CN201954659U - 墙体橱柜内置水箱太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能够和建筑完全一体化的太阳能热水器，它使用非承压(可以设计为长方形、梯形、三角形和圆形)水箱(2)，镶嵌在住宅的墙壁内，或安装在卫生间、厨房的柜橱内。应用微电脑芯片为核心的控制器(3)实现了整机的自动协调运行，水箱水位由控制器(3)控制电磁阀(9)实现自动加水。在热水管路安装的带自动压力开关(14)的增压泵(4)保证了热水管路的运行压力和水流。集热器(1)与水箱(2)内的换热器(31)用循环管路(7、8)相连接，利用集热器(1)出液口A点和水箱内水的温度差由微电脑控制器(3)控制循环泵(5)，实现导热介质的循环，加热水箱内的水。在水箱内有辅助电加热器用于无光照的阴天或夜晚。

Description

墙体橱柜内置水箱太阳能热水器

技术领域

本实用新型涉及一种用于高层或多层住宅用太阳能热水器，尤其是镶嵌到墙体内或在洗漱橱柜内安装的水箱，与集热器、微电脑控制器、循环泵、热水管路自动增压泵、管路等构成一种分体式太阳能热水器，这种太阳能热水器实现了和建筑的完全一体化。

技术背景

目前分体式太阳能热水器多采用承压圆形水箱，都是外挂在住宅的不同部位的墙体上。因为水箱体积很大，挂在卫生间或厨房的墙壁上严重影响房间美观，一个很大的圆筒高悬在头顶，用户有一种很强烈的压抑感。这种热水器不能称其为和建筑实现了一体化，仅能称一部分实现了一体化(集热器实现了与建筑一体化)。

绝大部分分体式太阳能热水器采用承压式水箱。原因有二：这种分体式太阳能热水器是为了适应楼房住宅，尤其是高层住宅，参考电热水器设计而成。二是因为在同一房间安装水箱及洗浴喷淋头，两者高差很小，甚至形不成高差，非承压水箱使用效果很差。参考电热水器水箱结构，增加了换热器，设计了分体式太阳能热水器，解决了集热器和水箱分离，使太阳能热水器走下了楼顶屋面，集热器可以灵活的安装在建筑的不同部位，实现了太阳能热水器和建筑的部分一体化。但是水箱的安装问题一直没有得到解决。在使用中出现了较多问题。首先是圆形水箱安装受限制，仅有人们不常活动的阳台比较适合，因而起名曰“阳台壁挂式”；二是承压水箱安全性差。承压容器对材质、制作工艺的要求都高，很多厂家生产的分体式太阳能热水器用一段时间就出现了漏水。即使水箱不漏水，为了防止在使用中自来水压力波动对箱体的影响，在水箱进水口都设计了安装了安全阀，一般安全压力定在0.6-0.7MPa，但是一般城市的自来水压力在0.6-0.8MPa之间波动，到了夜间一般都在0.8MPa，泄压阀打开，自来水一直在流淌，造成浪费；三是承压水箱制造费用高，造成分体式太阳能热水器的价格偏高。这些问题都影响了分体式太阳能热水器的推广普及。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种适合高层和多层住宅使用的、和建筑完全一体化的太阳能热水器。

为解决上述问题，本实用新型的基本构思是：水箱根据在建筑内安装位置的需要，设计成各种形状，如镶嵌安装在墙体内的可以设计成长方体，安装在卫生间或橱柜内的可以设计成方形，为适应高层楼房中存在不规则空间，可以设计成三角形、梯形等。但是热水器若为承压系统，对水箱的要求很高，设计各种形状就无法付诸实现。因此，系统设计为常压系统。常压系统就产了两个技术问题；一个是热水管路要保持一定压力的问题；另一个问题是水箱的水位自动控制。

为解决热水管路保持一定的压力，本实用新型在水箱热水出口安装一台带微电脑压力开关的自动增压泵。在热水管路内水的压力低于设定的最低压力时，压力开关开启，增压泵对热水管路进行增压。当热水管路内压力达到设定的高压时，压力开关关闭，增压泵停止运转，管路保持压力。如有用水点开启热水龙头，有热水流出，管道内的压力下降，当管道内水的压力低于设定的低压值时，压力开关启动增压泵，不断向管道内注水增压，并保持龙头的水流不断。直至用水点关闭热水开关，水压上升到设定的高压值，压力开关关闭增压泵，热水管道内保持一定的压力。在用水时增压泵向管道注水，保证用水点的水流与水压。

水箱的水位控制由微电脑控制器和水位探头、电磁阀组成水位自动控制系统。水位探头将检测到的水箱水位信号传给微电脑控制器，当水箱水位低于20％时，微电脑打开电磁阀向水箱加水，当水位达到设定的最高水位时，微电脑控制器关闭电磁阀，停止上水。水箱水位始终保持在20％到最高水位之间。

微电脑控制器以可编程芯片为核心，可以利用程序软件赋予本热水器更多的功能，如恒温功能，定时加温、上水功能，伴热带对管道加热保温防冻功能，干烧高温报警功能等等。这些功能都在基本系统的基础上通过单片机软件实现有效控制。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型墙体橱柜内置水箱太阳能热水器的系统原理图。

