一种全新架构的双体兼容太阳能热水器系统技术方案

一种全新架构的双体兼容太阳能热水器系统，整个系统包括集热器、储热水箱、温控阀、水位控制阀、自动切换阀和人工切换阀，以及各部件间的连接管道；管道通路中有一条能自动切换且共享的单管上下水路；集热器与储热水箱之间采用串行连接和置换换热，两者的垂直相对位置可高可低，水平相对位置可短可长。采用本实用新型专利技术构建的一体太阳能热水器，其中的储热水箱可放置在集热器下方；构建的分体非承压太阳能热水器，其中的集热器与储热水箱之间的水平距离可以更远，而且无论是一体机还是分体机，储热水箱的水温都是确定的。系统采用全机械结构和单管上下水，实现自动控制上水、自动控制下水、自动控制排空，整个架构非常简洁，成本低性价比高，具有良好的社会效益和经济效益。?（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到一种采用全新架构可以同时构建的一体或分体非承压太阳能热水器系统，属于太阳能热利用领域。
技术介绍
随着全民环保意识的不断提高，太阳能热水器的应用越来越广泛，目前在国内应用普及率最高的太阳能热水器产品是屋顶一体机，该一体机无论是采用真空管集热器还是平板集热器，由于采用自然循环换热的工作方式，因此水箱必须安置在集热器的上方，而且集热器与水箱的距离有非常大的限制，也就是说两者的相对位置是固定的，几乎没有调整的空间。使得每台太阳能热水器的最高处都是一个体积庞大的水箱，然后依赖金属的机架支撑。这是一种头重脚轻的架构，正是这样的一种架构使得对支撑的机架的材料、以及安装的位置都提出非常高的要求，另外此种架构的太阳能热水器抗台风的能力大幅度降低。有没有更好的架构解决以上的问题，使得新式的太阳能热水器系统，同一种架构即可以类似一体机一样安装在屋顶，也可以类似分体机安装屋顶。但又不同于传统的一体机和分体机，集热器与水箱的相对位置可以灵活，两者的相对距离也可以调整，改变现有头重脚轻的架构，也就是说对于一体机把体积庞大的储热水箱安置在集热器的正后背下方，对于分体机则延长集热器与储热水箱的相对水平位置。
技术实现思路
本技术解决其技术问题所采用的技术方案是，一种全新架构的双体兼容太阳能热水器系统，整个系统包括集热器、储热水箱、温控阀、水位控制阀、自动切换阀和人工切换阀，以及各部件间的连接管道；管道通路中有一条能自动切换且共享的单管上下水路；集热器与储热水箱之间采用串行连接和置换换热，两者的垂直相对位置可高可低，水平相对位置可短可长；系统具备防冻排空功能时，还包括一个呼吸阀或自恢复单向阀；水位控制阀和自动切换阀既可以独立存在系统中，也可以内嵌在储热水箱的保温层中与储热水箱构成一个整体。其中的集热器是一种承压集热器，可以采用平板集热器，也可以采用真空管带联箱的集热器，至少具有一个进水口和一个出水口 ；其中的储热水箱是一种非承压水箱，包括三层结构，外壳、保温层和内胆，具有进水口、出水口、透气口和辅助接口。辅助接口可以配置多个，如电辅助加热接口、溢流口等。其中温控阀具有两个接口分别是入口和出口，全机械结构，内置金属感温材料阀芯，在入口的温度达到预定温度时，阀芯打开，入口和出口相连通；在入口温度低于预定温度，阀芯关闭，入口和出口中断。该阀预定温度的高低也决定本系统中储热水箱中水温的高低。其中水位控制阀，具有两个接口和一个水位检测装置，水位检测装置安置在储热水箱内胆中，储热水箱水不满时，有压水能从入口流到出口，水路中的水无压时两个接口是相通的，储热水箱满时水位检测装置启动内部阀芯致使两个接口通路被中断。