CN114076415A - 一种高效即热式太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效即热式太阳能热水器，实时监控太阳能热水器的保温水箱的液位，将液位数据同步传输至控制系统，控制系统根据液位调控进水工作；实时监控太阳能热水器的保温水箱的水温，将水温数据同步传输至控制系统，控制系统根据水温调控管理太阳能热水器的水流循环管路；根据水温大小与设定需求温度主动调控电热加热功率，启动电加热组件调控统筹控温水箱内的水温升温至设定需求温度，以使得流入用水点位的温度稳定，且统筹控温水箱内的水流还与保温水箱中的水进行混合以调控保温水箱内的整体水温，本发明通过太阳能光伏发电的电热转换实现对保温水箱内部的水温进行二次升温调控，保证用水时的水温稳定性。

Description

一种高效即热式太阳能热水器

技术领域

本发明涉及太阳能热水器技术领域，具体涉及一种高效即热式太阳能热水器。

背景技术

太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的加热装置，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关零配件组成，把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，真空集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而得到所需热水。

传统太阳能热水器在有热水需求时，需要先将管道内的凉水排出，才能得到热水。为了解决前述技术问题，现有方式主要包括两个方面：

第一、通过增加光伏发电板来增加温控能力，也可以实现高效即热式出水，但是由于光伏发电板和太阳能热水器为分开独立的功能，先使用太阳能热水器对光伏发电板进行初步的加热，如果温度低于设定需求温度，则在出水之间通过光伏发电板的电热转换进行二次加热，如果太阳能热水器的加热温度低而热水需求量大，则造成光伏发电板的加热不及时，出水温度远低于设定温度，引起水温不稳定的问题。

第二、通过建立水循环的方式来实现对水流的循环加热，从而使得水管内的水始终处于流动加热的状态，但是要实现水流的循环需要通过循环泵将整个官网内水持续泵到顶层再依靠重力流下来，对于大型用水需求(如大型宾馆等)来说，其循环泵持续不断运行消耗的功率甚大，甚至超过了对水直接加热的功率。通过研究发现，对于官网内的水来说，往往只有远水端或者局部外界环境较低的位置水温降低，其他部分的水位仍然较高，此时也通过循环泵将整个水网的水进行循环，将得不偿失，但是在现有的热水系统中，如果不进行循环将会导致这些局部水温达不到设计的要求，从而不能满足实际的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效即热式太阳能热水器，以解决现有技术中光伏发电板和太阳能热水器为分开独立的功能，引起水温不稳定以及水网循环和水温需求相互矛盾的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种高效即热式太阳能热水器，包括支撑架，在所述支撑架的侧面安装有呈倾斜的集热管，且在所述支撑架顶部固定安装有与位于所述集热管顶部出口端连通的保温水箱，所述集热管进水端通过三通管安装有进水管道，所述三通管的另外两个端口分别连接有循环加热管道和回水管道；

还包括：

统筹控温水箱，所述统筹控温水箱的进水端与所述保温水箱连接，且所述统筹控温水箱的出水端连接有保温输送管道，所述保温输送管道和所述回水管道连接以形成闭环，且在所述统筹控温水箱内设置有螺旋加热管，用于对所述保温水箱中的热水进行二次控温调节使得所述保温输送管道的水温与设定需求温度相同，所述保温输送管道将热水输送至各个高度层上的用水管网，所述回水管道内设置有循环水泵将多余的热水泵回集热管；

太阳能光伏发电板，用于产生电能并储存至蓄电池；

控制系统，根据所述统筹控温水箱的水温调控所述螺旋加热管对所述统筹控温水箱进行控温。

进一步地，所述保温输送管道内设置有多个水温传感器，且多个水温传感器按照与所述统筹控温水箱的距离由近至远分布，每个所述水温传感器均与所述控制系统连接将闭环内的水温传感数据传输至所述控制系统，所述控制系统根据所述水温传感器的温度传感数据调控循环水泵的启停或运行功率以使得闭环内的水温处于可控的范围内。

进一步地，所述保温输送管道和回水管道均通过分层多接管与设置在不同高度层上的用水管网连接以形成闭环，在同一高度层上的分层多接管之间设置有电控加热装置以建立小循环，且在每个所述分层多接管内均设置有用于控制管道通断的电磁阀。

