專利名稱：一種新分體太陽能熱水器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種全新架構(gòu)、全新安裝、全新?lián)Q熱方法和全新體驗的分體太陽能熱水器系統(tǒng)，屬于太陽能熱利用領域。
背景技術(shù)：
環(huán)保節(jié)能是一個永恒的主題，太陽能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，太陽能熱水器無疑是一種非常方便利用太陽能為人們服務的產(chǎn)品。目前市場兩類太陽能熱水器產(chǎn)品，一體太陽能熱水器和分體太陽能熱水器，無論那一類太陽能熱水器都有兩大部件組成即儲熱水箱和集熱器，人們?yōu)榱诉m合城市用戶的需求紛紛推出分體太陽能熱水器，但目前的分體太陽能熱水器并不十分符合城市用戶的需求，更談不上與城市建筑一體化，也不符合城市用戶的用熱水習慣。關鍵的一個問題是集熱器與儲熱水箱之間的換熱和安裝間距受到目前分體太陽能熱水器架構(gòu)和技術(shù)的限制。使得此類分體太陽能熱水器在城市應用受到非常大的安裝限制和價格壓力。城市建筑的情況是絕大部分用戶沒有太陽直接照曬的屋頂，能曬到太陽的地方只有陽臺和南面墻面；而用熱水的地方絕大部分在房屋的北面廚房、衛(wèi)生間。正因為如此目前如果安裝電熱水器，基本上都安裝在用熱水點附近，即廚房內(nèi)或衛(wèi)生間內(nèi)，沒有一家會把電熱水器安裝在陽臺內(nèi)。而目前的分體太陽能熱水器99%都是把集熱器安裝在陽臺外面，把儲熱水箱安裝在緊靠集熱器的陽臺內(nèi)側(cè)，用熱水需要從南到北調(diào)用，不僅浪費熱水，而且此類安裝極大限制人們用熱水的頻度。因此這樣的分體太陽能熱水器是不符合城市用戶需求的。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服目前分體太陽能熱水器這種集熱器與儲熱水箱都安裝在房屋一側(cè)，帶來用熱水時進行的南水北調(diào)的缺點和成本過高的困惑，本發(fā)明提供一種新分體太陽能熱水器系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅徹底解決用熱時的南水北調(diào)問題，而且提升了換熱效率和用熱效率，降低了系統(tǒng)的成本。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種新分體太陽能熱水器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括儲熱水箱、集熱器、溫控裝置和傳送水箱，以及連接各部件之間的管道；系統(tǒng)的自來水入口連接自來水管道，自來水出口通過管道與集熱器入口相連，集熱器出口串接溫控裝置后與傳送水箱進口相連，傳送水箱出口通過管道與儲熱水箱的熱水入口相連，用熱口與用熱管道連接；系統(tǒng)的集熱器、溫控裝置、傳送水箱和儲熱水箱兩兩串聯(lián)，采用定溫置換換熱技術(shù)和微功耗遠程保溫送熱技術(shù)，集熱器與儲熱水箱之間安裝間距可達數(shù)十米。系統(tǒng)四大部件即儲熱水箱、集熱器、溫控裝置和傳送水箱之間的相對間距有長有短，溫控裝置特別是溫控裝置中的溫感器部分與集熱器出口間距應盡量短，集熱器出口與傳送水箱的間距也應比較短，傳送水箱與儲熱水箱的間距可以比較長，這樣儲熱水箱與集熱器的間距就可以被延長到數(shù)十米，甚至上百米。在實際應用中，一般儲熱水箱的安裝點靠近用熱水點，比如在房屋北面的廚房或衛(wèi)生間，集熱器安裝在南面陽臺外或南面墻，傳送水箱體積小就安裝在陽臺內(nèi)側(cè)，溫控裝置的溫感器部分串接在集熱器出口附近。系統(tǒng)四大部件功能，儲熱水箱及其連接的控制閥主要有三大功能，一是高效保溫儲藏定溫熱水，二是控制進入系統(tǒng)的自來水容量，三是通過與儲熱水箱相連的切換閥面板旋鈕轉(zhuǎn)動實現(xiàn)系統(tǒng)工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)變；集熱器主要是加熱在集熱器內(nèi)部的水到預定溫度；溫控裝置一是控制在集熱器中加熱的水預定溫度高低，二是沒有加熱到預定溫度的水全部滯留在集熱器中繼續(xù)加熱，加熱到預定溫度的熱水進入傳送水箱；傳送水箱主要完成把來自集熱器的定溫熱水如何微功耗高效保溫地輸送到儲熱水箱進行存儲。系統(tǒng)的置換換熱的動能完全來自于自來水本身，置換開關來自于溫控裝置。