CN101900439A - 一种太阳能热水器 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能热水器，可以克服水垢和温度的影响，通过电子水表计量保温水箱中的水量，通过浮球开关对水量和电子水表自动校准，可以按体积、质量或百分比显示水箱水量。采用分步变温上水的工作方式集热，可以回收热水管道中留存的热水，提高系统效率，具有室外水管防冻功能。控制系统由室外控制器、室内控制器和遥控器组成，可以简化接线、具有遥控功能，降低施工难度，提高美观程度，更加易于操作。

Description

一种太阳能热水器 
技术领域
本发明涉及一种太阳能热水器装置。 
背景技术
目前，公知的太阳能热水器的水位传感器由一组公共电极和四个水位电极组成。因此只能测量和显示四个水位(20％、50％、80％、100％)误差较大(例如实际水位在80％至99％之间时只能显示80％)，使用者不能判断保温水箱内的真实水量，显示内容单一，不能以体积或者质量为单位显示水箱水量，不方便使用。而且不同地区由于水质不同传感器的灵敏程度差别较大，受水垢和水温的影响传感器容易失灵，影响正常使用。 
另外，目前公知的太阳能热水器保温水箱里的水都是加热前加满的，一般要到下午保温水箱的水才被加热到沐浴需要的水温，使用时间偏晚给使用带来不便。而且如果某天只有半天有日照，还会出现虽然整箱水温度都会提高，但是整箱水都是温水，达不到淋浴需要的温度不能使用。还有每次用户用水结束，留存在热水管中的热水会慢慢变凉，热量白白浪费，冬季室外水管容易冰冻。 
另外，目前公知的太阳能热水器的水位测量信号线、温度测量信号线、电磁阀控制线、水泵电源线和辅助电加热电源线等所有电路都直接与室内太阳能热水器控制器连接。水位温度传感器、电磁阀等安装在室外而太阳能热水器控制器安装在室内，这就造成了室内与室外连线过多，不美观、可靠性降低，还增加了施工量和成本。 
发明内容
为了克服现有的太阳能热水器不能准确测量和显示保温水箱中的水量、显示内容单一，得到热水时间偏晚、集热效率低、用水结束后管道中的热水被浪费、冬季室外水管容易冰冻，和接线繁多不美观、成本高、施工不便的不足，本发明提供一种太阳能热水器，该太阳能热水器不仅能克服水垢和温度的影响通过电子水表准确的测量和显示保温水箱中的水量，而且可以选择按体积、质量或百分比显示水箱水量。还能将使用热水时间提前，可以回收热水管道中留存的热水，提高系统效率，具有室外水管防冻功能。控制系统由室外控制器、室内控制器和无线遥控器组成，可以简化接线、具有遥控功能，降低施工难度，提高美观程度，更加易于操作。 
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在太阳能热水器水箱顶部装有一个浮球 开关，在水箱进水口和出水口分别安装叶轮式电子水表，通过电子水表计量流入水箱水量和流出水箱水量，计算两者的差值可以确定水箱中剩余的水量，水箱水满时浮球开关动作可以对水箱中的水量和电子水表进行校准。电子水表的最小计量单位是0.1升，那么对于一个水箱容积100升的太阳能热水器，水量每变化0.1％即可被检测到，远高于目前20％--30％的水平。而且精度不受水质、水垢、水温的影响。因为电子水表按体积计量水量，因此可以直接显示水箱中水的体积，也可以通过计算得到水箱中水的质量。水箱容积是确定的，所以可以计算出水箱中现有水量占水箱容积的百分比。 
为了将使用热水时间提前，采用了分段变温上水的工作方式集热，即分步向保温水箱补水，逐渐补满，上水过程受水箱水温控制，当水箱水温大于设定上水温度时开始上水，当水箱水温小于设定上水温度时停止上水，并且设定上水温度的数值是与水箱水位关联的，水箱水位升高设定上水温度的数值也相应升高。在集热初期保温水箱内水量较少所以水温上升较快，在短时间内即可得到适量的热水，随着集热时间增加，水箱内水量和水温同步增加。在每次用户用水结束后，控制系统可以自动打开上水电磁阀向热水管中补充适量冷水，将热水管中的热水顶回开式保温水箱，减少热量损失。在室外水管上安装温度传感器，当检测到低温可能导致水管冰冻时，启动水泵，开启回水电磁阀，将保温水箱中的热水充进水管，同时水管中的冷水循环回水箱，检测到水管温度上时停止循环，从而达到室外管道防冻的目的。如果保温水箱中没有充满水，还可以使用间歇上水的方法防止室外管道冰冻。 
太阳能热水器控制器分为室内控制器和室外控制器，室内控制器安装在室内主要实现人机交互功能，室外控制器安装在室外负责采集水箱温度传感器、水管温度传感器、水箱水位传感器、电子水表信号，还可以控制上水电磁阀、回水电磁阀和水泵动作。室外控制器与室内控制器之间采取有线通信的方式传递信息，室内控制器还可以与无线遥控器配套使用。对于室内有多个用水点的情况，室内控制器可以配套多个无线遥控器。 
本发明的有益效果是，可以更加准确的测量和显示太阳能热水器水箱中的水量，而且可以根据需要选择按体积显示剩余水量(XXX升)，或者按质量显示剩余水量(XXX千克)，或者按百分比显示剩余水量(XX％)，为使用者提供方便。还可以将使用热水的时间提前，提高系统的运行效率。方便用户操作，简化了室内与室外的连接，系统外观更加美观，施工更加方便。 
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明 
图1是本发明的原理图 
图中1.开式保温水箱，2.浮球开关，3.温度传感器，4.电子水表，5.电子水表，6.单向阀，7.水管，8.电磁阀，9.水管，10.水泵，11.水管，12.温度传感器，13.电磁阀，14.室外控制器，15.室内控制器，16.无线遥控器，17.无线遥控器。 
具体实施方式
在图1中，开式保温水箱(1)的下端，第一电子水表(4)，单向阀(6)，第一水管(7)，第一电磁阀(8)，第二水管(9)串联。第一水管(7)，水泵(10)，第三水管(11)，第二电磁阀(13)，开式保温水箱(1)的下端形成串联。第一水管(7)，第二电子水表(5)，开式保温水箱(1)连接。室外控制器(14)与室内控制器(15)用通信线连接。用户用水前启动水泵(8)和第二电磁阀(13)，可以将第一水管(7)中的冷水经第三水管(11)循环回开式保温水箱(1)。 
用户用水时热水经第一电子水表(4)，单向阀(6)，第一水管(7)，水泵(10)到用户用水处。当系统集热上水时，冷水经第一电磁阀(8)，第一水管(7)，第二电子水表(5)，进入开式保温水箱(1)。 
当用户结束用水开始回收第一水管(7)中的热水时，第一电磁阀(8)打开，冷水进入第一水管(7)，将第一水管(7)中的热水经第二电子水表(5)顶入开式保温水箱(1)。为了尽量多的回收第一水管(7)中的热水，电子水表(4)和单向阀(6)安装位置应尽量靠近开式保温水箱(1)，第二电子水表(5)与第一水管(7)连接处应尽量靠近单向阀(6)。 
当第二温度传感器(12)检测到室外水管温度低有可能结冰时，室外控制器(14)自动控制水泵(10)开启，打开第二电磁阀(13)，将开式保温水箱(1)中的热水送入第一水管(7)和第三水管(11)中，同时将第一水管(7)和第三水管(11)中的冷水循环回开式保温水箱(1)。在开式保温水箱(1)不满的情况下，也可以打开第一电磁阀(8)，将第二水管(9)中的水送入第一水管(7)和第三水管(11)，同时将第一水管(7)和第三水管(11)中的冷水顶入开式保温水箱(1)，从而达到防冻目的。 
每个用水点可以配备一个无线遥控器，如第一无线遥控器(16)、第二无线遥控器(17)，用户命令通过第一无线遥控器(16)或第二无线遥控器(17)传递给室内控制器(15)，室内控制器(15)再将信息传递给室外控制器(14)，室外控制器(14)控制各 执行器动作。室外控制器(14)可以将温度水量等信息传递给室内控制器(15)。 
前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员理解本发明。对该较佳实施例，本领域内的技术人员在不脱离本发明原理的基础上，可以做出各种修改或者变换。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明的权利要求保护范围。 

