CN102042690A - 光控恒温非承压分体式太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明主要公开了一种光控恒温非承压分体式太阳能热水器，它包括一只非承压内机及集热外机，内机主要由水箱、集成器、双向循环泵、电热棒、光传感器、温度传感器、水位传感器、水温水位传感器、显示控制板，以及其余部件多只单向阀、过滤阀、多只控制阀、多路进出管路口，以及自动增压管路等，构成整机及整个运行系统。它通过光传感器对外界光线的检测再由集成器通过各个传感器的检测依据编程来完成对整个系统的自动控制与运行。本发明具有太阳能热水器与光同步，适时采用电热棒进行恒温，其具有实用性强、自动化程度高、整体化强等特点。

Description

光控恒温非承压分体式太阳能热水器

技术领域

本发明涉及太阳能热水器，具体指一种光控恒温非承压分体式太阳能热水器。

背景技术

太阳能热水器作为一种洁净无污染的绿色环保装置正越来越受到人们的喜爱。目前，市面上流行的太阳能热水器多为台式或承压壁挂式。台式的主要构成形式为水箱与真空管联在一起；承压壁挂式的构成虽然水箱与集热器的分开但集热器的真空管与水箱之间通过一根封闭的金属管联在一起。台式的工作原理是：真空玻璃接受阳光的照射，使管内的水受热升温且浮升，与保温水箱中的水循环交换热量，达到全部水的升温。从结构和热传导方式来看这种太阳能热水器存在着如下缺陷：

一，真空玻璃管与保温水箱合为一体，所占用的空间很大，进水后热水器的工作负荷很大，这样在安放地点上有很大的局限性，从而形成往往只有顶楼住户才能安装使用太阳能热水器，其余用户想装都无法安装或使用。

二，由于台式太阳能热水器的采光的局限性、体积大安装的局限性，从而造成太阳能热水器的安装往往影响了城市建筑的美观及一体化，与此同时，非顶层用户的安装所带来的安全、渗漏水等引发的社会问题导制了地方物业管理部门及政府相关部门对太阳能热水器的限制。

三，真空玻璃管内水的热交换是在单个体管中进行的自然交换，在温度不高的情况下，这种热交换传递的速度非常缓慢，热交换效率十分低下。

四，由于水箱与真空管联在一起，且水箱在真空管上方，因此真空管内的水是永远无法流回水箱供使用。且真空管内的水是永久不更换因而其结水垢严重，其水质也随时间的推移不断变质变坏。

五，太阳能热水器放在室外，水箱的散热量很大，在寒冬低温低光照下(如晚上)，太阳能热水器与室内的进出水管路极易结冰、冻裂。

六，热水器在电热过程中，无法对水箱的水位进行控制，这样电热过程中的电能消耗大，其浪费也很惊人，且升温速度非常缓慢。

承压壁挂式太阳能热水器的工作原理是：真空玻璃管接受阳光的照射，所产生的辐射能加热真空管内的金属管，使金属管内的导热介质升温或汽化，从而浮升或强迫循环至水箱，在水箱内进行二次换热传递给水，介质降温之后下沉或强迫循环回真空管再受热，如此不断往复循环，加热水箱内的水。从结构和热传导方式来看及寿命上来讲这种太阳能热水器存在着一系列问题：

一，真空管在高温、长时间、空晒的状态下工作，其管内夹层中的吸热渡膜极易变质，从而失去其吸热功能。因此其实践结果证明使用寿命不能超过二年。

二，制造成本高，零售价也自然很高。

三，其需要二次换热，因此其热效能不高。

四，在电热过程中，无法对水箱内的水位进行控制，始终只能进行整桶水加热，这样电能的消耗大其电能浪费也很惊人，且升温速度同样非常缓慢。

五，由于循环金属管路内需要高压承压运行，及水箱内也高压承压，因此安全性低，且一但有故障其维修难度大、专业性强、且成本也非常高。等等。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述现有技术中存在的不足，提供一种安装自由、美观、与建筑一体化、强迫式循环热效率高、水箱与集热器室内室外分体安装、外机热水回流水箱、恒温、价格适中的太阳能热水器。