系統(tǒng)水路中的水流是自來水進入儲熱水箱后分兩路，一路是流經(jīng)水位控制閥和主切換閥后，進入到集熱器，在集熱器中通過吸收太陽能把水加熱到預定溫度，溫控裝置啟動，定溫熱水被置換到到傳送水箱，傳送水箱收集到預定容量的定溫熱水后，啟動送熱把傳送水箱中的定溫熱水全部送入到儲熱水箱中儲藏；一路是流經(jīng)輔切換閥和出水加壓閥以后，從用熱口流出進入到用熱管道。其中的儲熱水箱是一個三層結(jié)構(gòu)，分別是外殼、保溫層、內(nèi)膽，至少具有熱水入口、熱水出口、透氣口和輔助接口 ；在外殼和內(nèi)膽之間嵌接一個四閥組合體，四閥體分別是主切換閥、輔切換閥、水位控制閥和出水加壓閥，四閥體與儲熱水箱的相應接口連接后系統(tǒng)應具有自來水入口、自來水出口、用熱口和通氣口 ；切換閥的切換旋鈕安置在儲熱水箱外殼面板上；四閥體通過管道連接也可以獨立存在于儲熱水箱體以外。儲熱水箱的輔助接口種類和數(shù)量可根據(jù)要求配置比如儲熱水箱泄壓保護接口、電輔助接口、還有各種傳感器接口等，本發(fā)明的儲熱水箱可以采用普通的分體太陽能儲熱水箱通過外接四個閥來構(gòu)成，也可以把四個閥內(nèi)嵌在保溫層中構(gòu)成一個本發(fā)明專用的儲熱水箱。其中的傳送水箱是一個三層結(jié)構(gòu)，分別是外殼、保溫層、內(nèi)膽，至少具有進口、出口、氣壓口、充氣口和輔助接口，氣壓口連接一個氣壓傳感器，充氣口連接一個充氣泵，出口串接一個電磁閥，氣壓傳感器信號線纜、充氣泵的控制線纜和電磁閥的控制線纜全部連接到控制器的相應端口，氣壓傳感器、充氣泵和電磁閥可以嵌接在外殼與內(nèi)膽之間的位置，控制器可以鑲嵌在傳送水箱的外殼面板上；氣壓傳感器、充氣泵、電磁閥和控制器也可以獨立存在于傳送水箱體外。傳送水箱的容積小于儲熱水箱的容積，傳送水箱的輔助接口可以安裝一個泄壓保護閥保護傳送水箱，輔助接口數(shù)量和種類按需求配置。其中的溫控裝置包含一個溫感器和一個水路開關，具有管路排空還需包含一個與水路開關并聯(lián)的壓控單向閥，溫感器一定安置在集熱器出口附近，水路開關可串接在系統(tǒng)的自來水出口與傳送水箱進口之間的水路中；水路開關的打開或關閉受制于溫感器，到達預定溫度溫感器控制水路開關打開水路暢通，反之沒有達到預定溫度溫感器控制水路開關關閉水路截止；水路開關的入口有水壓時，與之并聯(lián)的壓控單向閥截止，水路開關的入口水壓消失，與之并聯(lián)的壓控單向閥導通水路暢通。溫感器采用金屬感溫材料與水路開關一起構(gòu)成整體的機械部件溫控閥串接在集熱器出口處；或溫感器采用溫控開關，水路開關采用電磁閥，溫控開關的線纜與電磁閥線纜串接構(gòu)成溫控裝置；或溫感器采用溫度傳感器，水路開關采用電磁閥，溫度傳感器的線纜與電磁閥的線纜全部連接到控制器相應端口上，三者構(gòu)成一個溫控裝置。
其中的主切換閥是一種帶面板旋鈕的機械閥，具有四個接口分別是A、B、C、D，通過面板的旋鈕轉(zhuǎn)動至少有三種通道狀態(tài)，狀態(tài)一 A接口與B接口連通，C接口與D接口連通；狀態(tài)二只有A接口與D接口連通；狀態(tài)三只有B接口與C接口連通。其中的輔切換閥是一種帶面板旋鈕的機械閥，具有四個接口分別是a、b、c、d，通過面板的旋鈕轉(zhuǎn)動可以有四種通道狀態(tài)，狀態(tài)一 a接口與b接口連通，c接口與d接口連通，狀態(tài)二只有a接口與b接口連通，狀態(tài)三四接口都不通，狀態(tài)四只有d接口與b接口連通；具有轉(zhuǎn)動檢測功能時，還具有一個轉(zhuǎn)動檢測開關，開關線纜連接到控制器的相應端口。其中的出水加壓閥是一個內(nèi)部為文氏流道的機械閥，具有三個接口分別是入水口、吸水口和出水口，高壓水從入水口流入，在吸水口處產(chǎn)生低于大氣的負壓而形成類似水泵抽水的動力，吸水口吸入的水與從入水口流入的水在閥體內(nèi)混合后，成為一種具有一定水壓的混合水從出水口流出。其中的水位控制閥，包括一個水路開關和一個水位檢測裝置，水路開關的打開或關閉受制于水位檢測裝置，儲熱水箱水滿則控制水路開關關閉水路截止，水位不滿則水路開關打開水路暢通；水路開關串接在自來水入口到傳送水箱進口之間的水路中，水位檢測裝置安置在儲熱水箱的內(nèi)膽中；水路開關和水位檢測裝置合二為一采用機械結(jié)構(gòu)的閥，具有一個入口、一個出口和一個機械水位檢測裝置；或水路開關采用電磁閥，水位檢測裝置采用水位傳感器，電磁閥的控制線纜和傳感器的信號線纜全部連接到控制器相應端口上構(gòu)成水位控制閥；或水路開關采用電磁閥，水位檢測裝置采用水位開關，水位開關的線纜和電磁閥的線纜串行連接構(gòu)成水位控制閥。總之水位控制閥的功能是時刻檢測儲熱水箱中的水位，儲熱水箱水滿，進水水路截止，系統(tǒng)停止進水和上水；儲熱水箱水位不滿，進水水路暢通。