进一步地，所述统筹控温水箱包括蓄水腔和混合腔，所述蓄水腔和所述混合腔之间通过单向阀连通，且所述螺旋加热管安装在所述蓄水腔内对所述蓄水腔内的水进行控温调节。

进一步地，所述电控加热装置包括两端分别与所述分层多接管连接的分水管，在所述分水管之间通过小循环管连接，且在所述小循环管上固定安装有回形管，在所述回形管内固定安装有电热装置，在所述用水管网内均设置有流量传感器；

所述电热装置均与设置在所述保温输送管道内的水温传感器以及设置在所述用水管网内的流量传感器电性连接，并根据所述水温传感器的温度传感数据和所述流量传感器的流量传感数据以决定是否启动电加热。进一步地，所述三通管与所述回水管道连接的端口内设有第一电磁阀，所述三通管与所述循环加热管道连接的端口内设有第二电磁阀，所述三通管与所述进水管道连接的端口内设有第三电磁阀；

所述控制系统分别与所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀连接，所述控制系统根据所述保温水箱内的水温和水温升高速率调控所述第一电磁阀的开关，且所述控制系统根据所述保温水箱内的水温调控所述第二电磁阀的开关，所述控制系统根据所述保温水箱内的水位调控所述第三电磁阀的开关。

进一步地，所述保温水箱、循环加热管道和所述太阳能热水器的集热管组成内加热循环管路，所述保温水箱、统筹控温水箱、保温输送管道和所述太阳能热水器的集热管组成外即热循环管路，所述保温水箱、统筹控温水箱之间的管路内设置有第四电磁阀；

所述第二电磁阀的开关调控所述内加热循环管路的通断，且所述第一电磁阀和第四电磁阀的开关调控所述外即热循环管路的通断；

所述内加热循环管路的常用状态为通路状态，所述控制系统仅在所述保温水箱的水温与设定需求温度相同时调控所述内加热循环管路为关闭状态，所述控制系统根据所述保温水箱内的水温以及所述保温水箱内的水温升温速度调控所述外即热循环管路的通断。

进一步地，所述保温水箱内设有液位传感器和温度传感器，所述液位传感器和所述温度传感器均与所述控制系统连接，所述液位传感器用于测量所述保温水箱的液位；

所述控制系统根据所述液位传感器的监测结果调控所述第三电磁阀开关；

所述控制系统根据所述温度传感器的监测结果调控所述第一电磁阀和第二电磁阀开关，且所述控制系统根据所述温度传感器的监测结果升温速率调控所述第一电磁阀的开关。

进一步地，所述控制系统还设有温度设定模块，所述控制系统根据所述温度设定模块的设定需求温度与所述温度传感器的差值调控所述第一电磁阀的开关以及所述统筹控温水箱的加热功率。

进一步地，所述统筹控温水箱的外表面设有螺旋加热管，所述螺旋加热管与所述蓄电池连接，所述控制系统根据所述温度传感器的监测结果调控所述螺旋加热管所在电路连通或者断开电路，且所述控制系统根据所述温度传感器的监测结果与设定需求温度之间的差值调控所述螺旋加热管的加热功率。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明结合太阳能光伏发电以及传统的太阳能热水器，实现提高热水加热效率，且将热水始终保存至用电点位所在的管路，实现高效即热，另外，通过对保温水箱内部的水温进行二次升温调控，以使得流入用水点位的水温与设定的温度相同，保证用水时的水温稳定性，在用水高需求时，利用太阳能光伏发电的电热转换实现对整个保温水箱的加热调温，以使得整个保温水箱的水温达到设定的温度，避免仅靠电热转化加热引起的热水温度低的问题；另外，在整个系统中建立整个官网的大循环和局部的小循环，基于水温的检测从而实现局部补偿和整体循环相结合的方式来调控整个官网的水温，从而在节能的同时还能够保证官网所有位置的水温。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供的太阳能热水器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电控加热装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的太阳能热水器的循环管路调控的结构框图；

