CN103542551B - 一种耦合集热水箱和饮用水箱的太阳能热水器系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耦合集热水箱和饮用水箱的太阳能热水器系统，包括集热水箱以及与集热水箱换热的真空集热管，在集热水箱内还设置有一饮用水箱，该饮用水箱采用导热金属制成，在饮用水箱上设置有饮用水进水口以及饮用水出水口，在饮用水出水口连有电子排水阀和饮用水过渡管，且第二进水管和饮用水过渡管连接至集热水箱的外部；饮用水过渡管连接一室内饮水机，该饮水机包括一号水箱和二号水箱，一号水箱内设置有饮用水用加热器，饮用水过度管连接至饮水机的一号水箱。本发明相对于现有支架固定式太阳能热水器，具有成本制热效果好，健康、环保、耗电量小和无污染等优点，实践证明能节约用电35%以上。实现了饮用水与非饮用水的同时使用。

Description

一种耦合集热水箱和饮用水箱的太阳能热水器系统

技术领域：

本发明涉及一种太阳能热水器，尤其涉及一种耦合集热水箱和饮用水箱的太阳能热水器系统。

背景技术：

当前能源问题已成为全世界共同关注的焦点问题，按照中央提倡的全面协调可持续的科学发展观，逐步建立我国能源可持续发展体系已提上日程。随着社会发展，人们的物质文化生活水平得到了显著提高。太阳能热水器作为一种改善人们生活条件的家用设备，无论在城市还是农村都得到了广泛的应用。

中国太阳能热水器行业发展迅速，新型智能化太阳能热水器占领市场，其容量巨大。而现有太阳能热水器虽在外观上千变万化，但仍然改变不了二次储水和冷、热水多次混合的属性。

由于现有太阳能热水器集热水箱内储存的水属于二次储水，使自来水中本来用于消毒杀菌的余氯，经一段时间的储蓄和冷、热水多次混合后会自然分解，起不到消毒的作用，不能作为饮用水。因此，为了克服现有热水器的弊端，迫切需要发明一种符合环保要求的新型太阳能热水器。

综合所述：现有太阳能热水器只能用于洗浴和卫生间设施的清洗用水，不能作为饮用水和食用洗涤用水，现有支架固定式太阳能热水器，存在使用功能单一的缺点。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种耦合集热水箱和饮用水箱的太阳能热水器系统，具备高效、节能、安全和环保，造价低、耗电量小和一物两用等优点。

技术方案：为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种耦合集热水箱和饮用水箱的太阳能热水器系统，包括集热水箱以及与所述集热水箱换热的真空集热管，在所述的集热水箱上设置有集热水箱进水口和集热水箱出水口，在集热水箱进水口连有第一电子进水阀和第一进水管，在集热水箱出水口连有直通排水阀和非饮用水管，在集热水箱内还设置有一第一温度传感器，其特征在于：在所述的集热水箱内还设置有一饮用水箱，该饮用水箱采用导热金属制成，在饮用水箱上设置有饮用水进水口以及饮用水出水口，在饮用水进水口连有第二电子进水阀和第二进水管，在饮用水出水口连有电子排水阀和饮用水过渡管，且所述第二进水管和饮用水过渡管连接至所述集热水箱的外部；所述饮用水过渡管连接一室内饮水机，该饮水机包括一号水箱和位于一号水箱下端的二号水箱，在所述的一号水箱内设置有饮用水用加热器，所述的饮用水过渡管连接至饮水机的一号水箱，在所述饮用水箱出水口的出水端设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器测量温度达到一设定温度值时将信号传输至电子排水阀的信号输入端，电子排水阀自动打开将饮用水箱内的饮用水流入到所述饮水机的一号水箱。