为实现此目的，本发明所设计的光控恒温非承压分体式太阳能热水器，它包括一只非承压内机及集热外机，内机主要由水箱、集成器、电热棒、双向循环泵、多只控制阀、光传感器、水位传感器、温度传感器、水温水位传感器、显示控制板，以及其余部件多只单向阀、过滤阀、排气口、多路进出管路口等构成，以及自动增压管路等，构成整机及整个运行系统。它通过光传感器对外界光线的检测再由集成器通过各个传感器的检测依据编程来完成对整个系统的自动控制与运行。本发明具有太阳能热水器与光照同步，能适时启动电热棒进行恒温，其实用性强、自动化程度高、整体化强等特点。

本发明的优点在于：

一，内机与集热外机分体安装，且集热外机可以任意自由安装，不影响整机的运行及热效能。

二，热水回流不仅提高整机30％的热效能，且完全避免寒冬冻坏管路。

三，整机非承压运行，结构简单合理，运行安全，制造成本低。

四，由于外机的水在低光强时排空回流内机水箱，其结水垢大大降低，且整机水是活水，其水质卫生、安全。

五，淋浴时自动启动双向循环泵进行增压，用水方便、出水快。

六，在外界光线低光强时，能自动启动电热棒进行恒温，且恒温时的水量能得到有效控制，这样电热的速度快、电能消耗小。

七，整机防溢流、防漏电。

附图说明

附图1为一种真空管型光控恒温非承压分体式太阳能热水器的结构示意图。

附图2为一种平板型光控恒温非承压分体式太阳能热水器的结构示意图。

附图3为一种平板型外机的截面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细描述：如图1、2中所示：光控恒温非承压分体式太阳能热水器，它包括一只非承压内机20，真空管型集热外机21或平板型集热外机23。一只集成器1，以及与之相应的光传感器5、双向循环泵2、电热棒29、多只控制阀4、8、水位传感器6、温度传感器7、水温水位传感器28、显示控制板9，以及其余部件多只单向阀10、11、过滤阀17、排气口16、多路进出管路口12、13、14、15、自动增压管路19、增压传感器0、保温层18构成内机，与集热外机配套构成整机及整机的运行系统。它通过光传感器5对外界光线的检测再由集成器1通过各个传感器的检测依据编程来完成对整个系统的自动控制、运行。

在上述光控恒温非承压分体式太阳能热水器：整机为非承压，属常压运行。

在上述光控恒温非承压分体式太阳能热水器，如图1所示：真空管型集热外机21主要由集热真空玻璃管22及其余部件构造而成。真空管型集热外机通过循环管路13、14与内机20连接构成光控恒温非承压分体式太阳能热水器。

在上述光控恒温非承压分体式太阳能热水器，如图2、3所示：平板型集热外机23主要由透光玻璃24、受热层25、吸热层26、保温层27及其余部件构造而成。平板型集热外机23通过循环管路13、14与内机20连接构成光控恒温非承压分体式太阳能热水器。

在上述光控恒温非承压分体式太阳能热水器：当光传感器5检测到设定启动光强值光线时，由集成器1启动系统进入有光程序，通过水位传感器6检测水箱3的水位，达到设定的水位值便进入下一运行程序。未达则打开控制阀8进水，达到设定的水位值之后关闭控制阀8；接着打开控制阀4及双向循环泵2通过循环管路13往太阳能热水器集热外机送水，在设定时间之后关闭控制阀4及双向循环泵2进入等待，当外界光线达到设定的循环光强值时，打开控制阀4及双向循环泵2进行定时间隙性循环程序；当外界光线未达循环光强值，进入等待；当外界光线未达到启动光强值，在设定的等待时间之后打开控制阀4及双向循环泵2通过循环管路13进行定时强迫式回水，达到设定时间之后，关闭控制阀4及双向循环泵2，进入电热恒温程序。通过温度传感器7的检测，若水箱3内的水温未达设定的水温值时，集成器1便启动电热棒29对水进行加热。达到设定的水温值便关闭电热棒29进入待机。

