節水四功能緊湊型太陽熱水器的製作方法

2023-10-09 12:12:14 2

專利名稱：節水四功能緊湊型太陽熱水器的製作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能熱利用領域，是一種能實現閥門開、熱水來，節水、排汙、抗凍、按需可調安裝角的新一代緊湊型平板太陽熱水器。
背景技術：
已有的自然循環緊湊式家用太陽熱水器，一般由高位保溫循環水箱，平板太陽能集熱器(或者真空管集熱器)，浮球補給水箱和支架系統，四大部分組合而成。平板集熱器通過冷水下循環管和熱水上循環管與高位保溫循環水箱相連接，並形成一個封閉的溫差對流循環熱交換迴路。高位保溫循環水箱通過浮球補給水箱與自來水冷水上水管相連，確保水箱水位恆定；水箱熱水則通過熱水下水管直通室內的熱水用水點。這種系統的好處是自動化程度高。利用溫差對流循環的物理現象，就可以把輻照到集熱器上的太陽熱能自動轉 換為熱水，並源源不斷的匯集到高位保溫循環水箱內儲存；用戶需要用熱水時只需要打開熱水龍頭，就可以得到熱水。保溫循環水箱內的熱水流出後，通過由浮球閥控制水箱水位(容量)的補給水箱，同步得到相應數量冷水的補充。這種結構緊湊的太陽能熱水器從上個世紀七十年代後期在我國推出後，三十多年來被最大規模的推廣應用，這一方面說明該系統原創結構設計的可靠性和合理性。另一方面經千百萬人次的廣泛應用後，人們發現這種系統也確實存在若干需要進一步改進和完善的地方。首先，管道不能自動延時排空；隨著樓層的增高，低層用戶每次開閥取用熱水時，都得將熱水管道中積存的大量散熱潔淨餘水排棄後才能得到熱水，無形中造成大量水資源的排棄浪費。其次，系統排汙困難，在使用一段時間之後，平板集熱器內不可避免地積存下泥沙和汙垢，不僅影響系統熱交換，而且還嚴重影響水質的清潔與衛生；要想對板芯做一次清潔排汙，必須請專人上屋頂，用專用工具才能完成。第三，平板集熱器不耐霜凍，北方地區猶為突出。第四，系統出廠時一定終身的安裝角，不僅不能根據安裝地的客觀條件，更不能按一年四季日照高度的變化，對集熱器安裝角作任何必要的調整；以提高系統採集陽光的效率，等等。再加上我國「圓臥水箱加平板」型太陽熱水器，長期以來採用手工作坊式生產的薄金屬凹槽加苯板傳統結構的低端平板集熱器，在排汙、抗凍、保溫、防漏、熱轉換效率，以及外觀質量等方面長期缺乏技術進步，相應存在的一系列性能問題，也是幾十年未得到合理解決，致使平板太陽能在國內外市場喪失競爭力。進入新世紀後，加上金屬大漲價，我國傳統平板集熱器在真空管的強勢競爭下，最終被擠出了主流市場。
發明內容本發明的目的在於克服現有技術之不足，提供一種能將冷、熱水管道餘水無源自動延時排空，實現閥門開、熱水來——節水，集熱器、冷水管道室內操控排汙，排空抗凍，集熱器安裝角按需簡易可調的新一代緊湊型平板太陽熱水系統。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是利用專利產品放氣止水閥(專利號ZL2004201 04530. 2);和多功能平板集熱器邊框型材(專利號ZL200420104531. 7)的技術特性，配合上(直流)雙穩態電磁閥、逆止閥、手控閥等管閥配件進行集成創新；開發出ー種具備節水、排汙、抗凍、簡易可調集熱器安裝角四項基本功能的新一代緊湊型平板太陽熱水器。