图4为本发明实施例提供的太阳能热水器供热方法的流程示意图。

图中的标号分别表示如下：

1-进水管道；2-保温水箱；3-循环加热管道；4-集热管；5-统筹控温水箱；6-太阳能光伏发电板；7-保温输送管道；8-控制系统；9-回水管道；10-第一电磁阀；11-第二电磁阀；12-第三电磁阀；13-分层多接管；14-电控加热装置；15-电磁阀；16-温度设定模块；17-第四电磁阀；18-蓄电池；19-螺旋加热管；

501-蓄水腔；502-混合腔；503-单向阀；

1401-分水管；1402-小循环管；1403-回形管；1404-电热装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图3所示，本发明提供了一种高效即热式太阳能热水器，以实现循环式高效加热，将水流重复多次沿着太阳能热水器的集热管通入保温水箱，从而将水流进行均匀的加热处理，且当保温水箱内的水温达到额定温度后，则将保温水箱内的水流放至外即热循环管路，即将保温水箱内的水流至用水点位所在管路，并形成与太阳能热水器的集热管形成闭环管路，从而实现对用水点位的高效即热的热水供应，避免释放用水点位连接管路内的冷水来等待热水的过程，打开用水点位的水龙头即可提供热水。

另外，由于太阳能热水器的供热与天气相关，因为导致保温水箱内的水温不稳定，保温水箱内的水流供给到用水点位之前，需要对保温水箱内的水温进行二次调控，使得流入用水点位的温度尽量满足用户设定需求温度，起到稳定水温的作用。

高效即热式太阳能热水器具体包括支撑架，在所述支撑架的侧面安装有呈倾斜的集热管4，且在所述支撑架顶部固定安装有与位于所述集热管顶部出口端连通的保温水箱2。

所述集热管4进水端通过三通管安装有进水管道1，所述三通管的另外两个端口分别连接有循环加热管道3和回水管道9。进水管道1与太阳能热水器的集热管4进水端连接，其中相邻两个太阳能热水器的集热管4的两端分别通过U形管连接，冷水经过多个太阳能热水器的集热管4实现加长预热。保温水箱2与太阳能热水器的集热管4出水端连接，用于将多级加热后的热水进行存储。

循环加热管道3其一端与保温水箱2的底部连接，且循环加热管道3的另一端与太阳能热水器的集热管4进水端连接，以对保温水箱2内部的热水进行再循环加热，循环加热管道3实现循环加热，以使得保温水箱2内的水流水温持续升温。

本实施方式使用真空管式热水器，太阳辐射透过真空管即集热管的外管，被集热镀膜吸收后沿内管壁传递到管内的水，管内的水吸热后温度升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时温度较低的水沿管的另一侧不断补充如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度。

还包括：

统筹控温水箱5，所述统筹控温水箱5的进水端与所述保温水箱2连接，且所述统筹控温水箱5的出水端连接有保温输送管道7，所述保温输送管道7和所述回水管道连接以形成闭环，且在所述统筹控温水箱5内设置有螺旋加热管19，用于对所述保温水箱2中的热水进行二次控温调节使得所述保温输送管道7的水温与设定需求温度相同，所述保温输送管道7将热水输送至各个高度层上的用水管网，所述回水管道9内设置有循环水泵将多余的热水泵回集热管4；

太阳能光伏发电板6，用于产生电能并储存至蓄电池18；

控制系统8，根据所述统筹控温水箱5的水温调控所述螺旋加热管对所述统筹控温水箱5进行控温。

保温水箱2内设有液位传感器和温度传感器，液位传感器和温度传感器均与控制系统8连接，液位传感器14用于测量保温水箱2的水位，并通过进水阀的开启与关闭控制最大盛装水量和最低盛装水量。

另外，本实施方式通过循环加热管道3实现对保温水箱2内的水流的循环加热，直至保温水箱2内的水温达到设定值，循环加热管道3设置在保温水箱2的底部，由于单次通过集热管的水温升高幅度受限，因此导致保温水箱2内的平均水温比较低，因此本实施方式利用循环加热管道3进行循环加热，从而提高保温水箱2的水温。

统筹控温水箱5与保温水箱2连接，用于将保温水箱2中的热水进行二次升温调控，以调控保温水箱2的水温与设定需求温度相同，统筹控温水箱5与保温水箱2之间的连通管道也连接在统筹控温水箱5的底部。

