CN102997461A

CN102997461A - 可实现全自动上水、管道排空及一开即热式太阳能热水器

Info

Publication number: CN102997461A
Application number: CN2011102807327A
Authority: CN
Inventors: 赵博
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-12
Filing date: 2011-09-12
Publication date: 2013-03-27

Abstract

本发明涉及一种可实现全自动上水、管道排空及一开即热式太阳能热水器，包括水箱、浮球开关、出水管、进水管，所述水箱顶部一侧设置浮球开关；所述进水管室外段一处设置温度传感器并自水箱底部插入先伸至顶部连接上三通单向阀，再伸回至水箱底部；所述出水管自水箱端盖一侧上部伸出，依次连接电动阀、三通管、流量开关至混水阀；所述进水管下端依次设置阀门、电磁阀，并与出水管下端相连，连接处分别设置温度传感器、管道泵、单向阀。本发明具有全自动上水、稳定可靠、使用方便等优点，还可顶出真空管内的热水加以利用；在冬季，可根据室外管内温度自动进行管道排空防冻；出水管内的冷水可重新循环至水箱内，混水阀一开即可出热水，节约水资源。

Description

可实现全自动上水、管道排空及一开即热式太阳能热水器

技术领域

本发明涉及一种太阳能热水器，尤其涉及一种可实现全自动上水、管道排空及一开即热式太阳能热水器。

背景技术

现有太阳能热水器的自动上水装置，大都采用仪表控制，其所用的传感器结垢快、易失灵、故障率高。目前的太阳能热水器冬季管道防冻主要采用两种方法：一是用保温材料保温，二是保温材料保温加电伴热(即在上下水管外缠绕电热带)；若采用前者，当太阳能热水器在长时间内水不流通时，存水管道仍会冻结，并且因为有保温材料的存在，反而使化冻更困难；若采用后者，则需用大量电能加热，而且时有起火引燃房屋的恶性事故发生，加上电伴热材料的价格也比较高，难以为广大用户所接受。另外，装在屋顶上的太阳能热水器，特别是住在低层用户，在使用热水前，往往要放掉不少冷水，为此浪费了不少水资源。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种可实现全自动上水、管道排空及一开即热式太阳能热水器，以解决现有技术的诸多不足。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明可实现全自动上水、管道排空及一开即热式太阳能热水器，包括水箱、浮球开关、出水管、进水管，其特征在于：所述水箱顶部一侧设置浮球开关；所述出水管从水箱端盖一侧上部伸出，依次连接电动阀、三通管、流量开关至混水阀；所述进水管室外段一处设置温度传感器并自水箱底部插入伸至顶部连接上三通单向阀，再伸回至水箱底部，且其管口末端开设若干小孔；所述进水管下端依次设置阀门、电磁阀然后再分别连接至混水阀与自来水进口，且进水管与出水管下端相连，连接处分别设置温度传感器、管道泵、单向阀。用户用水时，进水管上的电磁阀会通电打开向水箱补水，实现自动上水；冬季温度过低时，进水管下端的阀门会打开，同时空气从三通单向阀、三通管的上孔中分别进入进水管、出水管内，实现管道排空；用户用水前，管道泵可通电工作将出水管内冷水经进水管重新循环至水箱内，实现一开即热。

本发明可实现全自动上水、管道排空及一开即热式太阳能热水器，所述浮球开关组件底部的浮球与浮球棒连接为一体结构，位于浮球棒上端设置螺钉状的浮球棒接杆并配置垫圈，位于浮球棒外部套有浮球棒导套；所述浮球棒导套顶部安装浮球开关帽，该浮球开关帽内部设有微动开关，并与浮球棒导套端口之间设置一层硅胶膜。浮球开关组件底部的浮球可随水箱中的水位上下移动使微动开关断开或闭合，进而控制安装在进水管上的电磁阀的通断。

本发明的有益效果为：具有全自动上水、稳定可靠、使用方便等优点，它采用一端进水一端出水，使水箱内流水不腐，水质新鲜，利用冷水下沉热水上浮的原理，还可顶出真空管内的热水加以利用，同时水箱处于满负荷，抗风强，能彻底解决电加热无水干烧，冷水激炸真空管的后顾之忧；在冬季，可根据室外进水管内温度自动进行管道排空防冻；此外，出水管内的冷水可重新循环至水箱内，混水阀一开即可出热水，节约水资源。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的结构组成示意图；

