CN202719791U

CN202719791U - 一种全新的节水抗冻分体太阳能热水器

Info

Publication number: CN202719791U
Application number: CN2012202838791U
Authority: CN
Inventors: 徐何燎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2022-06-18

Abstract

一种全新的节水抗冻分体太阳能热水器，包括气水混合阀、储热水箱和集热器的有机连接构成一个全新的热水器系统，该系统不仅能够实现零功耗下的节水，而且还实现无需任何人工操作的抗冻，实现全天候的应用。整个系统结构合理，安装方便，成本低。整个热水器不仅能比普通的太阳能热水器节约水，更主要整个系统实现抗冻。系统的防冻不需要任何其它能源和人工的辅助，实现零功耗的防冻，具有极大的市场推广价值。

Description

一种全新的节水抗冻分体太阳能热水器

技术领域

本实用新型涉及到一种全新的节水抗冻分体太阳能热水器，属于太阳能热水器制造和生产领域。

背景技术

在提倡环保节能的今天，越来越多的人们会选择太阳能热水器，国家也从政策层面鼓励人们使用太阳能热水器。但目前使用量最大的太阳能热水器是安装在屋顶的一体式太阳能热水器，集热器和储热水箱是联体的，这种太阳能热水器在城市使用有非常大的局限性，而且由于此类太阳能热水器结构的先天不足，造成节能不节水。而目前在市场上为城市用户推出的分体太阳能热水器，由于需要考虑冬天的防冻问题，往往采用防冻液进行二次换热的结构，这一方面降低了换热效率，二来增加成本，还带来安全隐患和后期的加液维护成本。

除了防冻液防冻以外，市场上目前还有就是排空防冻，这一方面增加系统的复杂度，而且往往需要人工操作或依赖电力；也有从集热器的结构上面考虑，但目前还没有理想的解决方案。本实用新型就是为解决一方面希望太阳能热水器不仅要节能而且还要节水，另一方面希望在目前已经成熟的集热器上特别是平板集热器能非常轻松实现防冻，不依赖于人工操作和电能的辅助，真正做到不只是防冻，而且是抗冻。

发明内容

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全新的节水抗冻太阳能热水器，包括集热器、储热水箱、气水混合阀以及连接各部分的水管；气水混合阀连接在分体太阳能热水器的入水口；集热器与储热水箱采用并行连接时，气水混合阀连接在储热水箱的入水口；集热器与储热水箱采用串行连接时，气水混合阀连接在集热器的入水口。

其中的集热器，是一种承压集热器，可以是平板集热器，也可以是直插真空管式、真空热管式和U型管式中的任意一种，和联箱在一起构成的结构；集热器至少具有一个入水口和一个出水口。

其中储热水箱，包括内胆、保温层和外壳三层，储热水箱至少具有一个入水口、出水口和辅助接口，与集热器并行连接的储热水箱还需要一个循环入口和循环出口；辅助接口按实配置。如：电辅助加热接口、安装限压阀接口；非承压储热水箱的透气口等。

其中的集热器与储热水箱串行连接，指集热器与储热水箱的内胆之间的逻辑连接有且只有一个连通通道；而集热器与储热水箱的并行连接，是指集热器与储热水箱的内胆之间的逻辑连接通道至少有两个或两个以上的连通通道。

其中的气水混合阀，可以是一种机械阀，也可以采用电子阀，具有三个接口，一个入水口，一个出水口和一个通气口，入水口和出水口必须具有实际的物理连接接口，而通气口是与大气连通就可以，可采用外观物理上能看见的，也可以采用外观不可见接口。该通气口是一个只能向阀内吸入空气，而不能向阀外呼气和透水的单向口。气水混合阀是一种具有方向性阀，自来水只能从该阀的入水口流入，通过该阀就会在水流中均匀混入一定比例的空气，混合后的气水介质从该阀的出水口流出。也就是说从气水混合阀流出的水流中，除了水还有一定比例的气体。

本实用新型的连接方式，对于集热器与储热水箱并行连接架构的，连接顺序是自来水连接到气水混合阀的入水口，气水混合阀的出水口连接到储热水箱的冷水入口，热水出口连接到用热水管道，储热水箱的循环入口连接到集热器的入口，循环出口连接到集热器的出口；对于集热器与储热水箱串行连接架构的，连接顺序是自来水连接到气水混合阀的入水口，气水混合阀的出水口连接到集热器的入口，集热器的出口通过温控装置和水管连接到储热水箱的入水口，热水出口连接到热水管道。