所述二号水箱的上顶板兼作为一号水箱的下底板，在所述一号水箱内还设置有温控显示器和温控开关，在所述的一号水箱和二号水箱之间设置有一电子球阀，所述温控开关控制所述的饮用水用加热器加热一号水箱中的水，在水温达到设定温度下停止加热，并控制所述电子球阀将一号水箱的水放到二号水箱中；在所述的二号水箱内设置有水位控制仪以及水位控制仪感应器，在所述饮用水箱进水口的进水端设置有饮用水箱电子进水阀，当饮水机二号水箱的水位达到设定的位置时，水位控制仪将信号传至饮用水箱电子进水阀，饮用水箱电子进水阀停止进水，当二号水箱的水位低于设定水位时，水位控制仪将信号传输至饮用水箱电子进水阀，饮用水箱电子进水阀开始进水。

在所述的集热水箱还设置有辅助加热器。

所述的饮用水箱的箱体制作成格珊形。

所述集热水箱上端安装有集热水箱水位控制仪，所述集热水箱进水管连有集热水箱自动给水电磁阀，所述集热水箱用水位控制仪的信号输出端与自动给水电磁阀的信号输入端连接

本发明饮用水箱通过支架固定在集热水箱内部，饮用水箱（格珊水箱）充分浸置于集热水中，使得它与集热水之间有较大的接触面积，达到充分吸热的目的，完成饮用水的初次加热。夏天饮用水箱的温度达到50度时，饮用水箱的温度传感器将信号传输到电子排水阀，电子排水阀自动排水，阴雨天在40度时电子排水阀自动排水，冬季饮用水箱的水温40度时，电子排水阀自动排水。

更进一步的所述辅助加热器安装在集热水箱的内部右侧壁底部，根据温度显示器和温控开关的设定，夏季阴雨天气，集热水箱（主水箱）的温度低于30度时辅助加热器开始工作。冬季在极端天气，集热水箱的水温低于20度时开始工作，如果是连续阴雨天辅助加热器工作频繁。但无论是夏季，还是冬季在一般工况下，温度显示器50度时发出信号，应急加热器自动停止工作。

更进一步的所述饮水机包括一号水箱（加热箱）和二号水箱（保温箱）。所述饮水机的内桶体是用不锈钢制作，桶体外层覆有保温片和高效保温材料。所述饮水机为挂壁式，所有用过度管的外壁均采用高效保温材料。

更进一步的所述饮水机的二号水箱的上顶板兼作一号水箱的下底板，一号水箱通过电子球阀与二号水箱相通。当一号水箱的水温达到100度时，温控开关将信号传递到电加热器的信号输入端，电加热器自动关闭。同时温控开关将信号传输到电子球阀的信号输入端，电子球阀自动打开将烧开的水流入二号水箱，这样就不会让饮用水重复加热，破坏水质。

更进一步的所述饮用水箱通过导水管与外界电子进水阀、进水管连接，所述在集热水箱外圆的下端左侧设有饮用水箱排水阀，连有饮用水过度管。所述集热水箱的外部右侧壁上端设有进水管连有电磁进水阀（主水箱的进水阀）。所述集热水箱的内部右侧壁上端设有水位控制仪在电磁进水阀上端设有集热水箱溢水管，在集热水箱的外圆的下端右侧设有集热水箱出水管连有直通阀。所述在集热水箱外圆的上端设有水温显示器，连有控制开关，在水箱内右侧壁下端设有辅助加热器。所述水温显示器的信号输出端与辅助加热器的信号输入端连接。

