CN201532030U - 一种具备杀菌除垢功能的太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能热水器，包括有真空管(4)、保温水箱(1)、进水管(2)、出水管(3)、进水口密封圈(5)、真空管密封圈(6)、进水分流管(7)、电磁阀(8)、循环水泵(9)、循环水管(10)、防水玻璃管(11)、紫外线杀菌灯(12)、密封圈(13)、杀菌灯接线(14)、进水过滤器(15)、水质调节罐(16)。真空管(4)插入保温水箱(1)内，接口处通过真空管密封圈(6)实现密封，使保温水箱(1)上满水后不漏。进水管(2)进入水箱后纵向延伸并贯穿水箱，进水管(2)的管壁上沿轴线方向开有与真空管数量相同的小孔，形成进水分流口(22)，进水管(2)上延伸进入水箱的一端端口封堵，此时，进水管内形成了进水分流通道(21)。每支真空管内有一根两端开口的进水分流管(7)，一端延伸到真空管底部，另一端通过进水分流口(22)接入进水管(2)中。在进水管(2)的接近水源的管道上，安装有进水过滤器(15)。在进水分流通道(21)上，再依次串联连接一电磁阀(8)、水泵(9)和水质调节罐(16)，水质调节罐(16)的另一端，连接到进入水箱(1)的循环水管(10)上。另外，贯穿水箱插入一支防水玻璃管(11)，其作用是：让紫外光透出，并保护置入的紫外灯不受水侵，其两端(或一端)开口，轴向贯穿水箱，通过密封圈(13)固定在水箱上，使水无法进入管内，在防水玻璃管(11)内，插入紫外杀菌灯(12)。

Description

一种具备杀菌除垢功能的太阳能热水器

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能集热装置，更特别地说，是指一种利用全玻璃真空太阳集热管集热，并具备进水过滤、清除真空管内水垢、对水进行消毒、并且具备能够调节水质功能的太阳能热水器。

背景技术

常见的直插式太阳能真空集热管热水器，就是将一组全玻璃真空太阳集热管(以下简称真空管)插入一个保温水箱内，再配一个支架组成。这种太阳能热水器工作时，在真空管内充满了水，这部分水主要起到热传导的作用，不能彻底流动，可以说是“死水”。使用一段时间后，真空管底部会产生水垢淤积现象，其中不乏一些有机物沉淀。当水温处于30℃-60℃时，为细菌滋生创造了良好的条件，有可能引起大量细菌繁殖。同时，真空管内产生亚硝酸盐的积累，这是一种对人体有害的致癌物质。以上现象导致了直插式太阳能热水器的二次污染比较严重。二次污染包括细菌增生、重金属超标、水垢淤积、亚硝酸盐超标等等。所以，经由太阳能热水器加温后的水是不能饮用的，即使是用来洗浴，洗浴后也可能引发、诱发一系列病症，如皮肤瘙痒、妇科疾病、小儿手足口等疾病。这个问题在农村尤其严重。在农村，因很多地方使用地表水甚至是河水作为太阳能热水器的水源，水质情况复杂。这就要求太阳能热水器不仅需要有搜集太阳热量对水加热的功能，还要有过滤、杀菌、清除有害物质、调节水质的功能。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种功能全面的太阳能热水器技术方案。能解决以下几个问题：(1)过滤水源杂质；(2)解决二次污染严重的问题；(3)有效杀灭细菌；(4)调节水质。具体的说，首先，在水箱进水口前端安装一个进水过滤器，当给热水器上水时，能过滤掉水中的杂质、悬浮物和部分微生物。其次，设计安装一套水循环装置，使得太阳能热水器中包括真空管里的水彻底循环起来。在这个循环系统中，有一个水质调节罐，罐中放置能够调节水质的材料，如：活性炭、矿化球、麦饭石等等。这些材料可以根据水源的不同和用户需求不同而改变，当开启循环系统时，即可防止真空管内生成沉淀，又可调节水质。再次，在水箱内放置一个紫外线杀菌灯，开启水箱循环系统时，又同时开启紫外线杀菌灯杀菌。这样，整个太阳能热水器就有了过滤、杀菌、防水垢淤积、防二次污染、调节水质的功能。

