专利名称：一种储热水箱具有分隔保温功能的太阳能制热水装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能热水器领域，具体是一种储热水箱(即是室内水箱)具有 分隔保温功能的太阳能制热水装置。
背景技术：
目前，人们在生活中使用的太阳能热水器，主要有 ^几安装式、集中式和 分体式等。其原理都是通过太阳能集热器吸收太阳光能，利用水的热交换循环或 导热介质间接换热形式将储水箱内的低温水加热供人们生活^Jf]。但由于住宅楼 的建筑结构及各种热水器自身结构问题，在使用中都存在一定的实际问题。例如，
#^^几式由于它的型号和规格不统一，造成在住宅楼顶摆放凌乱，影响市容， 又在不同程度上破坏楼顶的防水层面，对于建筑物的安全、防雷、抗震性都存在 一定的隐患。整^^几太阳能热水器热水输出管线长，使用时需放掉大量冷水，造 成水资源、热能的浪费；另外置于室外的储热水箱在冬季夜晚热损量大。以往分 体式太阳能制热水装置，无i仑;^承压式ii是非7l^压式，是7JC直4妄换热还^^j^质导 热，在热交换过程中换热循环管路的热能损失非常大，造成太阳能制热水装置制 热效率低，尤其在冬季环境温度较低的情况下制热效率会更低；在冬季，汽馏、 冻堵产生汽l封暴管，防冻伴热带^^)不当和质量问题易燃^^火，另外依靠带压 力顶出储热水箱中的热水的分体式太阳能制热水装置，在使用热水时，低温自来 水ii7^渚热水箱，与水箱内热水混^^后水箱内的热水会*降温。
发明内容
针对上述情况，本发明提供一种储热水箱具有分隔保温功能的太阳能制热水装置 以解决现有^H^几安装式、集中式和分体式等太阳能热水器产品，在使用中存在 的制热效率低、管路冻堵、汽胀炸管漏水、低温自来水ii^储热水箱后造成水箱 内的热水^*大幅度降温等问题。 ^^发明的才支术方案是
1、 一种储热水箱具有分隔保温功能的太阳能制热7K装置，其特征在于该装置设有室内水箱(1),在室内水箱(1)内设有保温隔断壁(5),在保温隔断
壁(5)上设有连通管路(26),在室内水箱(1)的上端装有止水呼吸阀(2)。
2、 按照权利要求1所述的储热水箱具有分隔保温功能的太阳能制热水装置， 其特44于该装置设有与室内水箱(1)的进水口 (34)相连的上水管路(3 ), 在上水管路(3 )上装有上 W空制阀(4);室内水箱(1)还分别连有循环上水管 路(6)和循环下水管路(13 ),在循环上水管路(6)上装有循环管路控制阀(7) 和循环水泵(8);在循环下水管路(13)上装有止回阀(14);室内水箱(1) 的出水口 (35)连有热水出7jc管路(32)，在室内水箱(1)内装有水箱温度传感 器(27)。
3、 按照权利要求2所述的储热水箱具有分隔保温功能的太阳能制热水装置， 其特征在于在循环水泵(8)进水口端的循环上水管3各(6)和-争过循环管路控 制阀(7)的上水管路(3)之间连有排空管路(15)，在排空管路(15)上装有 排空管路止回阀(16)。
4、 按照权利要求2所述的储热水箱具有分隔保温功能的太阳能制热水装置， 其特;f碌于在循环上水管路(6)与循环下水管路(13 )之间连有下水积 K4非放 管路(41);在下水积7j^非放管路(41)上装有逆止阀(42),在循环上水管路
(6)上连有积7M非放管路(17)，积水排放管路(17)与下水积7^#放管路(41) 相通，在积水排》文管^各(17)上装有积水管^4空制阀(18 )，在积水排i史管3各(17) 上装有故障报警器(19 )。
5、 按照权利要求2所述的储热水箱具有分隔保温功能的太阳能制热水装置， 其特;[4于在与室内水箱(1)的出水口 (35)相连的热水出水管路上装有传感 器(10);或者，在室内水箱的水的^J^处装有控制开关(9)。
6、 按照权利要求2所述的储热水箱具有分隔保温功能的太阳能制热水装置， 其特4球于与室内水箱(1)连接的循环上水管路(6)和循环下水管路(13) 上端连有太阳能集热器(12),在循环下水管路(13)的上端或者在^盾环上水管 路(6)的上端或者在集热器水箱上端，装有呼吸器(21)。