更进一步的所述饮用水箱的电子进水阀连有流量设定器。所述在饮用水箱的左侧上端设有溢水孔。所述溢水管与集热水箱左侧板是相导通的，这样溢水管的水可以通入溢水管道。

更进一步的所述太阳能集热水箱右侧内壁上安装有水位控制仪。所述进水管连有自动给水电子阀。所述水位控制仪的信号输出端与自动给水电磁阀的信号输入端连接。

有益效果：

1、本发明通过集热水箱和饮用水箱的耦合实现冷、热交换，完成对饮用水的初次吸热，由于饮用水箱是采用的不锈钢薄板制作而成，且箱体是薄型多孔，吸热效果好，完全环保型。通过控制开关和辅助装置，可以实现整个加热过程和日常维护的智能化。在使用饮用水箱时不影响热水器的正常应用，二者可以同时使用，与现有热水器相比较。现有太阳能热水器只能用于洗浴、洗衣、打扫家庭卫生的洗涤用水，不能作为饮用水和食用洗涤用水。本发明的热水器饮用水箱的水绝对环保，不存在二次储水。可以洗菜、做饭、烧开水，经过饮水机加热后可以直接饮用，克服了太阳能热水器存在使用功能单一的缺点。

2、与现有太阳能热水器相比，现有太阳能热水器的水属于多次加温，主要是因为热水器长年使用，有一部分是陈水（即没有用完的水），会有污垢积存。其中的有害物质是非常多的，此外热水器里的水即便达到了100度，加热时间也是很长的，在此过程中，会有很多亚硝酸盐生成，而亚硝酸盐则是威胁人类健康的主要杀手。所以现有太阳能热水器的水不能作为饮用水。本发明的热水器不存在多次加温，因为每当饮用水箱的水达到设定温度时，饮用水箱的电子排水阀自动打开，将水通入饮水机的过度管，流入饮水机的一号水箱快速加热。当水温达到100度时温控开关将信号传递到电加热器的信号输入端。电加热器自动关闭，同时饮水机温控开关将信号传输到电子球阀的信号输入端，电子球阀自动打开将烧开的水流入二号水箱，这样就不会让饮用水重复加热，破坏水质。

3、快速加热与现有热水器相比较，现有太阳能热水器只有一个水箱（集热水箱）。本发明的太阳能热水器系统设有两个水箱，集热水箱和饮用水箱。另外附设有饮水机，其饮水机包括一号水箱和二号水箱，当二号水箱的开水储存到设定位置，水位控制仪的感应器将信号输出端与饮用水箱电子进水阀的信号输入端连接，电子进水阀自动关闭。当饮水机的二号水箱的水位低于设定位置时，水位控制仪将信号传至电子进水阀，电子进水阀自动关闭，这样保证了饮水机的快速加热。在系统正常运行的工况下，饮用水箱是有水的，饮水机二号水箱水位达到设定位置时，饮用水箱和饮水机过度管是空着的。这样就不可能出现重复加热。解决了多年来太阳能热水器的水不能饮用的难题，节约用电35%以上。

附图说明

图1为一种耦合集热水箱和饮用水箱的太阳能热水器的内部结构图；

图2为一种耦合集热水箱和饮用水箱的太阳能热水器的主视图；

图3为一种耦合集热水箱和饮用水箱及连有饮水机的系统分布示意图；

图4为饮水机的结构图。

图中：1集热水箱、2饮用水箱、3饮用水箱溢水管、4饮用水箱进水管、5饮用水箱导水管、6饮用水箱电子进水阀、7水阀流量设定器、8饮用水箱出水管、9集热水箱进水管、10温度传感器、11应急加热器、12集热水箱用温控开关、13集热水箱用溢水管、14饮用水箱用支架、15集热水箱用水位控制仪、16集热水箱用电子进水阀、17集热水箱用直通阀门、18饮用水箱用电子排水阀、19饮用水箱过度管用外螺母、20饮用水箱过度管用内螺母、21饮水机用过度管、22集热水箱出水管、23集热水箱出水管用大螺母、24集热水箱水温显示器、25非饮用水管、26真空集热管通条、27真空集热管、28真空集热管座脚、29饮水机用智能开关、30饮水机、31饮水机用温控显示器、32饮水机用电子球阀、33饮水机用水位控制仪、34饮水机用水位控制仪感应器、35饮水机用加热器、36饮水机用快开水嘴、37一号水箱、38二号水箱、39集热水箱用支架、40饮水机用电源指示灯、41饮水机用温控开关。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明