图2是本实用新型墙体橱柜内置水箱太阳能热水器墙体安装示意图。

图3是本实用新型墙体橱柜内置水箱太阳能热水器用于墙体安装的水箱结构图。

具体实施方式

在图1所示的系统原理图中，安装在阳台护栏外的集热器1通过导热介质循环管道7、8与水箱中的换热器31相连接，在管道7的中间装有循环泵5，循环泵5可视具体情况安装在管路7通过的合适的部位。管路7连接集热器1进液口、换热器的出液口，在循环泵5的作用下导热介质从水箱内换热器31通过管道7流向集热器1。在集热器1出口端A点安装有温度探头，温度探头用以探测集热器1出口导热介质的温度。温度探头的信号线接到微电脑控制器3的输入端，将探测到的集热器1出口A点处导热介质的温度信号输入到控制器3。集热器出口通过管路8与水箱2中换热器31的导热介质进口相连接。形成了集热器1→管路8→水箱换热器31→管路7→循环泵5→集热器1的循环回路。循环泵5的启闭由微电脑控制器3通过控制线18控制。当微电脑控制器3将集热器A点的温度与水箱2内水的温度进行比较，如果A点的温度高于水箱2中水温12度以上，则发出指令启动循环泵5，导热介质在循环泵5的作用下从集热器1出口通过管路8进入换热器31，通过热交换器31将热能传递给水，温度降低后的导热介质从热交换器31的出口，通过管路7、循环泵5回到集热器1，再次在集热器内被阳光辐射加热温度升高，如此循环往复。在这一过程中，水箱内的水温度不断升高，而导热介质的温度下降，当水箱内的水温比A点导热介质的温度差低于5度以下，微电脑控制器3即关闭循环泵5，导热介质停止循环。集热器1内的导热介质静止吸热，温度升高，当A点温度升高超过水箱内水的温度12度时，微电脑控制器3开启循环泵5，重复前面的循环加热过程。

水箱内水的温度有温度探头探测，探测到的信号通过信号传输线11送到微电脑控制器3。当阴天或夜晚没有阳光照射的时段，水温可以按人为设定的温度，利用安装在水箱内的电加热管加热，以恒温模式运行，使水箱内的水保持在一定的温度范围之内。亦可按照临时要求加温到一定的温度。电加热管有微电脑控制器3根据程序设定，通过电源线17控制通与断。

水箱2内的水位由水位探头探测，然后将信号经信号线10送到微电脑控制器3，当水位下降到20％时，微电脑控制器3通过控制信号线19，打开电磁阀9，由自来水进水管12向水箱注水。当水位达到设定最高水位，微电脑控制器3根据探测到的信号判定关闭电磁阀9，停止注水。也可以通过微电脑控制器3人为设定固定时间上水，如每天清晨上一次水，保证在日出前水箱2内的水是满的。最大限度的吸收太阳能量。

水箱的出口端装有带自动压力开关14的增压泵4。自动压力开关14信号取自热水管路13，当热水管路13内的压力低于设定最低压力(0.05MPa)时，自动压力开关14打开增压泵的电源，增压泵向热水管路13内注水增压。当热水管路13内的压力达到设定的最高压力时(0.2MPa)，自动压力开关14关闭增压泵。使热水管路内的压力保持在设定最高压力之内。当用水点龙头(15或16)被打开取水时，热水管路13内的水压迅速下降，一旦低于设定的最低压力值，自动压力开关14打开增压泵，向管路内输水，保持用水点水流不断且有一定压力。当用水点龙头关闭，热水管路13内的压力迅速上升，当压力达到设定的最大值时，自动压力开关14关闭增压泵，停止注水。实现了水箱2非承压状态下，热水管路13内能保持水流且有合适的压力。

图2是水箱2和集热器1、微电脑控制器3及循环泵5、增压泵4等的在水箱镶嵌到墙体内形式下的安装示意图。如果水箱2安装在卫生间洗漱柜或者厨房内橱柜内，基本形式没变化，仅是水箱的形状和尺寸根据需要适当加以变化即可。

图3是镶嵌安装在墙体内的一种水箱的结构图。水箱有外壳20、保温层22、内胆21构成一个封闭式长方形容器。在水箱2正面有5个孔。上面右边的孔28为水位、温度计安装孔；上面左边的孔27为溢流出气孔。下边中间的孔24为进出水孔。D向侧视图中的孔30为电加热器安装孔。这四个孔可以加工成直径26mm，装有塑胶密封圈23的插入式安装的孔洞。正面下左右各一连接管25、26为热交换器的液体进出口，用4吩管连接换热器，并用氩弧焊将连接管与水箱内胆焊接，保证不漏导热介质液体和水。在水箱内有换热器31。

本实用新型不仅是用于将水箱镶嵌在卫生间墙体内，只要是采用图1所示系统原理，将水箱镶嵌到住宅的任何部位的墙体、室内任意橱柜内、顶棚的任一部位，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种太阳能热水器，有集热器(1)、水箱(2)、微电脑控制器(3)、循环泵(5)、增压泵(4)以及循环管路(7、8)、热水管路(13)、控制线路(10、11、18、19)等组成，其特征在于：水箱(2)为非承压容器，可以灵活的安装在建筑墙体、各种橱柜内，所述水箱(2)在微电脑控制器(3)、水箱内水位探测器的有效控制下，保证水位在20％至最高水位之间，不会干枯和溢出，水箱(2)的出口设计安装一带自动压力开关(14)的增压泵(4)，可以保证热水管路的压力保持在一定的范围和保证用水时的水流和压力。 

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