水囊式屋頂隔熱式太陽能熱水器系統的製作方法

2023-05-12 22:07:11

專利名稱：水囊式屋頂隔熱式太陽能熱水器系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於太陽能熱水器，具體地說涉及一種水囊式屋頂隔熱式太陽能熱水器系統。
背景技術：
目前，用於各種場所的太陽能熱水器，大多數都是採用多根真空管進行集熱，並將儲水保溫箱與真空管連接；保溫箱往往被安置在屋頂或室外，而且保溫箱的內膽為一個腔體，如需要對所儲存的水進行輔助電加熱時，則會對保溫箱內存水進行全部加熱；而且保溫箱內的水位檢測和控制只有4段(20150180^^100% )。由於採用的是真空管集熱，而且真空管之間必須有一定的間隔，所以穿過真空管間隔的陽光的能量就無法被吸收，所以其熱轉換效率受到一定的影響；由於保溫箱被安裝在屋頂或室外，所以保溫性能也受到較大的影響；由於其儲水內膽是一個腔體，需要對所儲存的水進行輔助電加熱時，則必須對保溫箱內存水進行全部加熱，如果被加熱的水用不完，則會造成電能的浪費；由於保溫箱內的水位檢測和控制只有4段(20%、50%、80%、100% )，所以對液位的檢測和控制很不精確。本發明提供一種解決方案，它能使其熱轉換效率和保溫性能都得到大大的提高， 同時降低了加熱保溫箱內儲水不必要的電能浪費，並且其對液位的檢測和控制精度有大大的提高，而且其製造成本有大大的降低。

發明內容
本發明是這樣實現的它是用金屬或非金屬材料做成一個或多個水囊，水囊的邊緣固定有多個金屬或非金屬的眼扣，在水囊上裝有多個有螺紋的進出水管和傳感器連接管，並把該水囊用固定繩固定在屋頂上或室外；在水囊的下面墊有隔熱板；並在水囊上傳感器連接管處分別裝有水囊測溫傳感器和電極式液位開關；將保溫箱固定在室內(最好是將其安裝在浴室內)，保溫箱是用金屬或非金屬做成儲水箱內膽，並用金屬或非金屬隔板將其內膽分隔成兩個或多個腔體(其隔板在其上端和下端均有一個或多個通孔)，在其中一個或多個腔體內裝有電加熱管，並將該腔體內膽的底部與保溫箱進出水管連通；在有電加熱管腔體內膽內裝有液位和溫度傳感器組，該液位和溫度傳感器組是在一個或多個傳感器導管內裝入一個或多個測溫晶片、同時裝有串聯多個電阻和在各個電阻處並聯多個幹簧管組成的液位和溫度傳感器總成內芯，並在該傳感器導管外放置一個或多個有磁體的浮子， 該浮子不管處於在任何液位，其中的磁體最少都會讓一個幹簧管處於吸合狀態，這樣電腦控制器就通過該電路通過的電流算出保溫箱內的液位；用金屬硬水管或非金屬軟管與自來水管連接，然後裝有一個直通管，在該直通管上固定有一個或多個自來水測溫傳感器；之後連接一個或多個進水電控閥門；之後連接一個三通管；該三通管的一路與固定在屋頂或室外的水囊進出水管連接；該三通管的另外一路與另一個三通管連接；這個三通管的一路與保溫箱的收水電控閥門連接；另一路則與棄水電控閥門相連接；收水電控閥門的另一端與另一個三通管連接；該三通管的一路與保溫箱進出水管的一端連接；保溫箱進出水管的另一端與手動出水閥門連接；而手動出水閥門與有花灑的熱水出水管相連接。將每個測溫傳感器的信號線(Wl、W2、W3、W4、W5.W6)、和每個電控閥門的信號線(Fl、F2、F3、F4、F5、F6)、 以及每個液位傳感器的信號線(Y1、Y2、Y3J4)、和電加熱管電源線(D1、D2)、以及市電電源線(S1、S2)與電腦控制器上的相應連接頭相連接。