如附图1、附图2、附图3、附图4、所示，一种耦合集热水箱和饮用水箱的太阳能热水器系统。其特征在于：包括机架主体39和置于支架上的太阳能集热水箱1。所述集热水箱支架39，由左右立柱钢板、侧面钢板和底盘框架连接组合成三角形支架。支架39的上端安装太阳能集热水箱1，三角形支架的前面外侧安装有真空集热管固定通条26，真空集热管通条26上规范装有真空集热管座脚28，真空集热管座脚28上装有真空集热管27，太阳能集热水箱1的内桶体是用不锈钢制作。所述桶体外层覆有保温片和高效保温材料。所述集热水箱（主水箱）1内有饮用水箱导水管5、饮用水箱2、饮用水箱用出水管8、集热水箱用应急加热器11、集热水箱用温度显示器24、集热水箱进水管9、集热水箱电子进水阀16、集热水箱水位控制仪15、集热水箱溢水管13、集热水箱出水管22、集热水箱用直通阀门17、非饮用水管道25。所述集热水箱1右侧内壁上端安装有水位控制仪15.所述进水管9连有自动给水电磁阀16.所述水位控制仪15的信号输出端与自动给水电磁阀16的信号输入端连接。所述集热水箱1的外圆前面上端设有水温显示器24，连有温控开关12，在集热水箱内右侧壁下端设有辅助加热器11,。所述水位显示器24的信号输出端与辅助加热器11的信号输入端连接。所述集热水箱1的内桶体材料均为不锈钢板制作。所述内桶体外层覆盖有保温片和高效保温材料，主要防止集热水箱内桶体与外界产生热交换。所述饮用水箱通过支架固定在集热水箱的内部。所述饮用水箱的主要装置有，饮用水箱用电子进水阀、水阀流量设定器、导水管、箱体、溢水管、出水管、电子排水阀。所述饮用水箱2通过导水管与外界进水管4连接。所述饮用水箱的出水管8通过电子排水阀与外界饮水机过度管21连接。所述饮水机过度管21的上端与饮用水箱的电子排水阀18连接。所述饮水机过度管21的另一端与饮水机的一号水箱37连接。所述饮用水箱2的箱体是采用国标合格的不锈钢薄板制作，因为不锈钢传热、导热快、箱体最大容量15公升，箱体长80公分，高30公分，厚10公分。为了充分吸热，完成冷、热交换，将箱体制作成格珊形，加之饮用水箱完全浸置于集热水中，使得它与集热水箱的集热水之间有着较大的接触面积，达到了充分吸热的目的。

所述饮水机的主要装置有，一号水箱37，电源指示灯40，智能开关29，温度显示器31，温控开关41，加热器35，电磁球阀32，二号水箱38，水位控制仪33，感应器34，快开式热水嘴36.所述饮水机的内桶体是用不锈钢制作，桶体外层覆有保温片和高效保温材料。所述饮水机高650MM，宽350MM，厚250MM。所述饮水机包括一号水箱和二号水箱，一号水箱容量为15公升，二号水箱容量为45公升。所述二号水箱38的上顶板兼作为一号水箱37的下底板，二号水箱38通过电子球阀32与一号水箱37 相通，当一号水箱的水温达到100度时，温控开关将信号传递到电加热器35，加热器自动关闭。同时温控开关将信号传输到电子球阀32的信号输入端。电子球阀自动打开，将烧开的水流入二号水箱38，这样就不会让饮用水重复加热，破坏水质。所述系统在正常的工况下一号水箱37将烧开的水通过电子球阀32流入二号水箱38，当二号水箱38的水位达到设定的位置时，水位控制仪33将信号传至饮用水箱电子进水阀6，电子进水阀停止进水，当二号水箱38的水位低于设定水位时，水位控制仪33将信号传输至饮用水箱电子进水阀6，电子进水阀开始进水。