上述方案中，使得太阳能热水器中包括真空管内的水彻底循环起来是通过主流管道、分流管道的设计实现的。具体讲，就是将给水箱提供水源的进水管在水箱内延伸，纵向贯穿水箱，形成进水主流通道，将进水管进入水箱的端口封堵，同时在进水管上开若干小孔，小孔数量与真空管数量一致，小孔位置对准真空管内腔，再往每个小孔中接入一根两端开口的细导管，细导管另一端深入到真空管底部，形成多个进水分流通道。这样，当水源接入进水管给太阳能热水器供水时，即可以凭借水源自身的压力冲出淤积的水垢，又可以将原来管内的水顶入水箱，真空管内更换新水，不给微生物提供大量繁殖的环境。在进水主流管道上接一个小型水泵，水泵的另一端口直接与水箱相连接，这样就形成了水箱水循环系统，开启水泵能使水箱内的水彻底循环。在这个水循环系统中，安装一个水质调节罐，就能实现上述的调节水质的功能。另外，在水箱内安装一个防水的紫外线杀菌灯，需要对水杀菌时，也开启水循环系统，可以既调节水质又杀灭细菌。

紫外线消毒的原理是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。经试验，紫外线杀菌的有效波长范围可分为四个不同的波段：UVA(400～315nm)、UVB(315～280nm)、UVC(280～200nm)和真空紫外线(200～100nm)。其中能透过臭氧保护层和云层到达地球表面的只有UVA和UVB部分。就杀菌速度而言，UVC处于微生物吸收峰范围之内，可在1s之内通过破坏微生物的DNA结构杀死病毒和细菌。因此，给排水工程中所说的紫外光消毒实际上就是指UVC消毒。本实用新型所涉及的紫外线杀菌灯，就是UVC杀菌灯。本实用新型参考了实用新型专利“一种兼具消毒功能的热水器”专利号为200620057765.X。

水质调节罐中，可以根据需求放置各种材料，现举例如下：

活性炭(GAC)：是一种已被广泛应用于水的常规处理和深度处理中的材料。由于活性炭自身的物理特性——超强的吸附能力，决定了它可以用来吸附水中的难闻的味道，余氯，脱色等。它已成为去除水中有机污染物的最成熟最有效的方法之一。我国清华大学的研究发现活性炭对水中氯化产生的致突变物质亦有去除作用。当然，活性炭对重金属离子如汞、铅、锰、镉、铬等也有良好的吸附作用。

载银活性炭：载银活性炭是将活性炭和银结合，使其不仅对水中有机污染物有吸附作用，还具有杀菌作用。因而在活性炭内不会滋生细菌，避免活性炭过滤器出水亚硝酸盐含量增高的问题。

改性活性炭：即经氧化反应或还原反应处理后的活性炭，对亚硝酸盐等物质的吸附作用特别好。

麦饭石是麦饭石含有人体所必需的钾、钠、钙、镁、磷常量元素和锌、铁、硒、铜、锶、碘、氟、偏硅酸等十八种微量元素。在通常条件下，麦饭石溶出液中四种微量元素(偏硅酸、Sr、Zn、F)含量达到或接近国家饮料矿泉水标准。麦饭石对人体有益无害。研究表明麦饭石具有明显的四大特性：(一)生物活性：麦饭石水称为活性水，有显著的生物效应，为在酵母和发酵工业中利用麦饭石提高产品的产量和质量提供了广泛的应用前景。(二)吸附性：麦饭石对水中的重金属离子Pb、Hg、Cr、Cd、As，有机质、病菌等有毒有害物质，有较强的吸附作用。对Pb、Hg、Cr、Cd、As的吸附率达96％以上。它能吸附和分解白酒中的甲醇及杂醇油以提高其品质。此外，还可作防腐、保鲜、除臭剂的材料。(三)矿化性：将麦饭石浸泡水中，水将矿化成近似矿泉水的矿化水，其中的矿物质和微量元素都是人体所必需的。(四)、水质调整性：麦饭石具有双向调节P H值的作用，能使酸性或碱性水调节呈中性，使水质醇化，活性化，甘甜味美。

