CN205536616U - 节水排污抗冻型真空管太阳热水器 - Google Patents

Abstract

一种节水排污抗冻型真空管太阳热水器，在斜插式紧凑型真空管太阳热水器原有系统构件的基础上，应用物理学原理对其水箱进、出水管，溢流、放气管，排污管及给、排水系统优化设计和调整布局，在不消耗辅助能源和添加耗能器件的前提下，实现了“阀门开、热水来”的节水功能；在室内手控对保温水箱“死水区”进行针对性的自洁排污；以及将冷、热水管排空；保温水箱水总容量自动减排到安全水位以下，以防止冻害事故的发生。上述创新技术，不仅攻克了真空管热水器几十年来一直未能解决的一系列“跨世纪难题”；而且降低了生产成本，完善了产品结构，优化了产品的使用性能，节约了洁净水资源，提升了产品的市场竞争力。

Description

节水排污抗冻型真空管太阳热水器

技术领域

本发明涉及太阳能光热利用领域，是一种能将斜插式紧凑型真空管太阳热水器技术升级为具备“阀门开、热水来”，排污，抗冻基本功能的技术方法。

背景技术

斜插式紧凑型真空管太阳热水器，是我国目前产量最大，普及率最高的一种家用太阳能热水装置，但是这种实现了规模化海量生产的产品，至今在系统结构上还存在一系列未能得到有效解决的“跨世纪难题”：

1、系统热水管道不能自动延时排空，每次开阀取水，均会造成大量管道散热余水资源的排弃浪费。

2、住户楼层越低，热水管道越长，造成的水资源浪费就越严重。

3、在保温循环水箱内，真空管管口以下存在一个不能有效参加温差循环换热的“死水区”，天长日久“死水区”内会沉淀下大量的污垢和杂质，甚至会产生某些严重影响水质卫生和身体健康的有害物质。而要对水箱“死水区”作一次有针对性的排污清洗，需要请太阳能厂家派专业人士才能完成。

4、热水系统暴露在室外环境中的冷、热水管不具备防寒抗冻功能，整个系统在北方漫长冬季的深度严寒中，难保管道、水箱，或真空管不被冻坏。

我国全玻璃真空管目前的年总产量已超过四亿多支。太阳能热水器的产能，占到全球总量的70%以上。2014年我国以真空管太阳热水器为主体的太阳能热水器保有量达到4.14亿m2。可惜令人遗憾的是，几十年过去了，在这个世界上最大的太阳能市场上海量生产的同类型产品中，至今尚未见到用简单可靠的低廉代价，解决所谓“阀门开、热水来”，“死水区”排污，防抗冷、热水管道和水箱冻害，等创新技术成果的报导。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种完全依靠物理学原理，在原有斜插式紧凑型真空管太阳热水器系统构件的基础上，通过对保温水箱进、出水管，溢流、放气管，排污管及给、排水系统优化设计和调整布局的基础上，在不消耗辅助能源和添加耗能器件的前提下，实现了“阀门开、热水来”的节水功能；在室内手控可对保温水箱“死水区”进行选择性的自洁排污；以及将冷、热水管排空；保温水箱水容量自动减排到安全水位，以防止冻害事故的发生。上述创新技术，不仅攻克了真空管热水器几十年来一直未能得到解决的一系列“跨世纪难题”，而且降低了生产成本，完善了产品结构，优化了产品的使用性能，节约了洁净水资源，增加了卖点和商机，提升了新产品的市场竞争力。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

节水排污抗冻型真空管太阳热水器，由自来水进水总阀1、排污管控制阀2、进水控制阀3、虹吸排污管6、放气—溢流管8、通气管9、逆止阀10、11、12、切换控制阀13、冷水上水管14、热水下水管15、保温循环水箱16等主要部件组合而成。

冷水上水管14从用户室内用水点的进水控制阀3直通保温循环水箱16的冷水进水口4处，热水下水管15由保温循环水箱16的热水出口5一直通到用户室内用水点17、18、19。