其特徵在於置於屋頂的太陽熱水器，通過ー根從用戶衛生間直達水箱入水ロ的冷水上水管，及一根從水箱熱水出ロ直達用戶衛生間的熱水下水管與用戶互連互通；冷水上水管室內端頭分別與手控冷水總閥和手控冷水摻水閥(同時具有排汙排空閥功能)相連接；保溫循環水箱熱水出水ロ分別安裝有放氣止水閥和熱水下水管；熱水下水管室內端頭先接一支正向逆止閥後，再與手控冷水摻水閥(同時具有排汙排空閥功能)和淋浴蓮蓬頭相連相通。在保溫循環水箱的冷水進水口(也是下循環管的出ロ )處，順序安裝(直流)雙穩態電磁閥和三通接頭①，隨後在三通接頭①的中ロ處與下循環管相連；並在該下循環管上接上一段柔性軟管後，與集熱器下集管的下循環入口連通；在三通接頭①上再安裝三通接頭②，並在三通接頭②的上ロ安裝放氣止水閥，下ロ與冷水上水管相連相通。冷水上水管通過三通接頭③連接一個反向逆止閥及一段柔性軟管後，與集熱器下集管的排汙排空ロ相連接。集熱器熱水上循環管通過一段柔性軟管與水箱上循環入口相連接。本發明是這樣工作的打開冷水總閥，讓自來水沿冷水上水管，經保溫循環水箱的冷水進水ロ，注入到保溫循環水箱內；當水箱裝滿冷水後，多餘的水會由熱水下水管溢流到室內，此時，應及時關閉冷水總閥；系統隨即自動進入到集收太陽輻射能，自然循環加熱水箱存水的儲熱過程。若干時間後，當水箱中的冷水已被集熱器加熱到可以使用溫度後，只要再慢慢打開冷水總閥繼續向水箱內注入冷水，幾秒鐘後熱水就會沿熱水下水管送到衛生間內。沐浴快結束時，只需提前若干秒關閉冷水總閥，待熱水下水管中的餘水流盡，系統就又自動進入到下一個集收太陽輻射能，加熱水箱存水的溫差循環集熱狀態。系統運行一段時間後，為了保持內部管道的清潔衛生，用戶只需在關閉冷水總閥的前提下，打開手控冷水摻水閥(同時具有排汙排空閥功能)，就可將集熱器板芯內的汙垢，逆向由冷水上水管經淋浴蓮蓬頭排出。冬季來臨，在可能出現霜凍結冰的日子，用戶首先通過直流電源開關關閉安裝在水箱冷水進水口處的雙穩態電磁閥，以及自來水冷水總閥；然後，打開手控冷水摻水閥(同時具有排汙排空閥功能)，就可將集熱器板芯和冷水管中的全部管道餘水，以及保溫循環水箱中集熱器上循環管入口以上的水箱存水(約佔水箱總容量的1/5左右)全部通過冷水上水管並經淋浴蓮蓬頭排出，從而實現系統排汙和排空抗凍的雙重目的。用多功能平板集熱器邊框型材(專利號ZL200420104531. 7)專利產品製造的新型平板集熱器，不僅密封、保溫、防熱損和滲漏性能更好，而且在平板集熱器背部下方向，可以非常方便的安裝上一套可收放，井能簡易調整集熱器支撐高度的腳架；通過調整腳架不同的支撐高度，可使集熱器根據冬、夏不同季節的太陽高度角調整集熱器正對太陽的安裝角，從而大大提聞了系統的集熱效率。本發明的有益效果是，在原有圓臥水箱加平板型太陽熱水器的基礎上，通過引進專利產品放氣止水閥(專利號ZL200420104530. 2)，和多功能平板集熱器邊框型材(專利號ZL200420104531. 7)，對集熱器整體結構和管道給排水系統進行集成創新改造後，使其新系統在保留原有系統優良品質的同時，攻克了三十多年來一直未能有效解決的無源自動延時排空管道餘水，實現閥門開，熱水來，減少管道餘水資源的排棄浪費，解決系統難排汙，不抗凍，更不能按需調整集熱器安裝角等四大難題；並簡化了系統的結構，提高了系統的採熱和集熱效率，為中國太陽能熱利用產品的技術進步作出了有益的貢獻。