所述统筹控温水箱5包括蓄水腔501和混合腔502，所述蓄水腔501和所述混合腔502之间通过单向阀503连通，且所述螺旋加热管19安装在所述蓄水腔501内对所述蓄水腔501内的水进行控温调节。

由于常规热水器的保温水箱容量有限，在本实施方式中，将保温水箱2中已加热的水送入统筹控温水箱5的蓄水腔501中，以积累更多的热水。此时的热水尚未进行调温处理，因此，在蓄水腔501内保存的是温度较高的热水，在使用时可以勾兑出更多的温水。

所述保温输送管道7内设置有多个水温传感器，且多个水温传感器按照与所述统筹控温水箱5的距离由近至远分布，每个所述水温传感器均与所述控制系统8连接将闭环内的水温传感数据传输至所述控制系统8，所述控制系统8根据所述水温传感器的温度传感数据调控循环水泵的启停或运行功率以使得闭环内的水温处于可控的范围内。

所述保温输送管道7和回水管道9均通过分层多接管13与设置在不同高度层上的用水管网连接以形成闭环，在同一高度层上的分层多接管13之间设置有电控加热装置14以建立小循环，且在每个所述分层多接管13内均设置有用于控制管道通断的电磁阀15。

首先，在本实施方式中首先通过保温输送管道7和回水管道9建立大循环，从而使得水温可以在大循环中通过太阳能热水器的加热能力将水温控制在合理的范围内，但是由于输送距离边缘，水温降低的越快，当仅仅是远水端的水温降低时，此时启动大循环将会消耗更多的电力，因此通过建立小循环的方式对小范围内降温较高的水进行低功率的补充加热，通过大、小循环的方式使得以低功率的方式将水温控制在设定的范围内。

所述电控加热装置14包括两端分别与所述分层多接管13连接的分水管1401，在所述分水管1401之间通过小循环管1402连接，且在所述小循环管1402上固定安装有回形管1403，在所述回形管1403内固定安装有电热装置1404，在所述用水管网内均设置有流量传感器；

所述电热装置1404均与设置在所述保温输送管道7内的水温传感器以及设置在所述用水管网内的流量传感器电性连接，并根据所述水温传感器的温度传感数据和所述流量传感器的流量传感数据以决定是否启动电加热。

由前述可知，在本实施方式中，当整体管路中水温降低的较多时，此时通过大循环对整体管路进行加热，此时流量传感器将流量传感数据传输至控制系统，此时不论是小循环范围内的水温多低，此时小循环内的电热装置均不会启动，而且电磁阀也不会将小循环范围内的管路封闭以实现小循环加热。

当只有局部水温降低时，此时将通过小循环的方式对该局部水温进行加热，此时电磁阀将会将该局部水网两端封闭，从而在小循环范围内以低功率的电热方式实现对官网内的水进行加热。此时，小循环内的水流将在水泵的驱动作用下实现循环流动以实现控温。

控制系统8用于根据统筹控温水箱5内的水温调控两个管道工作以及蓄电池18工作，将保温水箱2、统筹控温水箱5、保温输送管道7和集热管4形成闭环管路，以通过电热转化加热保温水箱2内的热水至设定需求温度。

一般来说，夏天的日照比较充足，因此夏天的温度比较高，因此太阳能热水器将冷水加热到很高的温度，而夏天的热水温度需求比较低，冬天的日照比较少且强度低，因此太阳能热水器只能将冷水加热到比较低的温度，而冬天的热水温度需要比较高，因此冬天时，需要对保温水箱2内部的水温进行二次升温调控，以使得流入用水点位的水温与设定的温度相同，而在夏天时，则当保温水箱2内部的水温升温至设定需求温度，则不再将保温水箱的水流循环通入集热管4，从而实现温度调控。

统筹控温水箱5、保温水箱2和循环加热管道3三者之间的连接关系为：统筹控温水箱5、保温水箱2和循环加热管道3之间通过三通管16连接，且三通管16与统筹控温水箱5连接的管道内设有第四电磁阀17，控制系统8根据温度传感器15的监测结果调控第四电磁阀17的开关

具体的，控制系统8根据保温水箱2内的水温以及保温水箱2内的水温升温速度调控第四电磁阀17打开，且控制系统8根据保温水箱2内的水温调控螺旋加热管19的加热功率；

保温水箱2内的水温低于设定需求温度时，控制系统8调控第四电磁阀17、第一电磁阀10和第二电磁阀11打开，保温水箱2内的水温不低于设定需求温度时，控制系统8调控第一电磁阀10和第二电磁阀11关闭。

