即熱式太陽能熱水器的製作方法

2023-12-10 13:43:07 1

本發明涉及一種太陽能熱水器，具體涉及一種即熱式太陽能熱水器。

背景技術：

近年來，隨著經濟快速發展以及人口數量的不斷增長，能源緊缺問題日益突出。使得電價、燃氣價等能源價格不斷上漲，給人們的生活成本帶來了壓力。太陽能熱水器是一種利用太陽光將水溫加熱的裝置。該種熱水器採用的加熱源，即太陽光是一種清潔的、可再生能源，具有節約能源、節省開支的有益效果，越來越受到人們的歡迎，特別是太陽光充足的地區。

太陽能熱水器主要由集熱部件(真空管式為真空集熱管，平板式為平板集熱器)、保溫水箱、支架、連接管道、控制部件等組成。受自身結構設計的問題，現有太陽能熱水器在使用時存在如下不足：

1、在陰雨天，即無太陽光時，不能產生熱水。一般的解決方法是：在水箱內加裝加熱輔助電加熱管。由於輔助電加熱管需要將整個水箱內的冷水進行加熱才可使用，不僅加熱時間長、使用不便，且耗費的電能多。授權公告號為CN201443816U的中國實用新型專利公開了一種即熱式太陽能熱水器，包括內膽，內膽的外周安裝保溫層，內膽上安裝排氣管，排氣管的上端伸出水箱外殼外，內膽上安裝出水管和進水管，出水管伸出水箱外殼外與噴頭連接，內膽內安裝換熱盤管，換熱盤管上安裝供液管和回液管，供液管和回液管伸出水箱外殼外與集熱器連接，出水管上安裝即熱式熱水器。該種改進後的太陽能熱水器通過加裝一即熱式熱水器來達到陰雨天即開即熱的目的，但其大大增加了太陽能安裝使用的成本，同時所採用的即熱式熱水器的工作功率大，易出現短路、燒壞等不安全情況，不利於推廣；

2、普通太陽能熱水器當天用去部分熱水後，若不補水，水箱內剩餘的熱水隔夜會損失掉很多熱量，第二天可能達不到使用溫度；若補水，水箱內冷水與熱水進行混合，使得水溫迅速降溫，第二天同樣達不到使用溫度，影響第二天的使用。因此，現有太陽能熱水器的儲熱保溫效果差、熱利用率低；

3、當需要對水箱進行補水時，現有的太陽能熱水器一般手動上水或採用自動補水儀器，但這些自動補水儀器均要插電或電池，消耗電能多或是對環境造成汙染。

技術實現要素：

針對上述的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種儲熱保溫效果好、熱利用率高、節約電能、自動補水的即熱式太陽能熱水器。

為解決上述問題，本發明通過以下技術方案實現：

即熱式太陽能熱水器，包括真空集熱管、支架和安裝於支架頂端的水箱，所述真空集熱管的一端封閉、另一端接入水箱內，所述水箱殼體上設置有排氣口、水箱進水口及水箱出水口，其中，排氣口和水箱進水口均開設於水箱側部的殼體上方，還包括內部安裝有電加熱管的速熱艙和U形連通管，所述水箱通過隔板分隔為補水艙和儲熱艙，所述U形連通管的一端設於補水艙內、其另一端穿過隔板後設於儲熱艙內，且U形連通管的兩端在豎直方向上具有高度差、其中高度較高的一端設於補水艙內；所述速熱艙安裝於儲熱艙內，且在速熱艙的頂部殼體上開設有速熱艙進水口，所述水箱出水口與速熱艙側部的頂部殼體相連通。

上述方案中，具體地，所述U形連通管的兩端在豎直方向上具有2-5cm的高度差。

上述即熱式太陽能熱水器，還包括自動補水裝置，所述自動補水裝置包括箱體和設於箱體內的控制閥，在控制閥內設有進水通孔，所述箱體的一側殼體的上方設有進水口、其另一側殼體的下方設有出水口，所述控制閥的上端與進水口連接、其下端通過支杆連接有用於控制進水通孔是否導通的浮球。

