温度自停；
水温水位传感器每天固定时间测试集热器内水温，如水温未达到设定温度，自动启动电加热；如水温到达设定温度，无需启动电加热。
(3)用水状态：用户打开热水龙头，热水龙头与止回阀间的出水管内的有压冷水经出水管上的水流传感器流出，水流传感器将水流信号传至控制仪，控制仪控制上水阀打开，同时控制仪控制进气阀、泄压阀、信号阀关闭，此时集热器内密闭承压，有压冷水由上水阀送入集热器下部，将集热器内的热水由下部顶至上部经出水管喷出；
当使用热水时，由出水管上的水压开关探测集热器内压力，如探测到的集热器内压力≥0.25Mpa时，水压开关断开使水压开关、上水阀、控制仪的电连接线路断开，上水阀断电关闭停止进水；如探测到的集热器内压力≥0.3Mpa时，出水管上的安全阀自动打开泄压；如探测到的集热器内压力≤0.07Mpa时，水压开关接通与上水阀的电连接，上水阀继续上水；
(4)待机状态：关闭热水龙头，水流传感器无信号输入控制仪，控制仪延时5分钟，如在延时5分钟内再次打开热水龙头，水流传感器将水流信号传至控制仪，控制仪控制上水阀打开，再次进入步骤(3)；如在延时5分钟内未打开热水龙头，控制仪控制进气阀、泄压阀、信号阀打开，自动进入步骤(2)，且集热器与止回阀间的出水管中积水由低于进气阀位置的泄压阀排出。
Claims (5)
1.一种限压式无水箱玻璃真空太阳能热水器控制系统，主要包括集热器、控制仪、进水管、出水管、热水龙头，集热器内设有电加热管、水温水位传感器，靠热水龙头的出水管上依次设有水流传感器、止回阀、安全阀、膨胀阀，进水管上设有上水阀，其特征在于：所述集热器与安全阀间的出水管上设有进气阀，止回阀与安全阀间的出水管上设有泄压阀，水流传感器探测出水管中水流发送信号至控制仪，控制仪控制泄压阀、进气阀关闭使集热器密闭承压，同时控制仪控制上水阀打开上水将集热器内热水顶至出水管喷出；所述安全阀与泄压阀间的出水管上还设有水压开关，通过水压开关探测密闭承压的集热器内水压控制上水阀进水或控制上水阀停止进水。
2.根据权利要求1所述的限压式无水箱玻璃真空太阳能热水器控制系统，其特征是：所述水压开关与上水阀、控制仪电连接，水压开关探测集热器内压力≥0.25MPa，水压开关切断上水阀与控制仪之间电源使上水阀关闭实现集热器内降压；水压开关探测集热器内压力≤0.07MPa，水压开关闭合接通上水阀与控制仪之间电源使上水阀打开上水实现集热器内增压。
3.根据权利要求1所述的限压式无水箱玻璃真空太阳能热水器控制系统，其特征是：所述水流传感器与止回阀之间的出水管经冷水管连接进水管的进水口，冷水管上设有与控制仪电连接的常开信号阀，使热水龙头在未打开时热水龙头与止回阀之间的出水管中储存有为水流传感器提供信号的有压冷水。
4.根据权利要求1所述的限压式无水箱玻璃真空太阳能热水器控制系统，其特征是：所述泄压阀水平安装位置低于进气阀。
5.根据权利要求1所述的限压式无水箱玻璃真空太阳能热水器控制系统，其特征是：所述电加热管、水温水位传感器分别与控制仪电连接，水温水位传感器探测集热器内水温、水位发送信号至控制仪控制电加热管加热和上水阀打开。
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