另一種情況，在水位控制閥的水路開關和溫控裝置的水路開關都采用電磁閥時，則可以采用同一個電磁閥來完成相應功能，通過控制器讀取水位傳感器、溫度傳感器相應的數(shù)據(jù)來控制電磁閥從而完成水位控制閥和溫控裝置的雙功能。其中的四閥體之間的管道連接是，自來水入口管道分兩路，一路連接到水位控制閥入口，水位控制閥出口連接到主切換閥A接口，水位控制閥檢測裝置內(nèi)置在儲熱水箱內(nèi)膽中；主切換閥B接口連接到自來水出口，主切換閥D接口連接到熱水出口，主切換閥C接口連接到出水加壓閥的吸水口，出水加壓閥的出水口連接到用熱口 ；自來水入口另一路連接到輔切換閥a接口，輔切換閥b接口連接到出水加壓閥的入水口，輔切換閥d接口連接到透氣口，輔切換閥c接口連接到通氣口。本發(fā)明工作狀態(tài)原理描述，主切換閥和輔切換閥都在狀態(tài)一，系統(tǒng)處于上水、力口熱、換熱、送熱、儲熱和用熱過程中，自來水從自來水入口流入系統(tǒng)，分為兩路，一路流入到水位控制閥入口，由于儲熱水箱水不滿，自來水從水位控制閥出口流出進入到主切換閥A接口，然后從主切換閥B接口流出到自來水出口，從自來水出口流出流過連接管道，進入集熱器入口，從集熱器出口流出到達溫控裝置的入口，由于水溫無法達到溫控裝置的預定開啟溫度，水流被溫控裝置截止，剛才流入系統(tǒng)的自來水被滯留在集熱器中。集熱器通過吸收太陽能加熱集熱器內(nèi)部的水溫度，水溫不斷上升，當水溫達到溫控裝置的預定開啟溫度，溫控裝置內(nèi)的水路開關打開水路暢通，水路中的水在自來水壓力下重新開始流動，新流入系統(tǒng)的自來水把集熱器中已經(jīng)加熱到預定溫度的熱水全部推壓到傳送水箱中，而剛才流入集熱器的自來水由于水溫低致使溫控裝置中的水路開關重新截止，自來水被滯留在集熱器中。這種新流入的自來水依賴自身的能量把在集熱器中已經(jīng)加熱到預定溫度的熱水全部置換進入到傳送水箱中，而自身由于水溫低而被滯留在集熱器等待下一次這樣動作的開始，這個過程就是一個置換換熱過程。這樣的置換換熱不斷重復直到儲熱水箱水滿關閉水位控制閥為止。置換換熱進入傳送水箱的定溫熱水，使得傳送水箱的密閉空間縮小，傳送水箱內(nèi)部的氣壓加大，控制器不斷地讀取氣壓傳感器的壓力數(shù)據(jù)，隨著定溫熱水不斷地流入到傳送水箱中，傳送水箱的壓力不斷加大，當控制器讀取到的壓力已經(jīng)達到預定壓力，控制器控制串聯(lián)在傳送水箱出口的電磁閥打開，傳送水箱中的定溫熱水通過管道在氣壓的推力下流向儲熱水箱，等到熱水全部流入到儲熱水箱后，傳送水箱的氣體壓力大幅度降低，控制器從壓力傳感器讀取到此數(shù)據(jù)后，控制器控制電磁閥關閉的同時控制充氣泵開始向傳送水箱內(nèi)充氣，控制器從壓力傳感器讀取充氣的壓力，達到預定初始壓力，控制器控制充氣泵停止充氣。這就是一個完整傳送水箱利用氣壓微功耗傳送熱水的過程，這樣的過程不斷重復，直到儲熱水箱水滿為止。本發(fā)明的用熱有三種水溫和出水壓力可以選擇，其一主切換閥和輔切換閥都在狀態(tài)一，打開用熱管道的閥門，自來水流過輔切換閥的ab接口，進入到出水加壓閥的入水口，出水加壓閥的吸水口通過主切換閥的CD接口把儲熱水箱中的定溫熱水從熱水出口抽出，抽出的熱水與從入水口流入的水在出水加壓閥體內(nèi)混合成一種新溫度的熱水，從出水加壓閥的出水口流出到用熱口流向用熱水管道；此出水加壓閥類似水泵抽水，完全依賴水力來抽水零功耗不耗電，機械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，缺點是出來的水溫會降低一些。其二如果需要更大壓力的熱水，轉(zhuǎn)動輔切換閥到狀態(tài)二只有ab通，Cd不通儲熱水箱被臨時封閉，控制器檢測到輔切換閥的轉(zhuǎn)動信號，打開電磁閥使管路暢通的同時打開充氣泵進行充氣，充氣的壓力使儲熱水箱中的熱水是一種有壓熱水，此時從用熱口出來的水的壓力是兩種壓力的疊加，出來的水壓和水溫都較前一種要高。其三如果要求出來的水溫就等于儲熱水箱內(nèi)本身的水溫，轉(zhuǎn)動輔切換閥到狀態(tài)三四接口全不通，出水加壓閥的吸水功能關閉，充氣泵繼續(xù)工作，此時從用熱口出來的熱水完全就是儲熱水箱的熱水，出來熱水的壓力完全決定于充氣泵的充氣壓力。由此可知本發(fā)明通過輔切換閥的轉(zhuǎn)動提供多達三種水溫的熱水。