本实用新型的工作原理是，通过在自来水进入热水器的管路上安装一个气水混合阀，使得进入集热器的水流中含有固定比例的气体，这样一方面节约了水资源，另一方面由于在集热器中的水含有一定比例的气体，到了如果气温比较低，集热器中的水被冰冻，由于水中含有一点比例的气体，抵消了由于水从液体变成固态冰体积膨胀的压力，集热器内部的流体管道就不会涨裂。当然相对应热水器就抗冻，这样的热水器就不怕冻。而且整个过程无需人工操作干预。整个过程不需要人工干预和操作。

本实用新型的有益效果是，一种全新的节水抗冻分体太阳能热水器，通过集热器、储热水箱和气水混合阀的有机连接，整个热水器系统构成非常简单、安装方便，成本低。整个热水器不仅能比普通的太阳能热水器节约水，更主要整个系统实现抗冻。整个系统的防冻不需要任何其它能源和人工的辅助，实现零功耗的防冻。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一部的说明。

图1 是本实用新型集热器与储热水箱并联连接示意图。

图2 是本实用新型集热器与储热水箱串联连接示意图。

图中 101.储热水箱，102.集热器，103.气水混合阀，104.温控装置，201.气水混合阀入口，202.气水混合阀出口，203.气水混合阀通气口，204.集热器入口，205.集热器出口，206.储热水箱入水口，207.储热水箱出水口，208.循环出口，209.循环入口，210.辅助接口，211.自来水入口。

具体实施方式

图1中是本实用新型在集热器与储热水箱采用并联架构时的连接示意图，这种架构在目前的分体太阳能热水器中大量使用。图中，自来水入口（211）通过水管与气水混合阀（103）的气水混合阀入口（201）连接在一起，气水混合阀出口（202）通过水管与储热水箱（101）的储热水箱入水口（206）连接在一起；储热水箱（101）的循环出口（208）通过水管与集热器（102）的集热器入口（204）连接在一起，集热器（101）的集热器出口（205）通过水管与储热水箱（101）的循环入口（209）连接在一起；储热水箱（101）的储热水箱出水口（207）通过水管连接热水应用点。气水混合阀（103）的气水混合阀通气口（203）应始终保持此口与大气联通。图中辅助接口（210）只画了一个，根据实际应用可以设置多个，设置的位置也可以是上下左右。

根据以上连接，自来水流过气水混合阀（103）时，气水混合阀（103）就自动把一定比例的空气均匀地混入水中，而且使从气水混合阀（103）流出水流的水压近似流入的水压，也就是说整个系统的水压基本保持不变。带气的水流流入到储热水箱（101）中，由于储热水箱（101）中的水压环境基本没有变化，混入在水中的气体基本上保持原状态，当然随着储热水箱（101）中水温的升高，由于储热水箱（101）是一个密闭的容器，容器始终会充满这种带气体的液体，容器中的压力会有所提高，但会保持在一个储热水箱（101）合理的压力范围。储热水箱（101）中的水气混合介质，通过集热器（102）的不断循环，就会不断把储热水箱（101）中的介质加热。由于整个流道内包括储热水箱（101）的内部、集热器（102）中的流道、各个连接管道中都是这种气水混合的介质，因此集热器（102）就不会怕冰冻。从而实现抗冻的目的。同理，由于整个是一个封闭的通道，从储热水箱（101）的储热水箱出水口（207）中出来的水基本保持自来水入口（211）的水压，出来的水流照样有压力，同时由于出来的水中混入一定比例的气体，整个热水器系统与普通分体热水器相比就会节约相应比例的自来水，到达节水的目的。

从上面的过程看，无论是系统的抗冻，还是节水，都不需要任何其它外接的能源辅助，整个系统完全是一种零功耗下实现的。也不需要人工操作，完全是全自动的。

图2是本实用新型在集热器（102）与储热水箱（101）采用串行连接架构时的连接示意图，此种架构目前没有在家用的分体太阳能热水器中有应用。本专利人首先提出家用分体太阳能热水器此架构，认为此架构在某些场合的应用具有非常多的优点。此架构是一种定温一次性置换换热送热水太阳能热水器，因此，利用本实用新型在此架构上的应用做一个简单的说明。相同部分不再说明。