图2为本发明的浮球开关组件结构示意图；

图3为本发明的工作流程示意图；

图4为本发明的一种控制电路原理图。

图中：1.水箱，2.排气孔，3.三通单向阀，4.浮球开关，5.电动阀，6.三通管，7.出水管，8.温度传感器，9.管道泵，10.单向阀，11.流量开关，12.混水阀，13.自来水进口，14.电磁阀，15.阀门，16.温度传感器，17.进水管，18.小孔，41.浮球，42.水箱保温层，43.浮球棒导套，44.浮球棒，45.防脱螺钉，46.垫圈，47.浮球棒接杆，48.硅胶膜，49.微动开关，410.电线，411.浮球开关帽。

具体实施方式

如图1所示，给出了本发明的结构组成示意图，包括水箱1、浮球开关4、出水管7、进水管17，所述水箱1顶部一侧设置浮球开关4，另一侧设有排气孔2；所述出水管7从水箱1端盖一侧上部伸出，依次连接电动阀5、三通管6、流量开关11至混水阀12；所述进水管17室外段一处设置温度传感器16并自水箱1底部插入伸至顶部连接上三通单向阀3，再伸回至水箱1底部，且其管口末端开设若干小孔18；所述进水管17下端依次设置阀门15、电磁阀14然后再分别连接至混水阀12与自来水进口13，且进水管17与出水管7下端相连，连接处分别设置温度传感器8、管道泵9、单向阀10。

上述实施例中，首先，在实现自动上水功能模块时：①当用户打开混水阀12用水时，流量开关11闭合，同时水箱1中的水位开始下降，浮球开关4组件底部的浮球随水位下移，稍后其内部微动开关(常闭型)闭合，进水管17上的电磁阀14通电打开，向水箱1补水；②当水位升高后，浮球开关4组件底部的浮球随水位上移，使其内部微动开关断开，进水管17上的电磁阀14延时片刻失电关断，停止补水，即实现了太阳能热水器的自动上水；③非用水情况下，电磁阀14不会通电工作向水箱1补水，用户用水的同时，进水管17会向水箱1中补充冷水，故进水管17管口末端采用多小孔状(小孔切勿朝上)，均匀发散冷水，由于冷水在下，热水在上，不会发生热对流，再者，水的导热能力很差，很少发生热传递，因此冷热水基本上不会混合。

上述实施例中，其次，在实现管道排空功能模块时：①在冬季，当进水管17室外段内的温度降至一定值时，控制电路会自动关断电动阀5并打开阀门15延时一段时间，此时空气会从三通单向阀3、三通管6的上孔分别进入进水管17、出水管7内将其排空；②当温度回升至一定值后，用户若需用水，按一下电动阀5的开通按键使其开通，即可恢复正常用水状态；③在实际安装中，若将温度传感器16、电动阀5省去不装，阀门15改装为手动阀门，可简化装置降低成本，冬季需排空时，用户先切断控制电路电源，打开手动阀门15进行管道排空，此时水箱1中的水位会被排空降至出水管口以下，下次用水前，用户再关闭手动阀门15，并合上控制电路的电源开关。

上述实施例中，最后，在实现一开即热功能模块时：①当用户在用水前按一下循环按键时，管道泵9通电工作，将出水管7内的冷水经进水管17重新循环至水箱1内，待热水流至温度传感器8处，管道泵9自动断电停止工作，用户一打开混水阀12便可用到热水；②当水箱无热水时，即始终无热水流至温度传感器8处，管道泵9也将在工作一段时间后自动断电停止工作；③在实际生产制造中，可将温度传感器8、管道泵9、单向阀10与流量开关11、电磁阀14、阀门15整合在一起，以方便用户安装使用。

如图2所示，给出了本发明的浮球开关组件结构示意图，包括浮球41、浮球棒导套43、浮球棒44、防脱螺钉45、垫圈46、浮球棒接杆47、微动开关49、浮球开关帽411，所述浮球棒导套43设置于水箱保温层42内，其中的浮球41与浮球棒44连接为一体结构，位于浮球棒44上端设置螺钉状的浮球棒接杆47并配置垫圈46，位于浮球棒44外部套有浮球棒导套43并通过防脱螺钉45锁定，所述浮球棒导套43顶部安装浮球开关帽411并且浮球开关帽411与浮球棒导套43端口之间设置一层硅胶膜48密封防水，该浮球开关帽411内设有微动开关49并引出电线410。安装时，先用导线固定在浮球棒44的上方，从水箱1底部的真空管孔穿入，再从浮球棒导套43中穿出，然后旋入防脱螺钉45，撤掉导线，垫上垫圈46，旋入浮球棒接杆47，再垫上硅胶膜48，旋紧浮球开关帽411即可。太阳能热水器首次安装好后，接通自来水，待水上满时，在图1三通管6处观察水箱1中的水位，理想水位是稍微高出水箱1内出水管7管口，水位过低或过高，可通过调节垫圈46的厚度至理想水位。