太陽能熱水器還需要考慮冬季防凍的問題，本發(fā)明的防凍解決方案是這樣的，輔切換閥在狀態(tài)一，主切換閥在狀態(tài)三即CB通，打開用熱管道的閥門，出水加壓閥的吸水口由于負壓而產(chǎn)生吸力，串接在管路中的溫控裝置的入水口失去正向水壓，致使溫控裝置內(nèi)部的壓控單向閥導通，管路與傳送水箱內(nèi)部連通，一方面是出水加壓閥的吸力使管路包括集熱器內(nèi)部的水通過主切換閥BC接口進入出水加壓閥吸水口，并通過出水加壓閥的出水口流出；另一方面?zhèn)魉退涞臍鈮和苿蛹療崞骱凸苈分械乃飨虺鏊訅洪y吸水口。整個抽水排空過程不消耗任何電能，是一種零功耗的抽水排空，使安裝在室外的集熱器和管路無水實現(xiàn)防凍。本發(fā)明另外需要考慮的一種工作狀態(tài)是，由于進入儲熱水箱的定溫熱水長時間沒有用，水溫會降低，而且儲熱水箱的水滿不用掉會影響第二天的換熱；或太陽日照時間短儲熱水箱的熱水太少不夠用的問題。這種情況需要的解決方案是，一方面需要在儲熱水箱的輔助接口安置電輔助加熱裝置；另一方面在儲熱水箱水少的時候直接補充自來水通過電加熱來實現(xiàn)供應熱水。此狀況就是要把儲熱水箱當作一臺電熱水器來使用。主切換閥在狀態(tài)二即AD接口通，輔切換閥在狀態(tài)一，自來水通過水位控制閥流入到主切換閥AD接口進入儲熱水箱，進行電加熱儲熱水箱的水，主切換閥回到狀態(tài)一，開始使用熱水，用熱方法與前面描述相同不再描述。或在主切換閥在狀態(tài)二時，輔切換閥在狀態(tài)四，自來水從主切換閥AD接口流入，串接在自來水入口與主切換閥之間的水路開關強行導通，儲熱水箱的熱水通過透氣口、輔切換閥的db接口、出水加壓閥的入水口，從出水加壓閥的出水口流出進入用熱口和用熱管道，而且由于本發(fā)明的儲熱水箱就像電熱水器一樣安裝在廚房或衛(wèi)生間，此情況下的新分體太陽能熱水器就完全等同一臺電熱水器。本發(fā)明的有益效果是，一種新分體太陽能熱水器，有四大功能部件分別是儲熱水箱、集熱器、溫控裝置和傳送水箱，比常規(guī)分體太陽能熱水器多出溫控裝置和傳送水箱兩大部件，同時本發(fā)明的儲熱水箱與常規(guī)的分體太陽能熱水器的儲熱水箱不同，儲熱水箱內(nèi)沒有換熱裝置，成本能大幅度降低。溫控裝置帶來全新的置換換熱提高供熱效率和換熱速度。傳送水箱使得集熱器與儲熱水箱的相對距離大幅度延長。通過機械閥轉(zhuǎn)動實現(xiàn)系統(tǒng)工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)變和用熱水溫水壓的提升。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)連接示意圖。圖2是四閥體與普通儲熱水箱的連接示意圖。圖3是傳送水箱的相關組件在箱體外的連接示意圖。圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)框架連接示意圖。圖中101.儲熱水箱，102.集熱器，103.傳送水箱，104.溫控裝置，201.電磁閥，202.控制器，203.氣壓傳感器，204.充氣泵，205.主切換閥，206.輔切換閥，207.出水加壓閥，208.水位控制閥，301.自來水入口，302.自來水出口，303.熱水入口，304.熱水出口，305.用熱口，306.透氣口，307.通氣口，310.集熱器入口，311.集熱器出口，312.溫控入水口，313.溫控出水口，320.傳送水箱進口，321.傳送水箱內(nèi)出口，322.氣壓檢測口，323.充氣口，324.輔助接口，325.傳送水箱出口，401.水箱外殼，402.保溫層，403.水箱內(nèi)膽，404.線纜。
具體實施例方式在圖1示意中，溫控裝置(104)采用溫感器和水路開關合一的機械溫控閥，因此整個裝置串接在集熱器出口(311)附近；水位控制閥(208)采用的是機械結(jié)構(gòu)的示意圖，因此整個裝置串接在自來水入口( 301)與主切換閥(205 )之間。儲熱水箱(101)采用四閥體內(nèi)置在保溫層示意圖，傳送水箱(103)也采用部件內(nèi)嵌的示意圖。在圖1中管路的連接是這樣的，自來水入口(301)進入儲熱水箱(101)分成兩路，一路接到水位控制閥(208 )的入口，水位控制閥(208 )的出口連接到主切換閥(205 )的A接口，主切換閥(205)的B接口連接到自來水出口(302)，然后通過長距離水管連接到集熱器入口( 310 )上，集熱器出口( 311)串接一個溫控裝置(104 )后連接到傳送水箱進口( 320 )，傳送水箱內(nèi)出口(321)串接一個電磁閥(201)到傳送水箱出口(325)，傳送水箱出口(325)通過一個長距離管道連接到儲熱水箱(101)的熱水入口(303)上；另一路接到輔切換閥(206)的a接口，輔切換閥(206)的b接口連接到出水加壓閥(207)的入水口上；儲熱水箱(101)的透氣口( 306 )連接到輔切換閥(206 )的d接口，輔切換閥的c接口連接到通氣口( 307 )上；儲熱水箱(101)的熱水出口(304)連接到主切換閥(205)的D接口，主切換閥(205)的C接口連接到出水加壓閥(207)的吸水口，出水加壓閥(207)的出水口聯(lián)接到用熱口(305)上。