冷水上水管14在室内一端进水控制阀3与自来水进水总阀1串联，进水控制阀3与排污管控制阀2串联，冷水上水管14在保温循环水箱16的冷水进水口4处，通过三通接头一个口顺接一支逆止阀11后与冷水进水口4相连相通，另一个口逆接一支逆止阀10后，再通过第二个三通接头分别与放气—溢流口7和放气—溢流管8相连接。

热水下水管15直通室内用水点的另一端17、18、19，安装有切换控制阀13。

虹吸排污管6的吸污口插在水箱底部排污区，虹吸排污管6的最高段与水箱圆心高度持平，下降段端头顺接一支逆止阀12后，通过三通接头与冷水上水管14连通。

通气管9的上口与热水下水管15最高处相联，下口与虹吸排污管6的最高处相通。

至此，完成了“斜插式紧凑型真空管太阳热水器”给、排水管网系统的技术改造。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明系统给排水管道结构示意图：其中：1为自来水进水总阀；2为排污管控制阀；3为进水控制阀；4为保温循环水箱冷水入水口；5为保温循环水箱热水出水口；6为虹吸排污管；7为水箱上的放气—溢流口；8为放气—溢流管；9为通气管；10、11、12分别为不同点上安装的逆止阀；13为切换控制阀；W为自来水表；14为冷水上水管；15为热水下水管；16为系统保温循环水箱；17、18、19分别为用户室内（一厨两卫）各用水点。

本发明系统结构不仅限于附图所示。

具体实施方式

对任何一台由全玻璃真空管集热器、圆卧保温储热循环水箱和相关脚架系统“三大总成部件”组合而成的所谓“斜插式紧凑型真空管太阳热水器”，原则上都可用本发明提供的技术路线及其方法，将其改造成具备“阀门开、热水来”、室内操控简易排污、防抗冻害等，使用功能更新换代的家用太阳能热水器。

按图1所示给排水管道系统结构示意图完成真空管热水器系统的管网技术改造，并安装就位后系统是这样工作的：当我们打开自来水总阀1之后，自来水绕过排污管控制阀2正式进入到该热水系统的冷水上水管14中，但又被处于系统冷水上水管14上的进水控制阀3挡住；在我们人为打开进水控制阀3之后，自来水会在自身动压的作用下，沿着直通向上到屋顶真空管太阳热水器的冷水上水管14迅速逼近到热水器圆卧保温储热循环水箱的冷水进水口4处。此时，冷水向上的通道被一支逆向安装的逆止阀10所阻断，于是自来水只能沿着侧向开启的逆止阀11经冷水进水口4，进入到保温循环水箱16内。如果此时保温循环水箱16内是空的，冷水则源源不断地注入，直到把水箱装满。

当水箱装满到热水出水口5处时，超过了热水出水管口5水位的水会迅速沿着热水下水管15下落到室内热水用水点，并经处于常开状态的切换控制阀13从该管的莲蓬头中喷出。此状态显示系统水箱已经灌满，应立即关闭进水控制阀3，切断冷水通道；让系统回归到接受太阳辐射能循环加热的集热运行状态。

晚间用水时，只要再次开启进水控制阀3，因为水箱处于水满状态，因此若干秒后热水就能从热水下水管15中喷涌而出，实现了用户早已期盼的阀门开、热水来的愿景。

特别需要提请用户注意的是：当沐浴者快要完成洗浴时，应在逐步减少水流量的基础上，至少提前数十秒完全关闭进水控制阀3，然后待热水下水管15完全停止出水后才能离去。

目前我国的真空管太阳热水器还存在一个弊病，哪就是在保温水箱内，斜向插入的真空管管口之下，存在着一个不能参加真空管循环换热的“死水区”。天长日久之后，这个“死水区”内会积攒起若干污秽和泥沙，严重影响水箱的水质安全与卫生。在缺乏例行维护保养体制的情况下，广大用户是完全没有能力独立进行水箱“死水区”排污清洗作业的。