与图1对比在本实用新型应用上的最大的不同点是，气水混合阀（103）的气水混合阀出口（202）与集热器（102）的集热器入口（204）连接在一起，集热器出口（205）通过连接一个温控装置（104），然后通过水管连接到储热水箱（101）的储热水箱入口（206）上。工作原理与图1类似，进入集热器（102）流道中的水混入一定比例的空气，使得集热器（102）不怕冬天冰冻。此种连接方式可以确保进入集热器（102）中的水混入固定比例的空气。但由于在储热水箱中的水压环境与流道中不相同，被加热的介质进入储热水箱后，气体部分与液体的水会自动分离，在储热水箱出水口（207）出来的热水节水效果会下降，但被分离出来的热气可以通过相应的连接进行应用。但此种架构的换热效率远远超过图1的架构，并且出来的热水温度比较高，在某些应用场所也同样会达到既节能又节水的目的。

综上所述，一种全新的节水抗冻分体太阳能热水器，包括气水混合阀、储热水箱和集热器的有机连接构成一个全新的热水器系统，该系统不仅能够实现零功耗下的节水，而且还实现无需任何人工操作的抗冻，实现全天候的应用。整个系统结构合理，安装方便，成本低。具有极大的市场推广价值。

以上阐述了本实用新型的基本原理和主要特征，本实用新型不受实施条例的限制，在不脱离本实用新型的基本原理和主要特征的前提下所作出的改进和变化，都应落入本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种全新的节水抗冻分体太阳能热水器，其特征是：包括集热器、储热水箱、气水混合阀以及连接各部分的水管；气水混合阀连接在分体太阳能热水器的入水口；集热器与储热水箱采用并行连接时，气水混合阀连接在储热水箱的入水口；集热器与储热水箱采用串行连接时，气水混合阀连接在集热器的入水口。

2.根据权利要求1所述的一种全新的节水抗冻分体太阳能热水器，其特征是：所述的集热器，是一种承压集热器，可以是平板集热器，也可以是直插真空管式、真空热管式和U型管式中的任意一种，和联箱一起构成整体的集热器；集热器至少具有一个入水口和一个出水口。

3.根据权利要求1所述的一种全新的节水抗冻分体太阳能热水器，其特征是：所述的储热水箱，包括内胆、保温层和外壳三层，储热水箱至少具有一个入水口、出水口和辅助接口，与集热器并行连接的储热水箱还需要一个循环入口和循环出口。

4.根据权利要求1所述的一种全新的节水抗冻分体太阳能热水器，其特征是：所述的集热器与储热水箱串行连接，指集热器与储热水箱的内胆之间的逻辑连接有且只有一个连通通道；而集热器与储热水箱的并行连接，是指集热器与储热水箱的内胆之间的逻辑连接通道至少有两个或两个以上的连通通道。

5.根据权利要求1所述的一种全新的节水抗冻分体太阳能热水器，其特征是：所述的气水混合阀，可以是一种机械阀，也可以采用电子阀，具有三个接口，一个入水口，一个出水口和一个通气口，入水口和出水口必须具有实际的物理连接接口，而通气口是与大气连通就可以，可采用外观物理上能看见的，也可以采用外观不可见接口。

6.根据权利要求1所述的一种全新的节水抗冻分体太阳能热水器，其特征是：所述的气水混合阀的通气口是一个只能向阀内吸入空气，而不能向阀外呼气和透水的单向口。

7.根据权利要求1所述的一种全新的节水抗冻分体太阳能热水器，其特征是：所述的气水混合阀是一种具有方向性阀，自来水只能从该阀的入水口流入，通过该阀就会在水流中均匀混入一定比例的空气，混合后的气水介质从该阀的出水口流出。

8.根据权利要求1所述的一种全新的节水抗冻分体太阳能热水器，其特征是：所述的连接，对于集热器与储热水箱并行连接架构的，连接顺序是自来水连接到气水混合阀的入水口，气水混合阀的出水口连接到储热水箱的冷水入口，热水出口连接到用热水管道，储热水箱的循环入口连接到集热器的入口，循环出口连接到集热器的出口；对于集热器与储热水箱串行连接架构的，连接顺序是自来水连接到气水混合阀的入水口，气水混合阀的出水口连接到集热器的入口，集热器的出口通过温控装置和水管连接到储热水箱的入水口，热水出口连接到热水管道。