以下結合附圖和實施例對本發明作進ー步說明圖I為本發明系統結構示意圖圖2為本發明室內管道連接圖圖3為本發明的系統側視示意圖圖中1為保溫循環水箱，2為塑鋼邊框平板太陽能集熱器，3為放氣止水閥，4為(直流)雙穩態電磁閥，5為逆止閥，6為自來水冷水總閥(同時具有冷水上水閥、熱水放水閥雙重功能)，7為手控冷水摻水閥(同時具有排汙排空閥功能)，8為淋浴蓮蓬頭，9為保溫水箱腳架，10為集熱器可收放可調高度腳架，11為柔性軟質水管，12為冷水下循環管，13為熱水上循環管，14為冷水進水口(也是下循環管出ロ)，15為水箱上循環入口，16為冷水上水管，17為熱水出水ロ(同時具有放氣口和溢流ロ功能)，18為熱水下水管，19為集熱器下循環入ロ，20為集熱器排汙排空ロ。本發明結構不僅限於附圖所示。
具體實施方式
參照附


圖1，在保溫循環水箱(I)的冷水進水口(14)處順序安裝(直流)雙穩態電磁閥(4)、冷水下循環管(12)(並過一段柔性軟質水管(11)後與集熱器下循環入口(19)相連)、放氣止水閥(3)、以及冷水上水管(16)。此外，在冷水上水管(16)靠近集熱器排汙排空ロ(20) —側，通過ー個三通接頭安裝一支反向逆止閥(5)和一段柔性軟質水管(11)後，與集熱器的排汙排空ロ(20)相連通。在保溫循環水箱⑴的熱水出水ロ(17) —側順序安裝放氣止水閥(3)和熱水下水管(18)。熱水下水管(18)從水箱熱水出水ロ(17)起，一直通到用戶衛生間內。在熱水下水管(18)室內終端處，只需安裝一支防止調溫冷水倒灌入熱水管的逆止閥(5)和處於常開狀態下的淋浴蓮蓬頭(8)，不再安裝其他管閥配件(用戶室內有兩個以上的熱水用水點除外)。參照附圖2，從用戶室內自來水水管上分頭引出的太陽能專用冷水管，先安裝ー個手控冷水總閥(6)(該閥同時也起到冷水上水閥和熱水放水閥的作用)，並通過一個三通接頭將冷水一分為ニ 一股通過系統的冷水上水管(16)直至保溫循環水箱；另一股由手控冷水摻水閥(同時具有排汙排空閥功能)(7)控制，用於摻混由熱水下水管(18)送來的水箱熱水，以調整沐浴用水溫度。上述手控冷水摻水閥(同時具有排汙排空閥功能)(7)身兼ニ職ー是淋浴時作為調節沐浴水溫的冷水摻水閥使用，ニ是當系統需要排汙、排空抗凍吋，在關閉手控冷水總閥(6)後，它就能起到排汙和排空閥的作用。在本系統中冷水上水管(16)也是身兼ニ職一是向太陽熱水器保溫水箱補充供水的冷水上水管。例如需要使用保溫水箱中的熱水時，只要打開冷水總閥(同時具有熱水放水閥功能)(6)，利用該管將自來水強制壓入到保溫循環水箱(I)內，即可將水箱上部的熱水頂出，等待若干秒後熱水就會經熱水下水管(18)直接被送到衛生間內。用戶在用完熱水之前，提前數十秒關閉冷水總閥(同時具有熱水放水閥功能M6)，此時，安裝在水箱熱水出水ロ三通接頭上的放氣止水閥(3)，隨著入箱冷水流的停止，立即感知到水壓的變化，隨即將空氣導入到熱水下水管(18)內，使熱水下水管(18)中的管道餘水，在若干秒內自動全部排空。下一次用戶再使用熱水時，因為熱水下水管(18)內已經沒有管道餘水了，故可實現閥門開，熱水來。ニ是作為系統集熱器和冷水管共用的逆向排汙、排空管。系統需要排汙或排空吋，只要在先關閉(直流)雙穩態電磁閥⑷和冷水總閥(6)的前提下，打開手控排汙排空閥(同時具有冷水摻水閥功能)(7)，由於在冷、熱水管的最高處分別安裝了兩支放氣止水閥(3)，當冷水上水管(16)失去水壓後，空氣流就會從放氣止水閥(3)進入到冷水上水管道(16)內，若干秒內，系統集熱器板芯及冷水管內的所有管道餘水，都將通過冷水上水管(16)逆向經手控排汙排空閥(同時具有冷水摻水閥功能)(7)和淋浴蓮蓬頭(8)，全部排除到系統之外，達到平板熱水器排汙和排空抗凍的目的。 