上述方案中，進一步地，與進水通孔相對應且於控制閥的兩側閥體上對稱開設有一對漏水孔，與漏水孔不在同一平面且沿控制閥的豎直方向對稱開設有漏水槽；在控制閥內且於進水通孔的下方設有可沿豎直方向進行上下移動的閥芯，所述閥芯的底端設有用於卡接支杆的凹槽。

上述方案中，為了便於清洗水箱的內部，可在水箱一側的殼體下方設有一清洗預留口。

上述方案中，為保證真空集熱管的乾淨，可在真空集熱管與水箱的連接處安裝有防塵圈。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

1、本發明將水箱分隔為補水艙和儲熱艙，當為太陽光加熱水時，兩個艙室內的水溫一致，而當自動補水裝置不斷向補水艙內補水時，基於熱水上浮冷水下沉的原理，補進來的冷水會將補水艙內的熱水引流至儲熱艙內，這樣使得儲熱艙內一直儲存的是熱水，分級儲熱、熱量損失少，儲熱保溫效果好，不會影響第二天用水；

2、本發明通過在儲熱艙內安裝一速熱艙，當遇到陰雨天氣，無法使用太陽光進行加熱時，通過安裝於速熱艙內的電加熱管對速熱艙內的水進行局部加熱，幾分鐘即可出熱水且用水多少就加熱多少，無需像現有太陽能熱水器一樣將整個水箱內的水加熱完，具有加熱時間短、出水快、節約電能的特點；

3、本發明採用的自動補水裝置為機械式補水裝置，能夠保證水箱一直處於滿水狀態，且無需配備其他供電電源，消耗的電能少、結構簡單、實用性強。

附圖說明

圖1為本即熱式太陽能熱水器的一種結構示意圖。

圖2為所述水箱的剖視結構示意圖。

圖3為所述自動補水裝置停止向水箱補水時的內部結構示意圖。

圖4為所述自動補水裝置向水箱補水時的內部結構示意圖。

圖5為圖3中所述控制閥對應的結構狀態示意圖。

圖6為圖4中所述控制閥對應的結構狀態示意圖。

圖7為所述控制閥的一種側視結構示意圖。

圖8為圖7中仰視結構結構示意圖。

圖中標號為：1、支架；2、水箱；2-1、補水艙，2-2、儲熱艙；3、真空集熱管；4、保溫層；5、防塵圈；6、自動補水裝置；6-1、箱體，6-2、進水口，6-3、出水口，6-4、控制閥，6-5、浮球，6-6、支杆；7、隔板；8、U形連通管；9、速熱艙；10、電加熱管；11、水箱進水口；12、水箱出水口；13、排氣口；14、清洗預留口；15、速熱艙進水口；16、閥芯；17、漏水槽；18、凹槽；19、漏水孔；20、進水通孔。

具體實施方式

下面結合具體實施例和附圖對本發明作進一步的解釋說明，但不用以限制本發明。

如圖1所示，即熱式太陽能熱水器，包括真空集熱管3、支架1和安裝於支架1頂端的水箱，所述真空集熱管3的一端封閉、另一端接入水箱2內，所述水箱2殼體上設置有排氣口13、水箱進水口11及水箱出水口12。其中，排氣口13和水箱進水口11均開設於水箱2側部的殼體上方。本實施例中，在水箱2一側的殼體下方設有一清洗預留口14以及在真空集熱管3與水箱2的連接處安裝有防塵圈5。

如圖2所示，所述即熱式太陽能熱水器，還包括內部安裝有電加熱管10的速熱艙9和U形連通管8，所述水箱2通過隔板7分隔為補水艙2-1和儲熱艙2-2，水箱進水口11設於補水艙2-1側壁的上方、水箱出水口12設於儲熱艙2-2的側壁上。所述U形連通管8的一端設於補水艙2-1內、其另一端穿過隔板7後設於儲熱艙2-2內，且U形連通管8的兩端在豎直方向上具有高度差、其中高度較高的一端設於補水艙2-1內。本實施例中，所述U形連通管8的兩端在豎直方向上具有2-5cm的高度差，即補水艙2-1內的U形連通管8端比儲熱艙內U形連通管8端高2-5cm。所述速熱艙9安裝於儲熱艙2-2內，且在速熱艙9的頂部殼體上開設有速熱艙進水口15，所述水箱出水口12與速熱艙9側部的頂部殼體相連通。