而太阳能热水器的集热管4进水端设有入水多管道9，进水管道1、循环加热管道3和保温输送管道7的端部分别与入水多管道9连接。

入水多管道9与保温输送管道7连接的单管内设有第一电磁阀10，入水多管道9与循环加热管道3连接的单管内设有第二电磁阀11，且入水多管道9与进水管道1连接的单管内设有第三电磁阀12。

如图2所示，控制系统8分别与第一电磁阀10、第二电磁阀11和第三电磁阀12连接，控制系统8根据保温水箱2内的水温调控第一电磁阀10的开关，且控制系统8根据保温水箱2内的水温调控第二电磁阀11的开关，控制系统8根据保温水箱2内的水位调控第三电磁阀12的开关。

当保温水箱2内部的水温达到设定需求温度，为了避免持续循环式的加热会导致水温持续升高，则调控第一电磁阀10和第二电磁阀11关闭，暂停内加热循环管路和外即热循环管路的闭环流通，当保温水箱2内部的水温低于设定需求温度，为了实现持续循环式的加热会导致水温持续升高，则调控第一电磁阀10和第二电磁阀11打开，内加热循环管路和外即热循环管路形成持续的闭环流通，直至保温水箱2内部的水温达到设定需求温度。

即保温水箱2内的水温低于设定需求温度时，控制系统8调控第一电磁阀10和第二电磁阀11打开，保温水箱2内的水温不低于设定需求温度时，控制系统8调控第一电磁阀10和第二电磁阀11关闭。

统筹控温水箱5的二次升温调控主要依靠太阳能光伏发电板6的发电作用，在本实施方式中，依赖太阳能光伏发电板6产生的热能和电能实现热水功能，以使得整个保温水箱2、循环加热管道3以及保温输送管道7内的水温与设定需求温度相同，太阳能光伏发电板6设置在保温水箱2上，用于将太阳能光伏发电板6产生的热量对太阳能热水器的集热管内的热水进行在加热。

将太阳能光伏发电板6产生的电能储存至蓄电池18，以供统筹控温水箱5使用。

补充说明的是，统筹控温水箱5的外表面设有螺旋加热管19，螺旋加热管19与蓄电池18连接，控制系统8根据温度传感器15的监测结果调控螺旋加热管19所在电路连通或者断开电路。

对于夏天时节来说，由于日照时间长，日照强度高，因此太阳能热水器利用集热管4对实现对冷水的升温，因此当保温水箱2内部的温度传感器15监测到水温基本与设定用户设定的水温保持在合理的温差范围内，则控制系统螺旋加热管19所在电路断开，当保温水箱2内部的温度传感器15监测到水温基本与设定用户设定的水温超过合理的温差范围内，则控制系统8螺旋加热管19断开工作，当保温水箱2内部的温度传感器15监测到水温基本与设定用户设定的水温低于合理的温差范围内，则控制系统8螺旋加热管19所在电路工作，利用太阳能光伏发电板6的蓄电池18对螺旋加热管19通电，螺旋加热管19对水温进行进一步加热，以尽量满足设定的水温需求。

为了进一步的提高对冷水的加热效率，本实施方式在保温水箱2上设置太阳能光伏发电板6，太阳能光伏发电板6既可以产热也可以产电，太阳能热水器的集热管内的热水经过太阳能光伏发电板6产生的热量进行再加热后最终输送至保温水箱2。

统筹控温水箱5二次调温后的水流通过保温输送管道7与太阳能热水器的集热管4、保温水箱2形成闭环管路，从而当用水点位上的热水阀门打开时，可以及时输出热水以供使用，解决现有技术中需要将用水点位与太阳能热水器之间的管道内的冷水释放的灯带热水的问题。

根据上述可知，本实施方式的太阳能热水器分为两个循环管路，分别为由太阳能热水器的集热管4、保温水箱2和循环加热管道3组成的内加热循环管路，以及由太阳能热水器的集热管4、保温水箱2、统筹控温水箱5和保温输送管道7组成的外即热循环管路。