當本發明連接完成並在電腦控制器上連接上電源後，在管路上的進水電控閥門、 收水電控閥門和棄水電控閥門處於關閉狀態，首先電腦控制器要通過裝於保溫箱內的液位和溫度傳感器組測量保溫箱內的液位；當其內的液位高於某一個極限位置(譬如最高液位的80% )時，進水電控閥門仍然會處於關閉狀態，自來水就不會注入屋頂或室外的水囊中； 而當其內的液位低於該極限位置時，電腦控制器就會通過水囊測溫傳感器測量屋頂或室外的水囊中餘水(首次無餘水)的溫度，當所測溫度大於自來水測溫傳感器在上一次進水過程中平均水溫(首次為0°C) —定的值(譬如說5°C)時，進水電控閥門就會打開(否則進水電控閥門就不打開)，自來水就會注入屋頂或室外的水囊中，在此過程中電腦控制器就會通過自來水測溫傳感器測量自來水溫度，並將最後一次所測得的溫度儲存在電腦控制器的內存中，以備下一次進行對比用；當水囊內被充滿水時，水囊上的電極式液位開關就會讓電腦控制器將進水電控閥門關閉，水囊內的水就會吸收太陽能。當水囊中的水溫超過某一預定最高溫度(譬如時，電腦控制器就會打開收水電控閥門，水囊中被曬熱的熱水就會自行流動到室內的保溫箱內，當收水完畢(收水按30分鐘左右時間為控制依據)後，如果水囊測溫傳感器測得水囊中餘水的水溫比收水時的水溫更高或下降不超過一定的溫度 (譬如1°C )，電腦控制器進入下一個自來水進水循環；如果水囊中水溫比進水溫度上升超過某一溫度(譬如5°C )但還沒有達到預定的最高溫度，但電腦控制器經過水囊測溫傳感器測得其水囊內的水溫在一定的時間(譬如20分鐘)內下降某一預定溫度(譬如1°C )，電腦控制器也會將收水電控閥門打開，水囊中的熱水也會自行流動到室內的保溫箱內，當收水完畢(收水按30分鐘左右時間為控制依據)後，如果水囊測溫傳感器測得水囊中餘水的水溫上升超過一定的溫度(譬如1°C )，電腦控制器進入下一個自來水進水循環；但是當水囊中的水溫滿足在一定的時間(譬如20分鐘)內下降某一預定溫度(譬如1°C )的條件， 而水溫本身只有很低的溫度(譬如5°C )時，電腦控制器就會打開棄水電控閥門，水囊中的水就會自行從棄水出口被排出，而不進入保溫箱內。當在冬季所收回到室內保溫箱內的水溫較低而達不到人體所需的溫度時，可以人工將市電接通，此時電加熱管就會對保溫箱中有電加熱管腔體中的水進行加熱，直到該腔體中的水溫達到預先設定的溫度(譬如40°C)；當人體洗浴時，隨著被電加熱管加熱的水從該保溫箱進出水管流出，保溫箱內由隔板隔開的另外腔體的水就會通過隔板下部的通孔補充到有電加熱管的腔體中；此時本發明裝於屋頂或室外的水囊的作用就相當於對自來水預熱，從而不會像電熱水器那樣因單純對自來水直接加熱而需更多的電能。將保溫箱的內膽分隔成兩個或多個腔體，就是在使用時不需要一開始就對保溫箱內全部水進行加熱，而是需要一點加熱一點，從而進一步節約加熱時所需的電能。將保溫箱固定在室內的目的是使其保溫性能得到更進一步的提高，因為在室內保溫比將其放置於屋頂或室外保溫有以下兩方面明顯的優點其一，室內空氣流動性比較小， 而且不會有雨雪影響，所以保溫性能遠遠高於屋頂或室外；其二，在冬季室內溫度比屋頂或室外要高(特別是北方的冬季)，所以保溫性能也遠遠高於屋頂或室外。
由於本發明保溫箱中的液位，是採用多個幹簧管和有磁體的浮子所構成的，所以其測量精度得到大大的提高，從而可以使電腦控制器的控制精度得到大大的提高。


圖1是本發明的剖視2是本發明中水囊總成的剖視3是圖2的俯視4是液位和溫度傳感器總成的正面5是液位和溫度傳感器總成的背面圖中1、電極式液位開關；2、傳感器連接管；3、水囊中的水；4、水囊；5、眼扣；6、 隔熱板；7、固定繩；8、支襯；9、屋頂；10、液位和溫度傳感器總成內芯；11、傳感器定位罩； 12、傳感器導管；13、保溫箱外側板；14、保溫箱內膽側板；15、保溫箱內膽端頭板；16、浮子； 17、磁體；18、保溫箱中的水；19、保溫層；20、保溫箱外端頭版；21、電加熱管；22、電加熱管電源線；23、測溫晶片；24、隔板；25、保溫箱進出水管；26、收水電控閥門；27、手動出水閥門；28、電腦控制器；29、三通管；30、棄水電控閥門；31、自來水測溫傳感器；32、進水電控閥門；33、金屬硬水管或非金屬軟管；34、彎管；35、水囊進出水管；36、水囊測溫傳感器；37、 信號線；Al、功能選擇按鍵；A2、電加熱按鍵；A3、增加按鍵；A4、減少按鍵；K、電源開關；W1、 