上述設置U形連通管8一端高一端低的目的是：一方面由於熱水較冷水輕，補水艙2-1在補水過程，處於水面上的熱水極易流至儲熱艙2-2內；另一方面還可以防止儲熱艙2-2內的熱水倒流至補水艙2-1中。因此，U形連通管8的較高端設於補水艙2-1內、而較低的一端設於儲熱艙2-2內。所述U形連通管8主要用於將水從補水艙2-1內引流至儲熱艙2-2中、達到補水的目的，因此，在具體安裝使用時，所述U形連通管8的較高端設於水箱進水口11的下方。

如圖3、圖4所示，上述即熱式太陽能熱水器，還包括自動補水裝置6，所述自動補水裝置6包括箱體6-1和設於箱體6-1內的控制閥6-4，在控制閥6-4內設有進水通孔20。所述箱體6-1的一側殼體的上方設有進水口6-2、其另一側殼體的下方設有出水口6-3，該出水口6-3與水箱進水口11連接。所述控制閥6-4的上端與進水口6-2連接、其下端通過支杆6-6連接有用於控制進水通孔20是否導通的浮球6-5。本實施例中，所述浮球6-5為輕質不鏽鋼材料或塑料材質製成。

如圖5、圖6、圖7、圖8所示，與進水通孔20相對應且於控制閥6-4的兩側閥體上對稱開設有一對漏水孔19，與漏水孔19不在同一平面且沿控制閥6-4的豎直方向對稱開設有漏水槽17。在控制閥6-4內且於進水通孔20的下方設有可沿豎直方向進行上下移動的閥芯16，所述閥芯16的底端設有用於卡接支杆6-6的凹槽18。本實施例中，所述閥芯16的上端的大小與進水通孔20的孔徑相一致。即在安裝使用時，閥芯16底端的凹槽18與閥體兩側上的漏水槽17處於同一直線上，支杆6-6的一端固接在控制閥6-4的閥體外壁設置的鉤耳上、其另一端卡接入閥芯16底端的凹槽18後與浮球6-5連接。所述支杆6-6具體可設置成斜L形結構。此時，閥芯16被支杆6-6支撐在控制閥6-4內，並在浮球6-5自身重力的作用下，一起與支杆6-6在控制閥6-4內上下活動。

所述自動補水裝置自動補的工作原理如下：

1)如圖4和圖6所示，在補水時，箱體6-1內並未儲存有大量的水，支杆6-6受浮球6-5自身的重力作用、向下移動，使得閥芯16也向下移動，從而使控制閥6-4內的進水通孔20導通，水從箱體6-1的進水口6-2進入控制閥6-4，然後從進水通孔20流出、再從閥體上的漏水孔19和漏水槽17流至箱體6-1底部，最後從出水口6-3流至水箱2內，以此不斷進行補水工作；

2)如圖3和圖5所示，當水箱2內的水位達到設定的最高位置時，水不再流入水箱2內，而是不斷地儲存於自動補水裝置6的箱體6-1底部，當箱體6-1內的水達到一定的位置時，浮球6-5自身的重力小於浮球6-5受到的浮力時，浮球6-5慢慢上浮，使得支杆6-6沿著閥體上的漏水槽17向上移動，此時，閥芯16被支杆6-6託起，也向上移動，直至閥芯16的頂部頂住進水通孔20時，控制閥6-4內的水不能流出，停止補水工作。當水箱2內的補水艙2-1內的水被用掉，水位低於設定的最高位置時，再進行自動補水，以此循環反覆。本結構的自動補水裝置6為機械結構，在工作時無需上電，節約電能。

以上僅為說明本發明的實施方式，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。