CN101782281B - 一种防冻型高效太阳能热水器水箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防冻型高效太阳能热水器水箱，它包括保温水箱，数根集热管，水箱内梳状管道。当梳状管道的一端接排空电磁阀，另一端接输水管时，很容易实现管道排空，保温水箱上部还装有一只水位水温探头，用来控制水箱内水位高度。本发明结构简单，启动排空电磁阀后，输水管道内的虹吸被破坏，输水管内的水全部自然排出，整条管线全部处于排空状态，绝不会发生冻堵现象。使用热水时，利用虹吸原理自然排出热水，同过配接软管集热管内热水也能被使用，出热水量大，冬季不需要用电保温，是一款节能型太阳能热水器。尤其适应在寒冷的北方地区推广应用。
Description
技术领域 本发明涉及一种利用太阳能将冷水加热的太阳能热水器的水箱，特别是一种能使输水管全程排空的方式，保温水箱及集热管全排空方式的高效防冻太阳能热水器水箱。
背景技术 现有太阳能热水器都是利用真空管或热管吸收太阳的热量再传导到保温水箱储能，热水的产量取决于集热管的数量，实际输出的热水量由保温水箱的容量决定。存在的主要问题是：真空管内的热水不能利用，也不能被排空，在冬季如遇到连续数天阴天寒流，集热管将会被冻破；输水管道在不做电热带保护的情况下极易冻堵；现有太阳能热水器，当保温水箱中的水被放尽后，真空管中存储的少量水，通过几天的暴晒而晒干，而后造成真空管无水空晒，使真空管达到高温状态，此时，若用户往保温水箱中注水，水流会沿着赤热管壁流下，照成真空管管壁受热不均而爆裂；太阳能热水器因其输水管道需外加电热带及保温海绵保护，这样以来即浪费了电力能源，又影响了建筑物的美观。
发明内容 本发明的目的在于提供一种结构简单、集热管中的热水可以利用，也可以完全排空，输水管道可完全排空而不需电辅助保温，不爆管，不冻结的节能型高效太阳能热水器.
实现本发明的目的所采取的技术方案是：一种防冻型高效太阳能热水器水箱，包括保温水箱，水箱内梳状管道，导气管，以及配套的数根集热管，输水管，排空电磁阀，混合阀，集热管与保温水箱内胆相贯通，水箱内梳状管道的水平管在水箱两侧有出口，分别可联接给气装置和输水管道，水箱内梳状管道的竖直管有N条，它们的下开口都位于与水箱连通的集热管的开口处，其特征在于：每根梳状管的下开口上都可联接一根细软管至集热管底部，水箱内水的注入及吸出都是在集热管底部进行，因此集热管内的热水能被利用，并且注水时自来水是从集热管底部缓慢升起，所以不易爆管。若遇到数天阴天寒流，可通过向水箱内注入室温自来水，置换出集热管及保温水箱内的接近0度的冷水，从而使保温水箱内温度保持在20度左右，这样不需要消耗电能，就能延长太阳能热水器的抗冻天数。
该发明的工作原理是这样的：
夏季输水管不需排空，排空电磁阀不需要工作。
1.注水：打开上水阀门，自来水通过输水管流经水箱内梳状管道从集热管底部缓慢上升，同时保温水箱内部的空气从排气管排出，当水位达到水满位置时，关闭上水阀门，此时保温水箱及输水管内都充满了水。
2.蓄热：集热管吸收阳光保温水箱储存热量待用。
3.使用热水：打开混合阀后，输水管中的水因重力自然排出，因虹吸作用热水从集热管底部被吸出，流经输水管从混合阀流出，供用户使用，空气从排气管进入水箱维持气压平衡，同时保温水箱内的水位下降。
4.热水使用完毕：当热水使用完毕后，打开上水阀门开始上水，当水位达到水满位置时，关闭上水阀门。太阳能热水器注水完毕，吸收阳光储热待用。
冬季 注水完毕后或洗浴使用完毕后需要启动排空电磁阀，此时空气进入管道，管道中虹吸作用遭到破坏，输水管道的水在重力作用下自然排尽。若遇到连日寒流或者用户长期不用时，也可在不启动排空电磁阀的情况下，将保温水箱及集热管中的水全部排出。这一功能是现有其它任何一种热水器都无法实现。
1.输水管排空：当保温水箱、集热管、输水管都处于充满水的状态时，打开混合阀的热水开关后，启动排空电磁阀，电磁阀得电工作，空气从电磁阀进入管道，管道中的虹吸现象被破坏，输水管中的水因重力自然排出，输水管中的水排尽后，关闭排空电磁阀，此时保温水箱充满水，而输水管中却无水。