通过实验表明：现有太阳能热水器集热水箱里的水，亚硝酸盐明显超标，亚硝酸盐能够使人中毒，这是因为自来水中含有部分有机物，集热水箱的水存储时间长，就会产生亚硝酸盐，而一般家庭中太阳能集热水箱很容易积下陈水，属于多次加热。所以现有太阳能热水器的水不能作为饮用水。本发明的热水器不存在多次加温。因为每当饮用水箱的水温达到设定温度时，温度传感器将信号传输到饮用水箱电子排水阀。饮用水箱的电子排水阀门自动打开，将水通入饮用水过度管，流入饮水机的一号水箱快速加热。当水温达到100度时温控开关将信号传递到电加热器的信号输入端，电加热器自动关闭。同时饮水机温控开关将信号传输到电子球阀的信号输入端，电子球阀自动打开将烧开的水流入二号水箱，这样既保证了饮用水的快速加热，又不会让饮用水重复加热，破坏水质。

本发明的热水器的辅助装置饮水机一号水箱的电加热器功率800W，而从饮用水箱流出的水是50度，这样可以节约用电35%以上。在系统正常运行的工况下。饮用水箱里是有水，当饮水机二号水箱的水位达到设定读数时，饮水机感应器将信号传输到饮用水箱的电子进水阀，让饮用水箱的电子进水阀停止进水。饮用水箱和饮水机过度管是空着的，这样就不可能出现积下陈水，更不会产生饮用水多次加温的现象。

Claims (4)

1. 一种耦合集热水箱和饮用水箱的太阳能热水器系统，包括集热水箱以及与所述集热水箱换热的真空集热管，在所述的集热水箱上设置有集热水箱进水口和集热水箱出水口，在集热水箱进水口连有第一电子进水阀和第一进水管，在集热水箱出水口连有直通排水阀和非饮用水管，在集热水箱内还设置有一第一温度传感器，其特征在于：在所述的集热水箱内还设置有一饮用水箱，该饮用水箱采用导热金属制成，在饮用水箱上设置有饮用水进水口以及饮用水出水口，在饮用水进水口连有第二电子进水阀和第二进水管，在饮用水出水口连有电子排水阀和饮用水过渡管，且所述的第二进水管和饮用水过渡管连接至所述集热水箱的外部；所述饮用水过渡管连接一室内饮水机，该饮水机包括一号水箱和位于一号水箱下端的二号水箱，所述的一号水箱内设置有饮用水用加热器，所述饮用水过渡管连接至饮水机的一号水箱，在所述的饮用水箱出水口的出水端设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器测量温度达到一设定温度值时将信号传输至电子排水阀的信号输入端，电子排水阀自动打开将饮用水箱内的饮用水流入到所述饮水机的一号水箱；所述二号水箱的上顶板兼作为一号水箱的下底板，在所述一号水箱内还设置有温控显示器和温控开关，在所述的一号水箱和二号水箱之间设置有一电子球阀，所述温控开关控制所述的饮用水用加热器加热一号水箱中的水并在达到设定温度下停止加热，并控制所述电子球阀将一号水箱的水放到二号水箱中；在所述的二号水箱内设置有水位控制仪以及水位控制仪感应器，当饮水机二号水箱的水位达到设定的位置时，水位控制仪将信号传至第二电子进水阀，第二电子进水阀停止进水，当二号水箱的水位低于设定水位时，水位控制仪将信号传输至第二电子进水阀，第二电子进水阀开始进水。

2.根据权利要求1所述的一种耦合集热水箱和饮用水箱的太阳能热水器系统，其特征在于：在所述的集热水箱还设置有辅助加热器。

3.根据权利要求1所述的一种耦合集热水箱和饮用水箱的太阳能热水器系统，其特征在于：所述的饮用水箱的箱体制作成格珊形。

4.根据权利要求1所述的一种耦合集热水箱和饮用水箱的太阳能热水器系统，其特征在于：所述集热水箱上端安装有集热水箱用水位控制仪，所述集热水箱用水位控制仪的信号输出端与第一电子进水阀的信号输入端连接。