其中自动切换阀，具有三个接口分别是上水口、综合口和下水口，阀体内有根据不同水压状态进行切换的活塞形成不同的通断状态，状态一有压水从综合口流入关闭下水口，并从上水口流出；状态二从下水口流入综合口流出；状态三从上水口流入综合口流出，下水口堵塞。在实际应用中，状态一对应给太阳能热水器上水加热的工作过程，状态二对应太阳能热水器放热水使用的工作过程，状态三对应排空防冻的工作过程。其中人工切换阀，具有三个接口分别是冷水进口、综通口和热水出口，阀体内有可以转动的阀芯，通过转动人工切换阀面板上的转钮使三接口之间形成不同的通断关系，分别是冷水进口与综通口联通或综通口与热水出口联通；阀体内嵌一个具有吸水功能的文氏管，在排空操作或出水加压时，冷水进口、综通口、热水出口以文氏管的形式连通。其中呼吸阀具有一个接口和一个通气口，接口通过一个三通管串行接入水路中，通气口向上，阀内置一个可以上下移动的活塞，水路中的水有压力时，活塞上移关闭通气口，保持水路的畅通和水压；水路中的水失去压力时，活塞下移使通气口与大气相连通；所述的自恢复单向阀具有两个接口分别是入口和出口，入口的压力大于阀芯恢复压力两接口中断不通，入口压力消失两接口双向通。无论是配置呼吸阀或自恢复单向阀主要应用在系统需要排空防冻功能，如果系统无此功能要求，此阀不需要配置。其中的管道水路的连接顺序是自来水通过水管连接到人工切换阀的冷水入口，人工切换阀的热水出口通过水管连接到用热水点，人工切换阀的综通口通过水管连接到自动切换阀的综合口 ；自动切换阀的上水口通过水管连接到水位控制阀入口，自动切换阀的下水口通过水管上连接到储热水箱的水箱出水口 ；水位控制阀出口通过水管连接到集热器进水口，水位控制阀的水位检测装置安装在储热水箱的内胆中；集热器出水口通过呼吸阀或自恢复单向阀、温控阀和水管连接到储热水箱的水箱进水口。其中的上下水路，上水水路是自来水水管、人工切换阀冷水进口、人工切换阀综通口、上下单管、自动切换阀综合口、自动切换阀上水口、水位控制阀、到集热器进水口、集热器出水口、呼吸阀或自恢复单向阀、温控阀、热水管到储热水箱的水箱进水口 ；下水水路是储热水箱的水箱出口、热水管到自动切换阀的下水口、自动切换阀的综合口、上下单管、人工切换阀的综通口、人工切换阀的热水出口，再通过水管或水龙头到用热水点。上下单管为上水和下水的共用水管，自动切换阀会配合人工切换阀自动进行切换，从而实现共用水管而不会混用水管。其中集热器与储热水箱之间采用串行连接，两者之间有且只有一根水管进行直接水路连接，水流通过阀后先进入集热器，在集热器中被加热后再进入储热水箱，由此在一体太阳能热水器中的储热水箱就可以实现放置在金属机架构成的直角三角形体内，在分体太阳能热水器中的储热水箱与集热器之间的相对距离就可以更长。其中集热器与储热水箱采用置换换热是自来水通过阀以后先进入在集热器，由于刚进入的自来水是冷水，水温低，没有达到集热器出水口处安装的温控阀预定温度，温控阀关闭，自来水被滞留在集热器中，集热器通过不断地吸收太阳能，集热器内的水温不断地上升，当水温升高到温控阀的预定温度，温控阀阀芯打开，水路中的水流在自来水本身的压力下重新开始流动，新进入的自来水冷水依赖自来水本身能量把已经加热的水全部置换进储热水箱中保存，而本身的冷水被滞留在集热器中等待第二次的加热，如此往复，直到储热水箱中水满，启动水位控制阀，关闭上水通道为止。