自來水溫度傳感器正極信號；W2、自來水溫度傳感器負極信號；W3、水囊測溫傳感器正極信號；W4、水囊測溫傳感器負極信號；W5、液位和溫度傳感器總成溫度正極信號；W6、液位和溫度傳感器總成溫度負極信號；F1、進水電控閥門正極信號；F2、進水電控閥門負極信號；F3、 棄水電控閥門正極信號；F4、棄水電控閥門負極信號；F5、收水電控閥門正極信號；F6、收水電控閥門正極信號；Y1、電極式液位開關正極信號；Y2、電極式液位開關正極信號；Y3、液位和溫度傳感器總成液位正極信號；Y4、液位和溫度傳感器總成液位正極信號；D1、電加熱管電源正極；D2、電加熱管電源負極；Si、市電正極；S2、市電負極。
具體實施例方式本發明是這樣實現的它是用金屬或非金屬材料做成一個或多個水囊，水囊 (4)的邊緣固定有多個金屬或非金屬的眼扣(5)，在水囊(4)上裝有多個有螺紋的進出水管和傳感器連接管O)，並把該水囊(4)用固定繩(7)固定在屋頂(9)上或室外；在水囊 (4)的下面墊有隔熱板(6)；並在水囊(4)上傳感器連接管( 處分別裝有水囊測溫傳感器(36)和電極式液位開關(1)；將保溫箱固定在室內(最好是將其安裝在浴室內)，保溫箱是用金屬或非金屬做成儲水箱內膽，並用金屬或非金屬隔板04)將其內膽分隔成兩個或多個腔體(其隔板在其上端和下端均有一個或多個通孔)，在其中一個或多個腔體內裝有電加熱管(21)，並將該腔體內膽的底部與保溫箱進出水管0 連通；在有電加熱管腔體內膽內裝有液位和溫度傳感器組，該液位和溫度傳感器組是在一個或多個傳感器導管 (12)內裝入一個或多個測溫晶片(23)、同時裝有串聯多個電阻並在各個幹簧管組成的液位和溫度傳感器總成內芯(10)，並在該傳感器導管(1 外放置一個或多個有磁體(17)的浮子(16)，該浮子(16)不管處於在任何液位，其中的磁(17)體最少都會讓一個幹簧管處於吸合狀態，這樣電腦控制器08)就通過該電路通過的電流算出保溫箱內的液位；用金屬硬水管或非金屬軟管(3 與自來水管連接，然後裝有一個直通管，在該直通管上固定有一個或多個自來水測溫傳感器(31)；之後連接一個或多個進水電控閥門(3 ；之後連接一個三通管09)；該三通管09)的一路與固定在屋頂(9)或室外的水囊進出水管(3 連接；該三通管09)的另外一路與另一個三通管09)連接；這個三通管09)的一路與保溫箱的收水電控閥門(26)連接；另一路則與棄水電控閥門(30)相連接；收水電控閥門06)的另一端與另一個三通管09)連接；該三通管09)的一路與保溫箱進出水管0 的一端連接； 保溫箱進出水管05)的另一端與手動出水閥門(XT)連接；而手動出水閥門(XT)與有花灑的熱水出水管相連接。將每個測溫傳感器的信號線(11、12、13、14、15、16)、和每個電控閥門的信號線(F1、F2、F3、F4、F5、F6)、以及每個液位傳感器的信號線(Yl、Y2、Y3、W)、和電加熱管電源線(D1、D2)、以及市電電源線(S1、S2)與電腦控制器08)上的相應連接頭相連接。當本發明連接完成並在電腦控制器08)上連接上電源後，在管路上的進水電控閥門(32)、收水電控閥門06)和棄水電控閥門(30)處於關閉狀態，首先電腦控制器08) 要通過裝於保溫箱內的液位和溫度傳感器組測量保溫箱內的液位；當其內的液位高於某一個極限位置(譬如最高液位的80%)時，進水電控閥門(3 仍然會處於關閉狀態，自來水就不會注入屋頂(9)或室外的水囊中；而當其內的液位低於該極限位置時，電腦控制器08)就會通過水囊測溫傳感器(36)測量屋頂(9)或室外的水囊中餘水(首次無餘水)的溫度，當所測溫度大於自來水測溫傳感器在上一次進水過程中最後所測得的水溫 (首次為0°C) —定的值(譬如說5°C)時，進水電控閥門(32)就會打開(否則進水電控閥門(3 就不打開)，自來水就會注入屋頂(9)或室外的水囊中，在此過程中電腦控制器08)就會通過自來水測溫傳感器(31)測量自來水溫度，並將最後一次所測得的溫度儲存在電腦控制器08)的內存中，以備下一次進行對比用；當水囊(4)內被充滿水時，水囊 (4)上的電極式液位開關(1)就會讓電腦控制器08)將進水電控閥門(3 關閉，水囊(4) 內的水就會吸收太陽能。