控制系统8还设有温度设定模块16，温度设定模块16用于设定用水点位的需求温度，控制系统8根据温度设定模块16的设定需求温度与温度传感器15的差值调控螺旋加热管19的加热功率以实现升温处理，在本实施方式中，由于统筹控温水箱5通过保温输送管道7、集热管4与保温水箱2连接，因此统筹控温水箱5加热后的水不断与保温水箱2内部的水不断进行热交换，因此保温水箱2内部的水的温度不断升高，则螺旋加热管19的加热功率为变频方式，且螺旋加热管19的加热功率在原理上是不断降低的。

根据将用水点位的用水情况分为有热水需求和无热水需求两种应用场景，用水点位安装有监测热水需求的流量监控组件，控制系统8根据温度传感器15的监测结果以及流量监控组件的输出数据调控第四电磁阀17的开关，且在本实施方式中，一般来说，出现无热水需求时的应用场景时，控制系统8仅依据温度传感器15的监测结果调控第四电磁阀17的开关：

如果保温水箱2内的水流水温升高至a1，a1低于温度设定模块16设定的温度b1，且蓄电池18内的电能可以补偿b1与a1之间的差值，则控制系统8调控外即热循环管路工作，即调控第四电磁阀17和第一电磁阀10打开，且螺旋加热管19工作直至保温水箱2内部的水温满足设定需求温度，此时内加热循环管路和外即热循环管路同时工作，以实现对用水点位的即热供水工作。

如果保温水箱2内的水流水温升高至a2，a2<a1，且此时的水温升高速率低于设定值，则控制系统8调控外即热循环管路工作，即调控第四电磁阀17和第一电磁阀10打开，且且调控螺旋加热管19按照最大功率工作以继续加热水温，此时内加热循环管路和外即热循环管路同时工作，以实现对用水点位的即热供水工作。

在保温水箱2内部的水温达到设定需求温度时，为了避免内加热循环管路和外即热循环管路工作继续在集热管4内升温，则调控第一电磁阀10和第二电磁阀11关闭。

当流量监控组件18检测水流移动时，则意味着出现有热水需求的应用场景：

立即调控第四电磁阀17工作，且根据保温水箱2内部的水温大小以及水温与设定需求温度之间的差值，调控螺旋加热管19的工作频率，当保温水箱2的水温低于设定需求温度时，打开第一电磁阀10和第二电磁阀11进行混合，以在提供热水的同时，增加保温水箱2的水温，当保温水箱2的水温大于设定需求温度时，保持关闭第一电磁阀10和第二电磁阀11的状态，直至保温水箱2的水温低于设定需求温度，再重新打开第一电磁阀10和第二电磁阀11。

但是由于存在如果保温水箱2内的水流水温升高至a2，a2<a1，且此时的水温升高速率低于设定值，则控制系统8调控外即热循环管路工作的情况，因此一般来说，保温输送管道7内大概率存在热水的情况。

在本实施方式中，外即热循环管路不仅仅用于为用水点位比如说多个水龙头及时供给热水，同时还将统筹控温水箱5内的高温水与保温水箱2内的水进行混合，从而通过长时间的循环后，保温水箱2内水经过螺旋加热管19的加热至设定需求温度，在保温处理下，保证热水使用时的温度稳定。

另外如图4所示，本发明将结合热水器说明其具体的供热方法，包括以下步骤：

步骤100、实时监控太阳能热水器的保温水箱的液位，将液位数据同步传输至控制系统，控制系统根据液位调控进水工作；

步骤200、实时监控太阳能热水器的保温水箱的水温，将水温数据同步传输至控制系统，控制系统根据水温调控管理太阳能热水器的水流循环管路；

步骤300、根据水温大小与设定需求温度主动调控电热加热功率，启动电加热组件调控统筹控温水箱内的水温升温至设定需求温度，以使得流入用水点位的温度稳定，且统筹控温水箱内的水流还与保温水箱中的水进行混合以调控保温水箱内的整体水温。

水流循环线路分为内加热循环管路和外即热循环管路，太阳能热水器的集热器进水口有三个，分别为内加热循环管路、外即热循环管路和进水管路；

控制系统根据内加热循环管路、外即热循环管路和进水管路全部启动时的保温水箱的液位调控进水管路的工作，在内加热循环管路、外即热循环管路和进水管路全部启动时的液位等于设定值时，停止进水管路的进水工作，且在水温等于设定需求温度时，控制系统调控内加热循环管路和外即热循环管路关闭循环进水。