本發(fā)明工作原理描述如下，系統(tǒng)的上水，主切換閥(205)與輔切換閥(206)都在狀態(tài)一的位置，即AB通、⑶通、ab通、Cd通，自來水從自來水入口(301)流入系統(tǒng)，分成兩路，其中一路進入到水位控制閥(208)，儲熱水箱(101)的水沒有滿，水流流過水位控制閥(208 )繼續(xù)向前流過主切換閥(205 )的AB接口到達自來水出口( 302 )，從自來水出口( 302 )流出的水通過管道進入到集熱器入口(310)，注滿集熱器后從集熱器出口(311)流出，到達溫控裝(104)的溫控入水口(312)，由于水溫低無法打開溫控裝置內(nèi)的水路開關，水路的水流被溫控裝置截斷，水流不再流動。系統(tǒng)的初始上水暫時停止。系統(tǒng)進入加熱狀態(tài)。此時集熱器(102)內(nèi)部充滿低溫的自來水，集熱器(102)通過不斷地吸收太陽能，加熱集熱器(102)內(nèi)部的水溫，隨著溫度不斷上升，當水溫上升到集熱器出口(311)串接的溫控裝置(104)內(nèi)部溫感器的預定溫度，系統(tǒng)馬上就進入換熱狀態(tài)。溫控裝置(104)內(nèi)部的水路開關，完全受制于溫感器的控制，溫感器由于檢測到水溫達到預定溫度致使水路開關從截止狀態(tài)進入到開通狀態(tài)，此時系統(tǒng)水路中的水流在自來水的壓力下重新開始快速向前流動，在流動的過程中，系統(tǒng)一方面重新開始上水，一方面在重新上水的過程中新流入集熱器(102)的自來水把原先已經(jīng)加熱到預定溫度的熱水，從集熱器出口(311)流出，流過溫控裝置(104)的熱水進入到傳送水箱(103)中暫存。而當集熱器(102)的定溫熱水全部流出以后，新進入集熱器(102)的低溫水流到溫控裝置(104)時，由于水溫低致使溫控裝(104)中的水路開關重新截止，水路不再暢通流動。這種依賴自來水本身的能量用冷水去置換掉集熱器(102)中已經(jīng)被加熱到預定溫度的熱水，而自身被滯留在集熱器(102)內(nèi)等待下一次置換的到了，置換出來的熱水進入水箱存儲的整個過程就是一個系統(tǒng)的置換換熱。這種換熱不斷進行，一直到儲熱水箱(101)的水滿致使水位控制閥(206)截斷系統(tǒng)的進水水路為止。在換熱過程中，系統(tǒng)根據(jù)進入傳送水箱(103)的熱水量，系統(tǒng)同時進入送熱狀態(tài)。置換換熱的熱水不斷進入傳送水箱(103)，傳送水箱(103)的密閉空間越來越小，密閉空間的氣壓就會越來越大，控制器(202 )不斷檢測氣壓傳感器(203 )的氣壓數(shù)據(jù)，當檢測到氣壓數(shù)據(jù)達到預定壓力，控制器(202)控制電磁閥(201)打開，使得與電磁閥(201)串聯(lián)的管路暢通，傳送水箱(103)內(nèi)的熱水在氣壓的作用下，熱水流過電磁閥(201)通過管道流向儲熱水箱(101)的熱水入口( 303)，當傳送水箱(103)內(nèi)的熱水全部流入到儲熱水箱(101)時，傳送水箱(103)通過管道、熱水入口(303)、透氣口(306)、輔切換閥(206)的dc接口與通氣口(307)大氣連通，控制器(202)依據(jù)檢測到的氣壓控制電磁閥(201)關閉通路，并同時控制充氣泵(204)對傳送水箱(103)內(nèi)部進行充氣，控制器(202)檢測到預定的初始壓力時，控制器(202)控制充氣泵(204)停止充氣。系統(tǒng)的一次送熱過程完成，等待下一次送熱。此過程往復進行，直到儲熱水箱(101)水滿為止。也就是系統(tǒng)產(chǎn)生的熱水全部在儲熱水箱(101)中進行保溫儲藏，系統(tǒng)進入儲熱狀態(tài)。以上描述本發(fā)明的上水、加熱、換熱、送熱和儲熱的全過程，下面描述本發(fā)明的用熱過程。本發(fā)明根據(jù)輔切換閥(206)的不同狀態(tài)，有三種用熱可選擇，在用熱的時候主切換閥(205)始終在狀態(tài)一。第一種輔切換閥(206)在狀態(tài)一，即ab通、Cd通，儲熱水箱(101)在完全非承壓狀態(tài)，從自來水入口( 301)流入的水流過輔切換閥(206 )的ab接口，進入到出水加壓閥(207 )的入水口，由于出水加壓閥(207)內(nèi)部的文氏流道，在出水加壓閥(207)的吸水口產(chǎn)生低于大氣的負壓，儲熱水箱(101)內(nèi)的熱水通過熱水出口( 304 )、主切換閥(205 )的DC接口，被吸入到出水加壓閥(207)的吸水口，吸入的熱水與入水口流入的自來水充分混合后，從出水加壓閥(207)的出水口流出進入到用熱口(305)進入用熱管道。