Claims (5)

1.一种太阳能热水器，包括开式保温水箱(1)，浮球开关(2)，温度传感器(3)，电子水表(4)，电子水表(5)，单向阀(6)，水管(7)，电磁阀(8)，水管(9)，水泵(10)，水管(11)，温度传感器(12)，电磁阀(13)，室外控制器(14)，室内控制器(15)，无线遥控器(16)，无线遥控器(17)，其特征是：通过第一电子水表(4)和第二电子水表(5)计量开式保温水箱(1)中的水量，通过浮球开关(2)对水量和第一电子水表(4)、第二电子水表(5)自动校准，可以按体积、质量或百分比显示开式保温水箱(1)中的水量，采用分步变温上水的工作方式集热，可以回收第一水管(7)中留存的热水，可以防止第一水管(7)和第三水管(11)结冰，控制系统由室外控制器(14)、室内控制器(15)和第一无线遥控器(16)、第二无线遥控器(17)组成，具有无线遥控功能。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器，其特征是：浮球开关(2)安装在开式保温水箱(1)顶部，单向阀(8)和第一电子水表(4)安装在靠近开式保温水箱(1)出水口处。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器，其特征是：室内控制器(15)可以选择按体积显示水箱水量(XXX升)，或者按质量显示水箱水量(XXX千克)，或者按百分比显示水箱水量(XX％)。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器，其特征是：进水温度不是恒定的而是随着水位变化的。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器，其特征是：与室内控制器(15)配套使用的无线遥控器可以是多个，无线遥控方式包括红外遥控和无线电遥控。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器，其特征是：可以使用循环的方法防止室外水管结冰，也可以使用间歇上水的方法防止室外水管结冰。 
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