當水囊中的水溫超過某一預定最高溫度(譬如55°C )時，電腦控制器08)就會打開收水電控閥門( )，水囊中被曬熱的熱水就會自行流動到室內的保溫箱內，當收水完畢(收水按30分鐘左右時間為控制依據)後，如果水囊測溫傳感器(36)測得水囊(36)中餘水的水溫比收水時的水溫更高或下降不超過一定的溫度(譬如 I0C )，電腦控制器08)進入下一個自來水進水循；如果水囊(4)中水溫比進水溫度上升超過某一溫度(譬如5°C)但還沒有達到預定的最高溫度，但電腦控制器經過水囊測溫傳感器 (36)測得其水囊內的水溫在一定的時間(譬如20分鐘)內下降某一預定溫度(譬如 I0C )，電腦控制器08)也會將收水電控閥門06)打開，水囊(4)中的熱水也會自行流動到室內的保溫箱內，當收水完畢(收水按30分鐘左右時間為控制依據)後，如果水囊測溫傳感器(36)測得水囊⑷中餘水的水溫上升超過一定的溫度(譬如1°C )，電腦控制器08) 進入下一個自來水進水循環；但是當水囊(4)中的水溫滿足在一定的時間(譬如20分鐘) 內下降某一預定溫度(譬如1°C )的條件，而水溫本身只有很低的溫度(譬如5°C )時，電腦控制器08)就會打開棄水電控閥門(30)，水囊中的水就會自行從棄水出口被排出， 而不進入保溫箱內。當在冬季所收回到室內保溫箱內的水溫較低而達不到人體所需的溫度時，可以人工將市電接通，此時電加熱管就會對保溫箱中有電加熱管腔體中的水進行加熱，直到該腔體中的水溫達到預先設定的溫度(譬如40°C)；當人體洗浴時，隨著被電加熱管 (21)加熱的水從該保溫箱進出水管流出，保溫箱內由隔板04)隔開的另外腔體的水就會通過隔板04)下部的通孔補充到有電加熱管的腔體中；此時發明裝於屋頂(9)或室外的水囊的作用就相當於對自來水預熱，從而不會像電熱水器那樣因單純對自來水直接加熱而需更多的電能。將保溫箱的內膽分隔成兩個或多個腔體，就是在使用時不需要一開始就對保溫箱內全部水進行加熱，而是需要一點加熱一點，從而進一步節約加熱時所需的電能。將保溫箱固定在室內的目的是使其保溫性能得到更進一步的提高，因為在室內保溫比將其放置於屋頂(9)或室外保溫有以下兩方面明顯的優點其一，室內空氣流動性比較小，而且不會有雨雪影響，所以保溫性能遠遠高於屋頂(9)或室外；其二，在冬季室內溫度比屋頂(9)或室外要高(特別是北方的冬季)，所以保溫性能也遠遠高於屋頂(9)或室外。由於本發明保溫箱中的液位，是採用多個幹簧管和有磁體(17)的浮子(16)所構成的，所以其測量精度得到大大的提高，從而可以使電腦控制器08)的控制精度得到大大的提高。
權利要求
1.水囊式屋頂隔熱式太陽能熱水器系統，其特徵是用金屬或非金屬材料做成一個或多個水囊固定在室外，將保溫箱固定在室內，保溫箱是用金屬或非金屬做成儲水箱內膽，用金屬或非金屬隔板04)將其內膽分隔成兩個或多個腔體(其隔板在其上端和下端均有一個或多個通孔)，在其中一個或多個腔體內裝有電加熱管(21)，在有電加熱管腔體內膽內裝有液位和溫度傳感器組，將每個測溫傳感器的信號線(Wl、W2、W3、W4、W5、W6)、 和每個電控閥門的信號線(F1、F2、F3、F4、F5、F6)、以及每個液位傳感器的信號線(Y1、Y2、 Υ3、W)、和電加熱管電源線(D1、D2)、以及市電電源線(S1、S2)與電腦控制器(28)上的相應連接頭相連接。