据上所述，本技术采用了一种全新架构的连接方案，通过在水路不同的部位的控制阀，实现太阳能热水器的两大部件集热器和储热水箱之间采用串形连接，两者之间采用置换换热的工作方法，完全不同于传统太阳能热水器的集热器与储热水箱采用并行连接和自然循环换热或水泵强制循环换热的工作方法；实现本技术中的集热器与储热水箱之间的相对位置可高可低，相对距离可短可长；我们了解传统屋顶一体非承压太阳能热水器都是储热水箱要高于集热器，形成头重脚轻的结构，采用本技术技术方案，如果要制造一体非承压太阳能热水器则可以把储热水箱放置在比集热器低的位置，即放置在集热器背面的直角体内，这样的结构就形成头轻脚重，更加符合力学原理，不但容易安装，而且抗风能力强；采用本技术技术方案，如果要制造分体非承压太阳能热水器也非常方便，本技术中，集热器与储热水箱不仅相对的高低位置可以灵活，相对的水平位置也大大延长了，可以实现集热器安装在屋顶的南面，储热水箱可以放置在房屋的北面，比传统的分体太阳能热水器更加容易安装，而且本技术的太阳能热水器储热水箱中的水温是确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全新架构的双体兼容太阳能热水器系统，其特征是：整个系统包括集热器、储热水箱、温控阀、水位控制阀、自动切换阀和人工切换阀，以及各部件间的连接管道；管道通路中有一条能自动切换且共享的单管上下水路；集热器与储热水箱之间采用串行连接和置换换热，两者的垂直相对位置可高可低，水平相对位置可短可长；系统具备防冻排空功能时，还包括一个呼吸阀或自恢复单向阀；水位控制阀和自动切换阀既可以独立存在系统中，也可以内嵌在储热水箱的保温层中与储热水箱构成一个整体。

【技术特征摘要】
1.一种全新架构的双体兼容太阳能热水器系统，其特征是整个系统包括集热器、储热水箱、温控阀、水位控制阀、自动切换阀和人工切换阀，以及各部件间的连接管道；管道通路中有一条能自动切换且共享的单管上下水路；集热器与储热水箱之间采用串行连接和置换换热，两者的垂直相对位置可高可低，水平相对位置可短可长；系统具备防冻排空功能时，还包括一个呼吸阀或自恢复单向阀；水位控制阀和自动切换阀既可以独立存在系统中，也可以内嵌在储热水箱的保温层中与储热水箱构成一个整体。2.根据权利要求1所述的一种全新架构的双体兼容太阳能热水器系统，其特征是所述的集热器是一种承压集热器，可以采用平板集热器，也可以采用真空管带联箱的集热器，至少具有一个进水口和一个出水口 ；其中的储热水箱是一种非承压水箱，包括三层结构，夕卜壳、保温层和内胆，具有进水口、出水口、透气口和辅助接口。3.根据权利要求1所述的一种全新架构的双体兼容太阳能热水器系统，其特征是所述的温控阀具有两个接口分别是入口和出口，全机械结构，内置金属感温材料阀芯，在入口的温度达到预定温度时，阀芯打开，入口和出口相连通；在入口温度低于预定温度，阀芯关闭，入口和出口中断。4.根据权利要求1所述的一种全新架构的双体兼容太阳能热水器系统，其特征是所述的水位控制阀，具有两个接口和一个水位检测装置，水位检测装置安置在储热水箱内胆中，储热水箱水不满时，有压水能从入口流到出口，水路中的水无压时两个接口是相通的，储热水箱满时水位检测装置启动内部阀芯致使两个接口通路被中断。5.根据权利要求1所述的一种全新架构的双体兼容太阳能热水器系统，其特征是所述的自动切换阀，具有三个接口分别是上水口、综合口和下水口，阀体内有根据不同水压状态进行切换的活塞形成不同的通断状态，状态一有压水从综合口流入关闭下水口，并从上水口流出；状态二从下水口流入综合口流出；状态三从上水口流入综合口流出，下水口堵塞。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐何燎，
申请(专利权)人：徐何燎，
类型：实用新型
国别省市：