在上述光控恒温非承压分体式太阳能热水器：在有光运行过程中，当外界光线未达到启动光强值时，集成器1便启动打开控制阀4及双向循环泵2通过循环管路13进行定时强迫式回水，达到设定时间之后，关闭控制阀4及双向循环泵2；或打开控制阀4通过集热外机高于内机20的自然落差进行回水。回水之后整机进入电热恒温程序或待机。

在上述光控恒温非承压分体式太阳能热水器：在长期无光照整机未能正常运行的情况下，可启动显示控制板9上的按键进行手动电热恒温，集成器1通过水位传感器6的检测，若水位未达设定的水位值打开控制阀8进行加水，达设定水位值关闭控制阀8。接着集成器1启动电热棒29对水进行加热，通过温度传感器7的检测，水温达设定的水温值时关闭电热棒29，进入待机。

在上述光控恒温非承压分体式太阳能热水器：整机在任何状态时，打开沐浴开关用水，集成器1通过增压传感器0对用水开关与增压管路之间的落差所产生的自然压力的检测，自动终至所有程序，打开双向循环泵2进行增压。

在上述光控恒温非承压分体式太阳能热水器：在无光待机或手动电热过程中，若水箱3内的水位下降，集成器1不进行再次加水。

在上述光控恒温非承压分体式太阳能热水器：整机在有光运行状态下，若水箱3内的水位下降，集成器1通过水位传感器6的检测在设定的等待时间之后将自动打开控制阀8进行补水，达到设定的水位值便关闭控制阀8。

在上述光控恒温非承压分体式太阳能热水器：整机在任何状态中，双向循环泵2的工作时间在超过设定保护时间之后集成器1将自动终至双向循环泵2的工作，以保护双向循环泵2。

在上述光控恒温非承压分体式太阳能热水器：整机由显示控制板9显示温度或运行状态，或控制整机的运行。

在上述光控恒温非承压分体式太阳能热水器：整机通过水温水位传感器28达到可移动的温度及水位的显示。

Claims (11)

1.一种光控恒温非承压分体式太阳能热水器，其特征在于：它包括一只非承压内机(20)，真空管型集热外机(21)或平板型集热外机(23)，一只集成器(1)，以及与之相应的光传感器(5)、双向循环泵(2)、电热棒(29)、多只控制阀(4)(8)、水位传感器(6)、温度传感器(7)、水温水位传感器(28)、显示板(9)，以及其余部件多只单向阀(10)(11)、过滤阀(17)、排气口(16)、多路进出管路口(12)(13)(14)(15)、自动增压管路(19)、增压传感器(0)、保温层(18)构成内机，与集热外机配套构成整机及整机的运行系统。它通过光传感器(5)对外界光线的检测再由集成器(1)通过各个传感器的检测依据编程来完成对整机系统的自动控制与运行。

2.根据权利要求1所述的光控恒温非承压分体式太阳能热水器，其特征在于：整机为非承压，属常压运行。

3.根据权利要求1所述的光控恒温非承压分体式太阳能热水器，其特征在于：真空管型集热外机(21)主要由集热真空玻璃管(22)及其余部件构造而成。真空管型集热外机通过循环管路(13)(14)与内机(20)连接构成光控恒温非承压分体式太阳能热水器。

4.根据权利要求1所述的光控恒温非承压分体式太阳能热水器，其特征在于：平板型集热外机(23)主要由透光玻璃(24)、受热层(25)、吸热层(26)、保温层(27)及其余部件构造而 成。平板型集热外机(23)通过循环管路(13)(14)与内机(20)连接构成光控恒温非承压分体式太阳能热水器。