如图3-4所示，给出了本发明的工作流程示意图和一种控制电路原理图，当合上电源隔离开关QS后，220V市电经变压，整流，滤波后输出+12V直流电，L1为电源指示灯。首先，关于管道排空功能模块控制电路，其温度传感器RT1为负温度系数热敏电阻，RT1、R1、R2、R3与二电压比较器LM393构成桥式温度检测电路；当冬季进水管室外段内的温度低于一定值时，IC1输出低电平，晶体管T1、T4截止，T2、T3导通，排空指示灯L3亮，电动阀YM反转关断，同时T5导通，阀门YV1打开进行管道排空，待电容C2电压充到击穿稳压管DZ1时(时间为几分钟)，T5截止，阀门YV1失电关断；当温度回升至一定值后，IC1输出高电平，晶体管T1、T4导通，T2、T3截止，用户若需用水，按一下电动阀开通按键SH1(长按片刻确保电动阀开通完全)，开通指示灯L2亮，电动阀YM正转开通，电路恢复正常用水控制状态。其次，关于一开即热功能模块控制电路，其温度传感器RT2为负温度系数热敏电阻，RT2、R8、R9、R10与二电压比较器LM393构成桥式温度检测电路；用户用水前按一下循环按键SH2，继电器KA线圈得电常开触头闭合自锁，管道泵M通电工作，同时循环指示灯L5亮，蜂鸣器HA响，进行声光提示；待热水流至温度传感器RT2时，IC2输出低电平，晶体管T7、T8分别截止，KA线圈失电常开触头断开，管道泵M断电停止工作；若水箱无热水，即始终无热水流至温度传感器RT2，待电容C4电压充到击穿稳压管DZ2时(时间为几分钟)，晶体管T7、T8分别截止，管道泵M也将停止工作。最后，关于自动上水功能模块控制电路，用户用水时，流量开关SL闭合，稍后浮球开关SQ闭合，T6导通，电磁阀YV2得电打开向水箱补水，同时上水指示灯L4亮；流量开关SL与浮球开关SQ有一者断开后，在R6、C3作用下，T6延时截止(时间为几秒)，电磁阀YV2继续打开片刻才关断停止补水。

对于以上所述内容的备注为：①在管道排空状态即晶体管T1截止情况下，自动上水和一开即热功能模块的控制电路不会工作，若为手动排空装置则需把K1闭合将晶体管T1短接；②在自动上水功能模块控制电路中设置流量开关SL，目的是确保用户不用水情况下电磁阀YV2不会通电打开向水箱补水，以防真空管炸裂等意外因素造成进水管上水不止，用户每次用水结束最好随手关断电源隔离开关QS(冬季需实时监控进水管内温度除外)；③首次安装、手动排空或自来水压不足未能及时向水箱补水等情况下，出水管内无水流动，流量开关SL无法闭合，这时需手动闭合K2强制上水，待用水恢复正常后即可立即断开K2。

以上实施例是本发明较优选具体实施方式的一种，本领域技术人员在本技术方案范围内进行的通常变化和替换应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种可实现全自动上水、管道排空及一开即热式太阳能热水器，包括水箱(1)、浮球开关(4)、出水管(7)、进水管(17)，其特征在于：所述水箱(1)顶部一侧设置浮球开关(4)，所述出水管(7)自水箱(1)端盖一侧上部伸出，依次连接电动阀(5)、三通管(6)、流量开关(11)至混水阀(12)；所述进水管(17)室外段一处设置温度传感器(16)并自水箱(1)底部插入伸至顶部连接上三通单向阀(3)，再伸回至水箱(1)底部，且其管口末端开设若干小孔(18)。

2.根据权利要求1所述的可实现全自动上水、管道排空及一开即热式太阳能热水器，其特征在于：所述进水管(17)下端依次设置阀门(15)、电磁阀(14)然后再分别连接至混水阀(12)与自来水进口(13)；所述出水管(7)下端与进水管(17)下端相连，连接处分别设置温度传感器(8)、管道泵(9)、单向阀(10)。

3.根据权利要求1所述的可实现全自动上水、管道排空及一开即热式太阳能热水器，其特征在于：所述浮球开关(4)组件底部的浮球(41)与浮球棒(44)连接为一体结构，位于浮球棒(44)上端设置螺钉状的浮球棒接杆(47)并配置垫圈(46)，位于浮球棒(44)外部套有浮球棒导套(43)；所述浮球棒导套(43)顶部安装浮球开关帽(411)，该浮球开关帽(411)内部设有微动开关(49)，并且与浮球棒导套(43)端口之间设置一层硅胶膜(48)。