用本发明专利技术组装改造的新系统，用户只需在室内操作，就可随时随意地对水箱“死水区”进行逆向自洁排污。用户只要事先在室内准备好排污水的收集准备工作后，先关闭自来水总阀1，然后再打开排污管控制阀2和进水控制阀3，即可利用冷水上水管14，对系统进行逆向排污自洁。也就是说，对新系统而言，清除真空管太阳热水器水箱“死水区”的污垢，是一件可经常性随意进行，而且举手之劳即可解决的小事一桩。

在北方进入严冬之后，或气候异常突然遭遇寒流来袭时，用户只要从容地做好在室内收集系统管道余水和部分水箱存水的准备工作后，同样只要先关闭好处于室内的自来水总阀1后，再随后打开排污管控制阀2和进水控制阀3，以及安装在热水下水管15出口处的手控阀13之后，该干嘛干嘛，不需再管它；系统会自动先后将热水下水管15和冷水上水管14中的管道余水全部排空；随后又将保温储热水箱16中约占总容积一半左右的水，准确无误地排放到用户指定的收集容器中，确保系统自动进入到全方位抗深度严寒的抗冻状态。

本发明采用简单明确的物理手段，以最低额度的材料成本支出，在原来“斜插式紧凑型真空管太阳热水器”的基础上通过优化系统管网设计，淘汰经常出现“跑冒滴漏”和老化失灵的“浮球阀补给水箱”后；通过解决冷、热水管延时排空，节约了散热余水资源的排弃浪费；消除真空管水箱内“死水区”的污染源；自动限额降低水箱水位，抵御异常深度冻害；等创新技术，解决了原系统几十年来一直未能得到解决的一系列“跨世纪难题”。为一个产能严重过剩，处于淘汰边缘的落后产品，注入了新的生机与活力。通过技术创新提升了产品科技含量和使用性能，为其重振市场竞争力，增加了新的卖点和商机。

Claims (5)

1.一种节水排污抗冻型真空管太阳热水器，由自来水进水总阀（1）、排污管控制阀（2）、进水控制阀（3）、虹吸排污管（6）、放气—溢流管（8）、通气管（9）、逆止阀（10、11、12）、切换控制阀（13）、冷水上水管（14）、热水下水管（15）、保温循环水箱（16）组合而成，其特征在于：冷水上水管（14）从用户室内用水点的进水控制阀（3）直通保温循环水箱（16）的冷水进水口（4）处，热水下水管（15）由保温循环水箱（16）的热水出口（5）一直通到用户室内用水点（17、18、19）。

2.如权利要求1所述的节水排污抗冻型真空管太阳热水器，其特征在于：冷水上水管（14）在室内一端进水控制阀（3）与自来水进水总阀（1）串联，进水控制阀（3）与排污管控制阀（2）串联，冷水上水管（14）在保温循环水箱（16）的冷水进水口（4）处，通过三通接头一个口顺接一支逆止阀（11）后与冷水进水口（4）相连相通，另一个口逆接一支逆止阀（10）后，再通过第二个三通接头分别与放气—溢流口（7）和放气—溢流管（8）相连接。

3.如权利要求1所述的节水排污抗冻型真空管太阳热水器，其特征在于：热水下水管（15）直通室内用水点的另一端（17、18、19），安装有切换控制阀（13）。

4.如权利要求1所述的节水排污抗冻型真空管太阳热水器，其特征在于：虹吸排污管（6）的吸污口插在水箱底部排污区，虹吸排污管（6）的最高段与水箱圆心高度持平，下降段端头顺接一支逆止阀（12）后，通过三通接头与冷水上水管（14）连通。

5.如权利要求1所述的节水排污抗冻型真空管太阳热水器，其特征在于：通气管（9）的上口与热水下水管（15）最高处相联，下口与虹吸排污管（6）的最高处相通。