一种能定温防冻的双管非承压太阳能热水器系统技术方案

一种能定温防冻的双管非承压太阳能热水器系统，整个系统包括集热器、储热水箱、温控装置、水位控制装置、排空电磁阀、控制器和人工切换阀；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非承压太阳能热水器，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水平距离可以更长。系统不仅换热效率高和制热速度快，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。整个架构简洁成本低，具有极大的经济效益和社会效益。（*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能定温防冻的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，而且集热器与水箱要求紧挨在一起，甚至要求镶嵌在一起，也就是说两者的相对位置是固定的，几乎没有调整的空间。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，由此带来的后果是太阳能热水器抗台风的能力大幅度降低。而目前市场上的分体式太阳能热水器，由于受制于集热器与储热水箱之间的自然循环换热，两者的距离无论是水平距离或垂直距离都非常受限制，用热水点与水箱之间采用双管结构，而且全系统采用承压架构，制造成本非常高，换热效率又低，非常不经济。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或阳台。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要灵活，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间距。
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，一种能定温防冻的双管非承压太阳能热水器系统，整个系统包括集热器、储热水箱、温控装置、水位控制装置、排空电磁阀、控制器和人工切换阀，以及连接各部件的管道；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；水位控制装置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非承压集热器或承压集热器，是平板集热器或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。其中控制器，是一个电子装置，包括多个线缆接口、显示窗口、设置按键，该控制器与温控装置、水位控制装置中所述的控制器是同一个控制器。其中温控装置包括温度传感器、上水电磁阀和控制器，温度传感器放置在集热器的出水口处，上水电磁阀安装在上水水路中，控制器是一个独立体，温度传感器与电磁阀的线缆全部连接到控制器相应的端口上。温控装置预定温度的高低也决定本系统中储热水箱中水温的高低。其中水位控制装置，是机械的水位控制阀或水位传感器、上水电磁阀与控制器的组合体；水位控制阀具有两个接口分别是入口与出口，以及一个水位检测装置，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，两个接口的通道被中断；组合体中的水位传感器安装在储热水箱的内胆中，上水电磁阀安装在上水水路中，水位传感器和上水电磁阀上的线缆连接到控制器相应的端口。其中上水电磁阀、控制器与温控装置水共用的，目前市场上储热水箱的水位传感器与温度传感器合二为一，称为水位温度传感器，安装在储热水箱中，一方面可以检测到水位，另一方面也可以同时检测到水温。其中人工切换阀，具有四个接口分别是冷水进口、上水口、下水口和热水出口，阀体内有可以转动的阀芯，通过人工切换阀面板的转钮转动，四口之间形成不同的通断关系形成多种工作状态；状态一冷水进口与上水口连通、下水口与热水出口连通；状态二冷水进口、上水口与热水出口文氏管式连通；状态三冷水进口、下水口与热水出口文氏管式连通；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，三个相关接口以文氏管的形式连通。所谓文氏管式连通是三口分别与文氏管的进水口、吸水口、出水口的连通，构成水路的文氏流动。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进口，人工切换阀的热水出口通过水管连接到用热水点，人工切换阀的下水口通过水管连接到排空电磁阀的A接口，排空电磁阀的C接口通过水管连接到储热水箱的出水口；人工切换阀的上水口通过上水电磁阀及水管连接到水位控制阀入口 ；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；集热器出水口通过温度传感器和水管连接到储热水箱的进水口，同时通过三通管连接到排空电磁阀的B接口。其中的排空电磁阀为三接口电磁阀，分别是A、B、C接口，电磁阀不通电时A接口与C接口通，B接口不通；电磁阀上电时，A接口与B接口通，C接口不通；为防止电磁阀防冻，该阀可以安装在储热水箱的保温层中。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、人工切换阀上水口、水位控制阀、到集热器进水口、集热器出水口、温度传感器、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、排空电磁阀、热水管、人工切换阀的下水口、人工切换阀的热水出口，再通过水管或水龙头到用热水点。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，在集热器中被加热到预定温度后再进入储热水箱；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延长储热水箱和集热器之间的相对距离。其中集热器与储热水箱采用置换换热，就是自来水依赖本身的能量把在集热器中已经加热到预定温度的水置换进储热水箱中储藏，而自身滞留在集热器中，等待被加热到预定温度，被下一次新流入的自来水置换；对于采用温度传感器、上水电磁阀、水位控制阀、控制器组合的系统，温度传感器没有达到预定温度，控制器控制电磁阀关闭，自来水停止流动，集热器不断吸收太阳能，温度传感器到达预定温度，控制器致使电磁阀打开，自来水重新开始流动，新进入的自来水冷水依赖本身能量把已经加热的水全部置换进入储热水箱中保存，而本身的冷水由于温度低，控制器引起电磁阀关闭，从而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；对于采用水位温度传感器、上水电磁阀和控制器组合的系统，控制器不停采集集热器出水口处安装的温度传感器，温度达到预定的温度，控制器控制上水电磁阀打开，自来水开始流动，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，控制器采集温度传感器的数据，温度低控制器控制上水电磁阀关闭，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，控制器采集到水温升高到预定温度，控制器重新控制上水电磁阀打开，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,而本身的冷水由于温度低被滞留在集热器中等待第二次的加热，如此往复，直到控制器采集水位温度传感器储热水箱中水满信号，控制器控制上水电磁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，实现太阳能热水器的两大部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能定温防冻的双管非承压太阳能热水器系统，其特征是：整个系统包括集热器、储热水箱、温控装置、水位控制装置、排空电磁阀、控制器和人工切换阀，以及连接各部件的管道；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；水位控制装置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】
1.一种能定温防冻的双管非承压太阳能热水器系统，其特征是整个系统包括集热器、储热水箱、温控装置、水位控制装置、排空电磁阀、控制器和人工切换阀，以及连接各部件的管道；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；水位控制装置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所述的一种能定温防冻的双管非承压太阳能热水器系统，其特征是所述的集热器是一种非承压集热器或承压集热器，是平板集热器或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 ；所述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。3.根据权利要求1所述的一种能定温防冻的双管非承压太阳能热水器系统，其特征是所述的控制器，是一个电子装置，包括多个线缆接口、显示窗口、设置按键，该控制器与温控装置、水位控制装置中所述的控制器是同一个控制器。4.根据权利要求1所述的一种能定温防冻的双管非承压太阳能热水器系统，其特征是所述的温控装置包括温度传感器、上水电磁阀和控制器，温度传感器放置在集热器的出水口处，上水电磁阀安装在上水水路中，控制器是一个独立体，温度传感器与上水电磁阀的线缆全部连接到控制器相应的端口上。5.根据权利要求1所述的一种能定温防冻的双管非承压太阳能热水器系统，其特征是所述的水位控制装置，是机械的水位控制阀或水位传感器、上水电磁阀与控制器的组合体；水位控制阀具有两个接口分别是入口与出口，以及一个水位检测装置，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，两个接口的通道被中断；组合体中的水位传感器安装在储热水箱的内胆中，上水电磁阀安装在上水水路中，水位传感器和上水电磁阀上的线缆连接到控制器相应的端口。6...

【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：