此狀態(tài)下出來的熱水水溫會比儲熱水箱(101)內(nèi)的水溫低，當由于儲熱水箱(101)中本身是一種偏高的定溫熱水，混合后的熱水變成一種合適體溫的熱水。此情況出來的熱水最經(jīng)濟。第二種輔切換閥(206)在狀態(tài)二，即ab通、cd不通，由于cd不通，儲熱水箱(101)不通大氣處于暫封閉狀態(tài)，在轉(zhuǎn)動輔切換閥(206)的過程中，輔切換閥(206)的轉(zhuǎn)動檢測開關被控制器(202)檢測到，控制器(202)控制電磁閥(201)導通，同時控制充氣泵(204)進行充氣，充氣的氣體進入到儲熱水箱(101)的內(nèi)膽中，使得儲熱水箱(101)的熱水不再是非承壓熱水，而是一種承壓熱水，壓力大小決定于氣體壓力，出水加壓閥(207)照樣工作，吸水口產(chǎn)生吸力，此時出來的熱水具有兩種壓力的疊加，分別是吸力和儲熱水箱的氣體壓力。此情況出來的熱水壓力最大。第三種輔切換閥(206)在狀態(tài)三，即ab不通、cd也不通，由于ab不通，出水加壓閥(207)的入水口沒有水流流過，出水加壓閥(207)的吸水功能沒有。在轉(zhuǎn)動輔切換閥(206)的過程中，輔切換閥(206)的轉(zhuǎn)動檢測開關被控制器(202)檢測到，控制器(202)控制電磁閥(201)導通，同時控制充氣泵(204)進行充氣，充氣的氣體進入到儲熱水箱(101)的內(nèi)膽中，使得儲熱水箱(101)的熱水不再是非承壓熱水，而是一種承壓熱水，壓力大小完全決定于氣體壓力。儲熱水箱(101)中的水通過熱水出口、主切換閥DC接口、出水加壓閥(207 )的吸水口、到出水加壓閥(207)的出水口流出。此情況流出的熱水溫度完全等同于儲熱水箱(101)的內(nèi)部水溫。此情況下出來的熱水溫度最高。由于太陽能熱水器的集熱器(102)和相應部分連接管道在室外，冬季必須要考慮集熱器(102)的防凍，本發(fā)明的防凍解決方案如下在輔切換閥(206)處于狀態(tài)一情況下，主切換閥(205 )轉(zhuǎn)到狀態(tài)三，即BC接口連通，此時與出水加壓閥(207 )的吸水口連通的管路變成了與集熱器入口(310)相連的管路，管路內(nèi)部從正向壓力變成反向壓力，溫控裝置(104)內(nèi)部與水路開關并聯(lián)的壓控單向閥有截止變成導通，從而與傳送水箱(103)的內(nèi)膽連通，此時一方面?zhèn)魉退?103)的氣壓推動管路中的水流向出水加壓閥(207)的吸水口，另一方面出水加壓閥(207)的吸水口吸力把連接管路中的水抽出，管路中包括集熱器(102)內(nèi)部的水很快從出水加壓閥(207)的出水口流出進行排空，集熱器(102)和相應管路無水從而徹底實現(xiàn)系統(tǒng)的防凍。本發(fā)明在完成上述功能的基礎上，還考慮一種應急供應熱水的情況，即在沒有足夠太陽能的情況下或儲熱水箱(101)內(nèi)的熱水量太少不夠用，或儲熱水箱(101)內(nèi)的熱水溫度太低，都需要電輔助加熱，把儲熱水箱(101)變成一臺類似的電熱水器，或完全等同于一臺電熱水器。首先儲熱水箱(101)的輔助接口安裝一個溫控的電加熱棒，在圖示中沒有畫出，當并不表示本發(fā)明沒有此項裝置。如果只是加熱儲熱水箱(101)的水溫，只要把電加熱加上即可。如果是儲熱水箱(101)的水太少，就需要向儲熱水箱(101)內(nèi)膽中直接加入自來水，轉(zhuǎn)動主切換閥(205 )到狀態(tài)二，輔切換閥(206 )在狀態(tài)一，自來水通過水位控制閥(208 )和主切換閥(205 )的AD接口從熱水出口( 304)流入儲熱水箱(101)，水滿水位控制閥(208 )截止，通過電加熱把水箱中的水加熱，然后主切換閥(205)回到狀態(tài)一進行用熱水；此情況的用熱和前面描述的相同不再描述。另一種選擇是主切換閥(205)仍然在狀態(tài)二，輔切換閥(206)轉(zhuǎn)到狀態(tài)四，水位控制閥(208)的水路開關強行導通即在儲熱水箱(101)滿水時，水路繼續(xù)導通，自來水通過主切換閥(205)的AD接口和儲熱水箱(101)的熱水出口(304)流入水箱，水箱的熱水通過透氣口(306)、輔切換閥(206)的db接口流出進入到出水加壓閥(207)的入水口，從出水加壓閥(207)的出水口流出進入到用熱口，此時儲熱水箱(101)完全等同于一臺電熱水器。圖2是本發(fā)明的儲熱水箱(101)以及與儲熱水箱(101)緊密關聯(lián)連接的四個閥體全部獨立在水箱體以外的連接示意圖。