2.根據權利要求1所述水囊式屋頂隔熱式太陽能熱水器系統，其特徵是本發明連接完成並在電腦控制器08)上連接上電源後，在管路上的進水電控閥門(32)、收水電控閥門 (26)和棄水電控閥門(30)處於關閉狀態，首先電腦控制器08)要通過裝於保溫箱內的液位和溫度傳感器組測量保溫箱內的液位；當其內的液位高於某一個極限位置時，進水電控閥門(3 仍然會處於關閉狀態，而當其內的液位低於該極限位置時，電腦控制器08)就會通過水囊測溫傳感器(36)測量屋頂(9)或室外的水囊(4)中餘水的溫度，當所測溫度大於自來水測溫傳感器(36)在上一次進水過程中最後所測得的水溫一定的值時，進水電控閥門(3 就會打開，自來水就會注入屋頂(9)或室外的水囊中，在此過程中電腦控制器 (28)就會通過自來水測溫傳感器(31)測量自來水溫度，並將最後一次所測得的溫度儲存在電腦控制器08)的內存中，以備下一次進行對比用，當水囊⑷內被充滿水時，水囊⑷ 上的電極式液位開關(1)就會讓電腦控制器08)將進水電控閥門(3 關閉，當水囊(4) 中的水溫超過某一預定最高溫度時，電腦控制器08)就會打開收水電控閥門( )，水囊 (4)中被曬熱的熱水就會自行流動到室內的保溫箱內，當收水完畢後，如果水囊測溫傳感器 (36)測得水囊(36)中餘水的水溫比收水時的水溫更高或下降不超過一定的溫度，電腦控制器08)進入下一個自來水進水循，如果水囊(4)中水溫比進水溫度上升超過某一溫度但還沒有達到預定的最高溫度，但電腦控制器經過水囊測溫傳感器(36)測得其水囊內的水溫在一定的時間內下降某一預定溫度，電腦控制器08)也會將收水電控閥門06)打開，水囊中的熱水也會自行流動到室內的保溫箱內，當收水完畢後，如果水囊測溫傳感器(36)測得水囊⑷中餘水的水溫上升超過一定的溫度，電腦控制器08)進入下一個自來水進水循環，但是當水囊中的水溫滿足在一定的時間內下降某一預定溫度的條件， 而水溫本身只有很低的溫度時，電腦控制器08)就會打開棄水電控閥門(30)，水囊中的水就會自行從棄水出口被排出，而不進入保溫箱內。
3.根據權利要求1所述水囊式屋頂隔熱式太陽能熱水器系統，其特徵是水囊的邊緣固定有多個金屬或非金屬的眼扣(5)，並在水囊(4)上裝有多個有螺紋的進出水管和傳感器連接管(2)。
4.根據權利要求1所述水囊式屋頂隔熱式太陽能熱水器系統，其特徵是在水囊(4) 上傳感器連接管( 處分別裝有水囊測溫傳感器(36)和電極式液位開關(1)。
5.根據權利要求1所述水囊式屋頂隔熱式太陽能熱水器系統，其特徵是保溫箱是用金屬或非金屬做成儲水箱內膽，並用金屬或非金屬隔板04)將其內膽分隔成兩個或多個腔體(其隔板在其上端和下端均有一個或多個通孔)，並在其中一個或多個腔體內裝有電加熱管(21)，並將該腔體內膽的底部與保溫箱進出水管0 連通。
6.根據權利要求1所述水囊式屋頂隔熱式太陽能熱水器系統，其特徵是液位和溫度傳感器組是在一個或多個傳感器導管(1 內裝入一個或多個測溫晶片(23)、同時裝有串聯多個電阻並在各個幹簧管組成的液位和溫度傳感器總成內芯(10)，並在該傳感器導管 (12)外放置一個或多個有磁體(17)的浮子(16)該浮子(16)不管出於在任何液位，其中的磁(17)體最少都會讓一個幹簧管處於吸合狀態。
全文摘要
水囊式屋頂隔熱式太陽能熱水器系統，是將水囊(4)用固定繩(7)固定在屋頂(9)上，將保溫箱固定在室內，而保溫箱是用金屬或非金屬做成儲水箱內膽，並用隔板(24)將其內膽分隔成兩個或多個腔體，在其中一個或多個腔體內裝有電加熱管(21)，並在其內裝有液位和溫度傳感器組，該液位和溫度傳感器組是在一個或多個傳感器導管(12)內裝入一個或多個測溫晶片(23)、同時裝有串聯多個電阻並在各個幹簧管組成的液位和溫度傳感器總成內芯(10)，將每個測溫傳感器的信號線、電控閥門的信號線、液位傳感器的信號線、電加熱管電源線、以及市電電源與電腦控制器(28)上的相應連接頭相連接。
文檔編號F24J2/04GK102287925SQ20111020248
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月20日 優先權日2011年7月20日
發明者姚宇 申請人:姚宇