另外，木鱼石、氟石、钟乳石等，也有调节水质的功能。

本实用新型是一种带有前端过滤装置、既可以清除真空管内水垢淤积、又可以消毒杀菌，同时还可以根据不同水源和不同需求调节水质的太阳能热水器。由真空管、保温水箱、进水管、出水管、进水过滤器、进水口密封圈、真空管密封圈、进水分流管、电磁阀、循环水泵、循环水管、水质调节罐、防水玻璃管、紫外线杀菌灯、密封圈和杀菌灯接线组成。真空管插入保温水箱内，接口处通过真空管密封圈实现密封，使保温水箱上满水后不漏水，进水管上沿轴线方向开有与真空管数量相同的小孔，进水管进入水箱后纵向延伸贯穿水箱，进水管延伸进水箱另一侧端盖的端口封堵，每支真空管内有一根两端开口的进水分流管，一端延伸到真空管底部，另一端接入到进水管的小孔中。在进水管的接近水源的管道上，连接一个进水过滤器，在进水管上，再依次串联一电磁阀和水泵和水质调节罐，水质调节罐的另一端，连接到进入水箱1的循环水管上。另外，保温水箱上安装了一支防水玻璃管，其两端或一端开口，轴向贯穿水箱，通过密封圈固定在水箱上，使水无法进入管内，在防水玻璃管内，插入紫外线杀菌灯。

本实用新型太阳能热水器的优点是：

1.可消毒，杀灭细菌：循环水泵开启后，水箱和真空管内的水整体流动，不产生死角，此时紫外线杀菌灯开启，可以杀灭水中的细菌，直至达到饮用水标准；

2.水垢不在真空管内淤积：当上水时，水源直接通过上水管和上水分流管，流入真空管底部，其自身的水压即可以将水垢冲出真空管，不产生水垢淤积。另外，在紫外线杀菌过程中，通过水泵循环，也可以将真空管内的水垢带出真空管；

3.简单、容易地彻底清洗热水器：任何热水器都要定时清洗，清洗太阳能热水器尤其麻烦，需要拆下每一支真空管，对真空管彻底清洗。采用本实用新型，利用水泵循环系统，可以简单轻松地实现对整机不留死角地彻底清洗；

4.过滤水源：在给太阳能热水器供水时，即可通过进水过滤器过滤掉水中的一些杂质、大份子有机物等；

5.调节水质：利用水质调节罐内装载的材料不同，可以对不同的水源进行水质调节，如吸附重金属、调节ph值、调节水的硬度、调节微量元素；

6.彻底解决二次污染：如可能产生的亚硝酸盐，可以通过水质调节罐内的活性炭等物质吸附。

附图说明

图1是常见的太阳能热水器除支架外的组装外观图。

图2是本实用新型太阳能热水器的真空管组轴平面剖视图。

图3是本实用新型的另一种应用形式：即水源经过滤后直接进入水箱。

图中：1.保温水箱  2.进水管  21.进水分流通道  22.进水分流口3.出水管  4.真空管  5.进水口密封圈  6.真空管密封圈  7.进水分流管8.电磁阀  9.循环水泵  10.循环水管  11.防水玻璃管  12.紫外线杀菌灯13.密封圈  14.杀菌灯接线  15.进水过滤器  16.水质调节罐