普通的儲熱水箱(101)至少具有熱水入口(303)、熱水出口(304)、透氣口(306)以及安裝水位控制閥(208)的水位傳感器部分的接口。圖3是本發(fā)明的傳送水箱(103)以及安裝在傳送水箱(103)接口上的設施獨立于水箱體以外的連接示意圖，傳送水箱(103)就類似一個小容積的普通儲熱水箱，至少具有入口、出口、氣壓檢測口、充氣口和輔助接口。充氣泵(204 )、氣壓傳感器(203 )和電磁閥(201)外接在傳送水箱(103)相應的接口上。圖4是本發(fā)明的四大部件的框架連接示意圖，該示意圖中在實際安裝系統(tǒng)時的水管連接，自來水連接到儲熱水箱(101)的自來水入口(301)，儲熱水箱(101)的自來水出口(302)通過水管連接到集熱器(102)的入口上，集熱器(102)的出口串接一個溫控裝置(104)后連接到傳送水箱(103)的入口，傳送水箱(103)的出口通過水管連接到儲熱水箱(101)的熱水入口(303)，用熱水的管道連接到儲熱水箱(101)的用熱口(305)上。從此連接可以看出本發(fā)明的工程連接管道是非常方便和便捷的。綜上所述，一種新分體太陽能熱水器系統(tǒng)，系統(tǒng)采用單一的水介質(zhì)完成自動上水、加熱、換熱、送熱、儲熱和用熱，同時具有零功耗抽水防凍和電熱水器式應急供熱功能；微功耗遠程保溫送水徹底實現(xiàn)集熱器和儲熱水箱之間距離可以達到數(shù)十米，甚至可達上百米；徹底擺脫普通分體太陽能熱水器的熱水南水北調(diào)的困惑，實現(xiàn)集熱器在房屋南面，儲熱水箱在房屋北面的廚房或衛(wèi)生間；系統(tǒng)整個架構(gòu)非常簡潔，成本也有大幅度降低，是一臺真正適合城市用戶并具有普及推廣使用價值的城市太陽能熱水器。以上闡述了本發(fā)明的基本原理和主要特征，本發(fā)明不受實施條例的限制，在不脫離本發(fā)明的基本原理和主要特征的前提下所作出的改進和變化，都應落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是:該系統(tǒng)包括儲熱水箱、集熱器、溫控裝置和傳送水箱，以及連接各部件之間的管道；系統(tǒng)的管道連接是自來水入口連接自來水管道，自來水出口通過管道與集熱器入口相連，集熱器出口串接溫控裝置后與傳送水箱進口相連，傳送水箱出口通過管道與儲熱水箱的熱水入口相連，用熱口與用熱管道連接；系統(tǒng)的集熱器、溫控裝置、傳送水箱和儲熱水箱兩兩串聯(lián)，采用定溫置換換熱技術(shù)和微功耗遠程保溫送熱技術(shù)，集熱器與儲熱水箱之間安裝間距可達數(shù)十米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的儲熱水箱是一個三層結(jié)構(gòu)，分別是外殼、保溫層、內(nèi)膽，至少具有熱水入口、熱水出口、透氣口和輔助接口 ；在外殼和內(nèi)膽之間嵌接一個四閥組合體，四閥體分別是主切換閥、輔切換閥、水位控制閥和出水加壓閥，四閥體與儲熱水箱的相應接口連接后系統(tǒng)應具有自來水入口、自來水出口、用熱口和通氣口 ；切換閥的切換旋鈕安置在儲熱水箱外殼面板上；四閥體通過管道連接也可以獨立存在于儲熱水箱體以外。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的傳送水箱是一個三層結(jié)構(gòu)，分別是外殼、保溫層、內(nèi)膽，至少具有進口、出口、氣壓口、充氣口和輔助接口，氣壓口連接一個氣壓傳感器，充氣口連接一個充氣泵，出口串接一個電磁閥，氣壓傳感器信號線纜、充氣泵的控制線纜和電磁閥的控制線纜全部連接到控制器的相應端口，氣壓傳感器、充氣泵和電磁閥可以嵌接在外殼與內(nèi)膽之間的位置，控制器可以鑲嵌在傳送水箱的外殼面板上；氣壓傳感器、充氣泵、電磁閥和控制器也可以獨立存在于傳送水箱體外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的溫控裝置包含一個溫感器和一個水路開關，具有管路排空還需包含一個與水路開關并聯(lián)的壓控單向閥，溫感器一定安置在集熱器出口附近，水路開關可串接在系統(tǒng)的自來水出口與傳送水箱進口之間的水路中；水路開關的打開或關閉受制于溫感器，到達預定溫度溫感器控制水路開關打開水路暢通，反之沒有達到預定溫度溫感器控制水路開關關閉水路截止；水路開關的入口有水壓時，與之并聯(lián)的壓控單向閥截止，水路開關的入口水壓消失，與之并聯(lián)的壓控單向閥導通水路暢通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的溫感器采用金屬感溫材料與水路開關合二為一構(gòu)成一機械的整體部件溫控閥串接在集熱器出口處；或溫感器采用溫控開關，水路開關采用電磁閥，溫控開關的線纜與電磁閥線纜串接構(gòu)成溫控裝置；或溫感器采用溫度傳感器，水路開關采用電磁閥，溫度傳感器的線纜與電磁閥的線纜全部連接到控制器相應端口上，三者構(gòu)成一個溫控裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的主切換閥是一種帶面板旋鈕的機械閥，具有四個接口分別是A、B、C、D，通過面板的旋鈕轉(zhuǎn)動至少有三種通道狀態(tài)，狀態(tài)一 