在步骤200中，控制系统根据水温进行太阳能热水器的水流循环管路的具体实现步骤为：

步骤201、当水温小于设定需求温度时，调控太阳能热水器的水流循环管路为内加热循环管路，以通过内循环加热方式进行升温；

步骤202、当水温小于设定需求温度且水温升温速度小于设定值，调控太阳能热水器的水流循环管路为外即热循环管路和内加热循环管路的组合管路，将保温水箱内的水部分转移至统筹控温水箱进行二次升温沿着用水点位重新持续输送至保温水箱以实现提升整体水温；

步骤203、当水温等于设定需求温度时，暂时停止外即热循环管路和内加热循环管路的组合管路，以稳定保温水箱的水温。

在步骤300中，主动调控调控太阳能热水器的水流循环管路为内加热循环管路和外即热循环管路组合的双行管路，且内加热循环管路与太阳能热水器的集热器进水口连通，调控电加热组件以升高统筹控温水箱内的水温；

电加热组件的功率与统筹控温水箱内的水温与设定需求温度的水温之间的差值正相关，统筹控温水箱内的水温与设定需求温度的水温之间的差值越小，电加热组件的功率越小，控温水箱内的水温与设定需求温度的水温之间的差值越大，电加热组件的功率越大。

本实施方式通过太阳能光伏发电的电热转换实现对保温水箱内部的水温进行二次升温调控，以使得流入用水点位的水温与设定的温度相同，保证用水时的水温稳定性，在冬季时，利用太阳能光伏发电的电热转换实现对整个保温水箱的加热调温，以使得整个保温水箱的水温达到设定的温度，避免用水点位的热水需求量时，紧靠电热转化加热引起的热水温度低的问题。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高效即热式太阳能热水器，其特征在于，包括支撑架，在所述支撑架的侧面安装有呈倾斜的集热管(4)，且在所述支撑架顶部固定安装有与位于所述集热管顶部出口端连通的保温水箱(2)，所述集热管(4)进水端通过三通管安装有进水管道(1)，所述三通管的另外两个端口分别连接有循环加热管道(3)和回水管道(9)；

还包括：

统筹控温水箱(5)，所述统筹控温水箱(5)的进水端与所述保温水箱(2)连接，且所述统筹控温水箱(5)的出水端连接有保温输送管道(7)，所述保温输送管道(7)和所述回水管道连接以形成闭环，且在所述统筹控温水箱(5)内设置有螺旋加热管(19)，用于对所述保温水箱(2)中的热水进行二次控温调节使得所述保温输送管道(7)的水温与设定需求温度相同，所述保温输送管道(7)将热水输送至各个高度层上的用水管网，所述回水管道(9)内设置有循环水泵将多余的热水泵回集热管(4)；

太阳能光伏发电板(6)，用于产生电能并储存至蓄电池(18)；

控制系统(8)，根据所述统筹控温水箱(5)的水温调控所述螺旋加热管()对所述统筹控温水箱(5)进行控温。

2.根据权利要求1所述的一种高效即热式太阳能热水器，其特征在于，所述保温输送管道(7)内设置有多个水温传感器，且多个水温传感器按照与所述统筹控温水箱(5)的距离由近至远分布，每个所述水温传感器均与所述控制系统(8)连接将闭环内的水温传感数据传输至所述控制系统(8)，所述控制系统(8)根据所述水温传感器的温度传感数据调控循环水泵的启停或运行功率以使得闭环内的水温处于可控的范围内。

3.根据权利要求1所述的一种高效即热式太阳能热水器，其特征在于，所述保温输送管道(7)和回水管道(9)均通过分层多接管(13)与设置在不同高度层上的用水管网连接以形成闭环，在同一高度层上的分层多接管(13)之间设置有电控加热装置(14)以建立小循环，且在每个所述分层多接管(13)内均设置有用于控制管道通断的电磁阀(15)。