參照附圖3，本發明的外觀雖與傳統圓臥水箱加平板太陽熱水器相似，但內在結構已有很大不同，兩者之間的不同之處還在於第一，本系統已經省略了浮球補給水箱。第二，本系統能不消耗任何能源，可將冷、熱水管道內餘水自動延時排空，從而實現了 閥門開熱水來，集熱器、冷水管室內操控可排汙、抗凍。第三，本系統選用多功能平板集熱器邊框型材(專利號ZL200420104531. 7)專利技術生產製造的塑鋼邊框新型平板集熱器(2)與薄金屬凹槽加苯板傳統結構的平板集熱器相比，無論從集熱器的密封性、保溫性、防漏性、耐候性、熱損係數、太陽能熱轉換效率，以及製造方法、安裝エ藝、外觀與內在質量的性價比等各方面，均有很大的不同和提高。例如傳統的単位面積平板集熱器日產45°C以上熱水量一般僅為30-60L/m2，而新產品可達80-120L/m2，產水量系傳統產品的一倍以上。第四，本系統選用的新型塑鋼邊框，因設計上已事先配有全尺寸的四周鎖固滑道和專用卡扣，因而可以很方便地安裝可收放、可調高度的金屬腳架(10)。而且，在本系統安裝過程中我們已在系統的冷水下循環管(12)、熱水上循環管(13)，以及集熱器排汙ロ(20)與冷水上水管(16)之間，各預先安裝了一段柔性軟質水管(11)，為以後調整平板集熱器正對太陽入射的安裝角創造了條件。而以上幾點，均為傳統圓臥水箱加平板太陽熱水器，三十多年來一直未能完全系統攻克的技術難題。
權利要求1.一種節水四功能緊湊型太陽熱水器，由保溫循環水箱(I)、塑鋼邊框平板集熱器(2)、放氣止水閥(3)、雙穩態電磁閥⑷、逆止閥(5)、手控閥(6、7)、保溫水箱腳架(9)，集熱器可收放可調高度腳架(10)，柔性軟質水管(11)、冷水下循環管(12)、熱水上循環管(13)、冷水上水管(16)、熱水下水管(18)組合成，其特徵在於置於屋頂的太陽熱水器，通過ー根冷水上水管(16)，及一根熱水下水管(18)與用戶直接相連互通；冷水上水管(16)室內端頭與手控冷水總閥(6)和手控冷水摻水閥(7)相連接；熱水出水ロ(17)處安裝有放氣止水閥⑶和熱水下水管(18);熱水下水管(18)室內端頭連接逆止閥(5)後與手控冷水摻水閥(7)和淋浴蓮蓬頭(8)相連。
2.根據權利要求I所述的ー種節水四功能緊湊型太陽熱水器，其特徵在於冷水進水口(14)處安裝有雙穩態電磁閥(4)，然後順序與下循環管(12)(含有一段柔性軟管)、放氣止水閥(3)和冷水上水管(16)相連相通。
3.根據權利要求I所述的ー種節水四功能緊湊型太陽熱水器，其特徵在於冷水上水管(16)通過逆止閥(5)及柔性軟管(11)與集熱器排汙排空ロ(20)相連接。
4.根據權利要求I所述的ー種節水四功能緊湊型太陽熱水器，其特徵在於上循環管(13)上連接有一段柔性軟管(11)。
5.根據權利要求I所述的ー種節水四功能緊湊型太陽熱水器，其特徵在於集熱器可收放可調高度腳架(10)安裝在平板集熱器(2)的下方。
專利摘要本實用新型涉及一種節水四功能平板太陽熱水器，由保溫循環水箱，「塑鋼邊框」平板集熱器，「放氣止水閥」，雙穩態電磁閥、逆止閥、手控閥等集成創新組合而成；能將冷、熱水管道餘水無源自動延時排空，實現「閥門開、熱水來」，節水，集熱器、冷水管道室內操控排汙，排空抗凍；集熱器安裝角按需簡易可調的新一代緊湊型平板太陽熱水系統。
文檔編號F24J2/46GK202442537SQ20122006409
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月27日 優先權日2012年2月27日
發明者塗濟民 申請人:塗濟民