A接口與B接口連通，C接口與D接口連通；狀態(tài)二只有A接口與D接口連通；狀態(tài)三只有B接口與C接口連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的輔切換閥是一種帶面板旋鈕的機械閥，具有四個接口分別是a、b、c、d，通過面板的旋鈕轉(zhuǎn)動可以有四種通道狀態(tài)，狀態(tài)一 a接口與b接口連通，c接口與d接口連通，狀態(tài)二只有a接口與b接口連通，狀態(tài)三四口都不通，狀態(tài)四只有d接口與b接口連通；具有轉(zhuǎn)動檢測功能時，還具有一個轉(zhuǎn)動檢測開關，開關線纜連接到控制器的相應端口。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的出水加壓閥是一個內(nèi)部為文氏流道的機械閥，具有三個接口分別是入水口、吸水口和出水口，高壓水從出水加壓閥的入水口流入，在吸水口處產(chǎn)生低于大氣的負壓而形成類似水泵抽水的動力，從吸水口吸入的水與從入水口流入的水在閥體內(nèi)混合后，從出水口流出。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的水位控制閥，包括一個水路開關和一個水位檢測裝置，水路開關的打開或關閉完全受制于水位檢測裝置，儲熱水箱水滿則控制水路開關關閉水路截止，水位不滿則水路開關打開水路暢通；水路開關串接在自來水入口到傳送水箱進口之間的水路中，水位檢測裝置安置在儲熱水箱的內(nèi)膽中；水路開關和水位檢測裝置合二為一采用機械結(jié)構(gòu)的閥，具有一個入口、一個出口和一個機械水位檢測裝置；或水路開關采用電磁閥，水位檢測裝置采用水位傳感器，電磁閥的控制線纜和傳感器的信號線纜全部連接到控制器相應端口上構(gòu)成水位控制閥；或水路開關采用電磁閥，水位檢測裝置采用水位開關，水位開關的線纜和電磁閥的線纜串行連接構(gòu)成水位控制閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新分體太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征是所述的四閥體之間的管道連接是，自來水入口管道分兩路，一路連接到水位控制閥入口，水位控制閥出口連接到主切換閥A接口，水位控制閥檢測裝置內(nèi)置在儲熱水箱內(nèi)膽中；主切換閥B接口連接到自來水出口，主切換閥D接口連接到熱水出口，主切換閥C接口連接到出水加壓閥的吸水口，出水加壓閥的出水口連接到用熱水口 ；自來水入口另一路連接到輔切換閥a接口，輔切換閥b接口連接到出水加壓閥的入水口，輔切換閥d接口連接到透氣口，輔切換閥c接口連接到通氣口。`
全文摘要
一種新分體太陽能熱水器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括儲熱水箱、集熱器、溫控裝置和傳送水箱，以及連接各部件之間的管道；系統(tǒng)采用定溫置換換熱技術(shù)和微功耗遠程保溫送熱技術(shù)，不僅提高系統(tǒng)的換熱效率和換熱速度，而且實現(xiàn)集熱器和儲熱水箱之間距離可達數(shù)十米，甚至上百米。系統(tǒng)采用單一的水介質(zhì)完成自動上水、加熱、換熱、送熱、儲熱和用熱，同時具有零功耗抽水防凍和電熱水器式應急供熱功能，徹底擺脫普通分體太陽能熱水器的熱水南水北調(diào)的困惑，實現(xiàn)集熱器安裝在房屋南面，儲熱水箱安裝在房屋北面的廚房或衛(wèi)生間；系統(tǒng)整個架構(gòu)非常簡潔，成本也有較大降低，是一臺真正適合城市用戶并具有普及推廣使用價值的城市太陽能熱水器。
文檔編號F24J2/40GK103075821SQ20131006847
公開日2013年5月1日 申請日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者徐何燎 申請人:徐何燎