5.根据权利要求1所述的光控恒温非承压分体式太阳能热水器，其特征在于：当光传感器(5)检测到设定启动光强值光线时，由集成器(1)启动系统进入有光程序，通过水位传感器(6)检测水箱(3)的水位，达到设定的水位值进入下一运行程序。未达打开控制阀(8)加水，达到设定的水位值之后关闭控制阀(8)；接着打开控制阀(4)及双向循环泵(2)通过循环管路(13)往太阳能热水器集热外机送水，在设定时间之后关闭控制阀(4)及双向循环泵(2)进入等待，当外界光线达到设定的循环光强值时，打开控制阀(4)及双向循环泵(2)进行定时间隙性循环程序；当外界光线未达循环光强值，进入等待；当外界光线未达到启动光强值，在设定的等待时间之后打开控制阀(4)及双向循环泵(2)通过循环管路(13)进行定时强迫式回水，达到设定时间之后，关闭控制阀(4)及双向循环泵(2)，进入电热恒温程序。通过温度传感器(7)的检测，若水箱(3)内的水温未达设定的水温值时，集成器(1)便启动电热棒(29)对水进行加热。达到设定的水温值便关闭电热棒(29)进入待机。

基本程序为：光传感器(5)-集成器(1)-水位传感器(6)-控制阀(8)-加水-水位值-控制阀(8)-控制阀(4)及双向循环泵(2)-送水-控制阀(4)及双向循环泵(2)-等待-定时间隙性循环-等待-控制阀(4)及双向循环泵(2)-电热恒温-温度传感器(7)-未达 设定值-集成器(1)-电热棒(29)-达到设定值-关闭电热棒(29)-待机。

6.根据权利要求1所述的光控恒温非承压分体式太阳能热水器，其特征在于：在有光运行过程中，当外界光线未达到启动光强值时，集成器(1)便打开控制阀(4)及双向循环泵(2)通过循环管路(13)进行定时强迫式回水，达到设定时间之后，关闭控制阀(4)及双向循环泵(2)；或打开控制阀(4)通过集热外机高于内机(20)的自然落差进行回水。回水之后整机进入电热恒温或待机程序。

7.根据权利要求1所述的光控恒温非承压分体式太阳能热水器，其特征在于：在长期无光照整机未能正常运行的情况下，可启动显示控制板(9)上的按键进行手动电热恒温，集成器(1)通过水位传感器(6)的检测，若水位未达设定的水位值打开控制阀(8)进行加水，达设定水位值关闭控制阀(8)。接着集成器(1)启动电热棒(29)对水进行加热，通过温度传感器(7)的检测，水温达设定的水温值时关闭电热棒(29)，进入待机。

8.根据权利要求1所述的光控恒温非承压分体式太阳能热水器，其特征在于：整机在任何状态时，打开沐浴开关用水，集成器(1)通过增压传感器(0)对用水开关与增压管路之间的落差所产生的自然压力的检测，自动终至所有程序，打开双向循环泵(2)进行增压。

9.根据权利要求1所述的光控恒温非承压分体式太阳能热水器，其特征在于：整机在无光待机或手动电热过程中，若 水箱(3)内的水位下降，集成器(1)不进行再次加水。

10.根据权利要求1所述的光控恒温非承压分体式太阳能热水器，其特征在于：整机在有光运行状态下，若水箱(3)内的水位下降，集成器(1)通过水位传感器(6)的检测在设定的等待时间之后将自动打开控制阀(8)进行补水，达到设定的水位值便关闭控制阀(8)。

11.根据权利要求1所述的光控恒温非承压分体式太阳能热水器，其特征在于：整机在任何状态中，双向循环泵(2)的工作时间在超过设定保护时间之后集成器(1)将自动终至双向循环泵(2)的工作。 

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