2.热水器储热待用：集热管吸收阳光保温水箱储存热量待用，此时因输水管中无水，因而处于防冻状态。
3.使用热水：当需要使用热水时，打开上水阀门开始上水数分钟，使输水管中充满自来水，然后关闭上水阀门，此时打开混合阀，因输水管中自来水在重力作用下自然排出，在输水管中引起虹吸作用，热水被虹吸吸出得到利用。而此时若将热水用尽，则输水管、集热管、保温水箱都处于排空状态，因而可抵御长期寒流。
4.保温水箱注水后：启动排空电磁阀，打开混合阀的热水开关，输水管内的水从混合阀排出，输水管排空，热水器储热待用。
本发明结构简单，操作简单，防冻不耗电能，使用安全，并可抵挡数月的连续寒流，特别适合寒冷地区使用，住户不用操心冻管、爆管及其它的日常维护，并且由于数根集热管里有热水能得到利用，大大提高了太阳能热水器的功效，是典型的节能省心高效太阳能热水器。
附图说明图1是本发明的结构示意图
图中：1-保温水箱，2-集热管，3-竖直管，4-水平管，5-排气管，6-水汽隔板，7-排空电磁阀，8-混合阀，12-细软管，13-输水管
图2是水汽隔板结构图
图中：9-硬外圈，10-软薄片，11-十字切口。
图3是水汽隔板切面图
具体实施方式：如图1所示：一种排空式高效防冻太阳能热水器水箱，其关键部件是水箱内梳状管道，可采用不锈钢管连接而成，也可采用铝塑管，或高温热溶塑料以降低成本，竖直管(3)的下端应该位于集热管(2)的管口处，以便于安装软管(12)，若不安装软管则结构更简单，但并不影响排空效果，集热管中的软管(12)采用耐高温塑料管，软管(12)与竖直管(3)的连接，可采用罗口结构或内扣结构等多种方式，为防止热蒸气进入输水管(13)及给气管中，在水平管(4)的两侧管口处分别安装一个圆形水汽隔板，水汽隔板(6)是由硬外圈(9)及软薄片(10)组成，软薄片的中心做十字形切口，硬外圈(9)切面为半圆结构，其中圆弧面朝内与软薄片相连结；平的一面朝向外侧面，当放入管道中时能与管壁紧密配合，水汽隔板(6)可采用一次成型的橡胶件，软薄片不能影响水流通过，却能有效阻挡热蒸气的自然流通，起到在输水管(13)及给气管中无凝结水珠产生(输水管中不断产生的水珠会结成不断加厚的冰层，最终冰堵管道)，从而提高了输水管道的抗冻能力。
图4是用一根供气管及供气阀代替排空电磁阀的一种方案
图中：1-保温水箱，2-集热管，3-竖直管，4-水平管，5-排气管，6-水汽隔板，8-混合阀，12-细软管，13-输水管，14-供气阀。
在图4中用一根供气管及供气阀(14)，代替排空电磁阀(7)，打开阀门(14)空气从供气管进入到水平管(4)中，管道中的虹吸现象被破坏，输水管(13)中的水因重力自然排出，水管中的水排尽后，关闭供气阀。供气阀(14)可经供气管安装到房间里，以方便于用户操作。
作为本发明的完美，混合阀(8)的热水口与输水管(13)相连通；冷水口与自来水管相连通，混合阀除用于调节出水温度之外，还有配合排空电磁阀(3)对输水管(13)进行排空的作用。
Claims (1)
1.一种防冻型高效太阳能热水器水箱，包括保温水箱，水箱内梳状管道，排气管，集热管，排气管、集热管与保温水箱内胆相贯通，其特征在于：所述的水箱内梳状管道由一根水平管和数根竖直管组成，其中水平管(4)与数根竖直管(3)在保温水箱内垂直连接，数根竖直管(3)的另一端口位于数根集热管管口位置，竖直管根数与集热管根数相同，而水平管(4)的两端与保温水箱的两内侧壁垂直连接，水平管的管口位于保温水箱外部，在水平管(4)的两端位于管口处分别装有水汽隔板(6)，水平管(4)位于保温水箱内胆的最上部，并与水箱内上壁平行，所述的水汽隔板(6)由硬外圈(9)及软薄片(10)组成，软薄片中心开有十字切口(11)，硬外圈(9)切面为半圆结构，其中圆弧面朝内与软薄片相连结，平的一面朝向外侧面；所述的竖直管(3)的每个下端口都连接了一条细软管(12)，细软管的下端口位于集热管的内底部。
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