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

参见图2所示，本实用新型是一种既可以对进入太阳能热水器水源水进行过滤、又可以实现去除真空管内水垢、还可以对热水器内的水杀菌消毒、调节水质的太阳能热水器，由真空管4、保温水箱1、进水管2、出水管3、进水口密封圈5、真空管密封圈6、进水分流管7、电磁阀8、循环水泵9、循环水管10、防水玻璃管11、紫外线杀菌灯管12、密封圈13、杀菌灯接线14、进水过滤器15和水质调节罐16组成。真空管4插入保温水箱1内，接口处通过真空管密封圈6实现密封，使保温水箱1上满水后不漏。进水管2进入水箱后纵向延伸并贯穿水箱，进水管2的管壁上沿轴线方向开有与真空管数量相同的小孔，形成进水分流口22，进水管2上延伸进入水箱的一端端口封堵，此时，进水管内形成了进水分流通道21。每支真空管内有一根两端开口的进水分流管7，一端延伸到真空管底部，另一端通过进水分流口22接入进水管2中。在进水管2的接近水源的管道上，安装有进水过滤器15，每次给太阳能热水器加装新水，首先进行过滤。在进水分流通道21上，再依次串联连接一电磁阀8和水泵9和水质调节罐16，水质调节罐16的另一端，连接到进入水箱1的循环水管10上。另外，贯穿水箱插入一支防水玻璃管11，其作用是：让紫外光透出，并保护置入的紫外灯不受水侵，其两端或一端开口，轴向贯穿水箱，通过密封圈13固定在水箱上，使水无法进入管内，在防水玻璃管11内，插入紫外杀菌灯12。

本实用新型能够实现过滤、清除真空管内水垢、对水杀菌消毒、调节水质的原理是：

当水箱中的水被用掉或者部分用掉后，真空管内的水还是存在的，这部分水主要起到热传导作用，不能自然、全部地与水箱中的水形成流动，正是造成水垢淤积、亚硝酸盐浓度增大、微生物大量繁殖的根本原因。同时，农村的水源往往是未经处理的地表水、井水，水中杂质、微量元素、水的硬度、重金属、微生物等指标因地理位置、季节等发生变化。不能等同于城市市政供水，所以，经太阳能热水器加热后的水往往不能达到国家卫生标准。经过本实用新型的改进后，经太阳能热水器加热、杀菌、调节后的水质，可以达到国家《生活饮用水标准》。工作原理如下：

1.上水过滤：在进水管2的管道上安装进水过滤器15，每当进水时，即对进入太阳能热水器的水源水过滤，过滤掉各种沙粒、杂质、大份子有机物等成分，这是达到水质清洁的第一步。一般地说，用廉价的pp棉过滤器即可达到初步过滤的目的。也可以在进水过滤器15中加入活性炭等材料，起到初步杀菌、调节水质的作用。

2.上水除垢：利用上水水源自身存在的一定压力，通过进水管道向水箱内注入新水时，电磁阀8关闭，上水水源流经进水分流通道21、进水分流口22、进水分流管7进入真空管4内腔，此时，在水压的作用下，沉淀的水垢会被冲散。因新进的水源水温较低，首先充满在真空管4的底部，而管内原来温度较高的水被慢慢顶入水箱，悬浮在水中的水垢也随之进入保温水箱1内，这样，当保温水箱1重新注入自来水时，原来真空管4内的温水(陈水)绝大部分被新注入的水源置换。这样，水垢和亚硝酸盐不能沉淀、淤积，微生物大量繁殖的环境也被破坏。

3.循环杀菌：上水完毕，当开启消毒功能时，电磁阀8开启，循环水泵9和紫外杀菌灯12同时开启，此时，水箱内的水连同真空管4内的水彻底流动，紫外线杀菌灯12可以不留任何死角对整个太阳能热水器内的水彻底消毒。此时也进行水质调节。

4.调节水质：当循环水泵9开启时，保温水箱1内和真空管4内的水能够源源不断地循环流经水质调节罐16，根据水质调节罐16内放置的材料不同可以起到吸附重金属、吸附亚硝酸盐、调节ph值、调节微量元素、调节水质硬度甚至杀菌、抑菌的作用。还可以对水进行磁化处理。