4.根据权利要求1所述的一种高效即热式太阳能热水器，其特征在于，所述统筹控温水箱(5)包括蓄水腔(501)和混合腔(502)，所述蓄水腔(501)和所述混合腔(502)之间通过单向阀(503)连通，且所述螺旋加热管(19)安装在所述蓄水腔(501)内对所述蓄水腔(501)内的水进行控温调节。

5.根据权利要求1所述的一种高效即热式太阳能热水器，其特征在于，所述电控加热装置(14)包括两端分别与所述分层多接管(13)连接的分水管(1401)，在所述分水管(1401)之间通过小循环管(1402)连接，且在所述小循环管(1402)上固定安装有回形管(1403)，在所述回形管(1403)内固定安装有电热装置(1404)，在所述用水管网内均设置有流量传感器；

所述电热装置(1404)均与设置在所述保温输送管道(7)内的水温传感器以及设置在所述用水管网内的流量传感器电性连接，并根据所述水温传感器的温度传感数据和所述流量传感器的流量传感数据以决定是否启动电加热。

6.根据权利要求1所述的一种高效即热式太阳能热水器，其特征在于，所述三通管与所述回水管道(9)连接的端口内设有第一电磁阀(10)，所述三通管与所述循环加热管道(3)连接的端口内设有第二电磁阀(11)，所述三通管与所述进水管道(1)连接的端口内设有第三电磁阀(12)；

所述控制系统(8)分别与所述第一电磁阀(10)、第二电磁阀(11)和第三电磁阀(12)连接，所述控制系统(8)根据所述保温水箱(2)内的水温和水温升高速率调控所述第一电磁阀(10)的开关，且所述控制系统(8)根据所述保温水箱(2)内的水温调控所述第二电磁阀(11)的开关，所述控制系统(8)根据所述保温水箱(2)内的水位调控所述第三电磁阀(12)的开关。

7.根据权利要求6所述的一种高效即热式太阳能热水器，其特征在于，所述保温水箱(2)、循环加热管道(3)和所述太阳能热水器的集热管(4)组成内加热循环管路，所述保温水箱(2)、统筹控温水箱(5)、保温输送管道(7)和所述太阳能热水器的集热管(4)组成外即热循环管路，所述保温水箱(2)、统筹控温水箱(5)之间的管路内设置有第四电磁阀(17)；

所述第二电磁阀(11)的开关调控所述内加热循环管路的通断，且所述第一电磁阀(10)和第四电磁阀(17)的开关调控所述外即热循环管路的通断；

所述内加热循环管路的常用状态为通路状态，所述控制系统(8)仅在所述保温水箱(2)的水温与设定需求温度相同时调控所述内加热循环管路为关闭状态，所述控制系统(8)根据所述保温水箱(2)内的水温以及所述保温水箱(2)内的水温升温速度调控所述外即热循环管路的通断。

8.根据权利要求7所述的一种高效即热式太阳能热水器，其特征在于，所述保温水箱(2)内设有液位传感器和温度传感器，所述液位传感器和所述温度传感器均与所述控制系统(8)连接，所述液位传感器(14)用于测量所述保温水箱(2)的液位；

所述控制系统(8)根据所述液位传感器的监测结果调控所述第三电磁阀(12)开关；

所述控制系统(8)根据所述温度传感器的监测结果调控所述第一电磁阀(10)和第二电磁阀(11)开关，且所述控制系统(8)根据所述温度传感器(15)的监测结果升温速率调控所述第一电磁阀(10)的开关。

9.根据权利要求8所述的一种高效即热式太阳能热水器，其特征在于，所述控制系统(8)还设有温度设定模块(16)，所述控制系统(8)根据所述温度设定模块(16)的设定需求温度与所述温度传感器(15)的差值调控所述第一电磁阀(10)的开关以及所述统筹控温水箱(5)的加热功率。

10.根据权利要求9所述的一种高效即热式太阳能热水器，其特征在于，所述统筹控温水箱(5)的外表面设有螺旋加热管(19)，所述螺旋加热管(19)与所述蓄电池(18)连接，所述控制系统(8)根据所述温度传感器(15)的监测结果调控所述螺旋加热管(19)所在电路连通或者断开电路，且所述控制系统(8)根据所述温度传感器(15)的监测结果与设定需求温度之间的差值调控所述螺旋加热管(19)的加热功率。

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