实施例1：在水质调节罐16中放置载银活性炭和麦饭石，可以吸附水中的重金属、亚硝酸盐，还有杀菌、矿化水质的功能，使太阳能热水器中的水达到矿泉水标准；

实施例2：在水质调节罐16中放置永久性磁性材料，可以软化、磁化水；

实施例3：在进水过滤器中放置pp棉过滤材料和载银活性炭，可以起到过滤、杀菌和对水质预先处理的作用；

实施例4：如图3所示，可以将水源经进水管2和进水过滤器15后直接导入水箱1中，这时，可以利用循环水系统清除真空管4内的水垢；(循环水泵8可以去除)

实施例5：可以在循环水管10周围放置环形永久性磁铁，对水进行磁化；

Claims (10)

1.一种具备杀菌除垢功能的太阳能热水器，包括有真空管(4)、保温水箱(1)、进水管(2)、出水管(3)，其特征在于：还包括有进水口密封圈(5)、真空管密封圈(6)、进水分流管(7)、电磁阀(8)、循环水泵(9)、循环水管(10)、防水玻璃管(11)、紫外线杀菌灯(12)、密封圈(13)、杀菌灯接线(14)、进水过滤器(15)和水质调节罐(16)；真空管(4)插入保温水箱(1)内，接口处通过真空管密封圈(6)实现密封，使保温水箱(1)上满水后不漏；进水管(2)进入水箱后纵向延伸并贯穿水箱，进水管(2)的管壁上沿轴线方向开有与真空管数量相同的小孔，形成进水分流口(22)，进水管(2)上延伸进入水箱的一端端口封堵，此时，进水管内形成了进水分流通道(21)；每支真空管内有一根两端开口的进水分流管(7)，一端延伸到真空管底部，另一端通过进水分流口(22)接入进水管(2)中；在进水管(2)的接近水源的管道上，安装有进水过滤器(15)；在进水分流通道(21)上，再依次串联连接一电磁阀(8)和水泵(9)和水质调节罐(16)，水质调节罐(16)的另一端，连接到进入水箱(1)的循环水管(10)上；另外，贯穿水箱插入一支防水玻璃管(11)，其作用是：让紫外光透出，并保护置入的紫外灯不受水侵，其两端或一端开口，轴向贯穿水箱，通过密封圈(13)固定在水箱上，使水无法进入管内，在防水玻璃管(11)内，插入紫外线杀菌灯(12)。

2.根据权利要求1所述的具备杀菌除垢功能的太阳能热水器，其特征在于：进水分流通道(21)、进水分流管(7)、电磁阀(8)、循环水泵(9)、循环水管(10)、水质调节罐(16)组成循环水系统。

3.根据权利要求1所述的具备杀菌除垢功能的太阳能热水器，其特征在于：将紫外线杀菌灯(12)制作成整体防水结构，直接放置于水箱(1)中或直接放置于出水管(3)中。

4.根据权利要求1所述的具备杀菌除垢功能的太阳能热水器，其特征在于：在进水过滤器(15)中除放置过滤材料外，还可以放置杀菌、调节水质的材料，对水质预先处理。

5.根据权利要求1所述的具备杀菌除垢功能的太阳能热水器，其特征在于：在循环水管(10)外侧放置磁铁，对循环水进行磁化处理。

6.根据权利要求1所述的具备杀菌除垢功能的太阳能热水器，其特征在于：太阳能热水器做成一体式，封装在一个水箱外壳内。

7.根据权利要求1所述的具备杀菌除垢功能的太阳能热水器，其特征在于：太阳能热水器使用的电源来自于太阳能电池。

8.根据权利要求1所述的具备杀菌除垢功能的太阳能热水器，其特征在于：进水管(2)可以作为出水管使用。

9.根据权利要求1所述的具备杀菌除垢功能的太阳能热水器，其特征在于：进水管(2)和进水过滤器(15)连接后直接连接到水箱，此时省去电磁阀(8)。

10.根据权利要求1所述的具备杀菌除垢功能的太阳能热水器，其特征在于：水质调节罐(16)直接与出水管连接，在出水时也能起到调节水质的作用。

Images