7、 按照权利要求6所述的储热水箱具有分隔保温功能的太阳能制热水装置， 其特征在于在集热器(12)上端有集热器水箱(20),在集热器水箱(20)两 侧上端分别装有插入式进水管口 (22)和插入式出水管口 (23)，它们分别与循 环上水管路(6)和循环下水管路(13 )相连；在装有插入式进水管口 ( 22 )和插入式出水管口 (23)的集热器水箱(20)下面装有真空集热管(25)，真空集热 管(25 )里面装有金属换热管(33 ),金属换热管(33 )上有喇p八口密封管头(36)， 喇叭口密封管头(36)的一端为换热管管口 (38)、喇叭口密封管头(36)的另 一端连有底部封堵的换热管体(37)，金属换热管(33)在喇叭口密封管头(36) 的位置通过密封环(39)与水箱连接口 (40)相连。 本发明的有益效果是
1 、本发明由于在室内水箱内采用了保温隔断壁以及穿过保温隔断壁的连通管 路的设计，使本装置在能够完成系统换热循环、循环管路排空等功能程序的同时， 在^^)热水时避免了低温自来水直4妄顶进水箱，热水停止^fM后冷热7]c^^使室 内水箱中的水旨降温问题，保证了通过保温隔断壁而隔断出的室内水箱内的高 温箱中的水不能直接被低温自来水';f洽降温，从而在使用热水时能够有较高温度 的热水。
2、 本发明是由承压室内水箱、换热循环管路、循环水泵和各种控制、传感部 件以及智能控制系统组成的一种新型分体式太阳能制热水装置中可切换压力的室 内水箱组合配套装置，可以使每户的分体式太阳能制热水装置中的太阳能集热器 在建筑上实现统一集中布置，储热水箱(即是室内水箱)放置室内，解决了^W 产品在使用中存在的摆放凌乱、影响市容、破坏4娄顶的防水层面等一系列问题， 实现太阳能与建筑一体化。
3、 本发明在太阳能制热水系统换热循环及循环管路排空时，室内水箱处于常 压循环状态；热水使用时，室内水箱处于承压状态。由于^用了系统循环换热时 室内水箱无压力和^^)热水时室内水箱带压力两种状态自动转换的设计，使循环 换热后循环管路中的水靠自然落差流入室内水箱，让换热循环管路得以排空；在 ^J ]热水时，带压水(自来水)经上水管路注入室内水箱，将室内水箱中的热水 通过出水口经热水出水管^各顶出混水阀，让用户在佳月热水时，就象4M岸义压贮 水式电热水器一样方便、舒适、安全。
4、 本发明由于实现了循环管路排空，解决了以往分体式太阳能制热水装置在 采用水直接循环换热形式时，换热后的循环管路中水变冷的热能损^^。采用换热 介质间接换热形式时，在换热过程中的热能损耗问题，大大提高了太阳能制热水 效率。
5、 本发明因为实现了循环管^4非空，循环管路在系统换热时，热能损耗非常少，循环管路可以适度加长，使贮水箱可以相对的远离太阳能集热器而放置于室 内，解决了以往太阳能热水器贮水箱离用水点远，在使用热水时，需放掉大量凉 水的问题。
6、 本发明(图1)中的排空管路设计，使循环下7jC管路和循环上水管路中的 水同时^ii室内水箱，提高了循环管^4非空it^，减少了本发明系统中需延时开 启、关闭的控制阀延时时间，即节能又不能因为循环换热和循环管3备悱空时间过 长影响热水的正常^Jf]。
7、 本发明装置中，循环管路实现了排空，循环换热后循环管路中无存水，故 此不会产生管路冻堵现象。解决了过去为防止管路冻堵而力。设伴热带造成的能源 损耗以及伴热带^J ]不当起火燃烧的安全隐患问题。
8、 本发明应用时采用了下水积7^#放管路和积水排放管路及管路上故障报警
器( 一关殳可为水流传感器)设计(如图1所示)循环换热和循环管路棑空后，
虽然集热器水箱和室内水箱中的7jC仍保持换热循环前的注满水量，但循环下7jC管 路和循环上水管路中会有换热循环前室内水箱的承压状态切换为换热循环后常压 状态过程中产生的少量膨胀水，膨胀水量过多时可以通过下水积7j^非放管路和积 7^#放管蹈"#出系统，可避免循环管路中因为膨胀水蓄积的现象而不能实现循环
管路正常排空问题的发生；另外当循环下水管路上的止回阀损坏时，在上水控制 7j^只7J^非放管路、积7ja非放管^4非放出去；而当上水管路与循环上水管3化间的
控制阀，如循环管^4空制阀或排空止回阀损坏时，在上水控制阀处在开启状态时，
上水管路中的带压水或带压自来7jC-4p份顶进室内水箱，""^P份水经循环上水管 路通过积7^#放管^##放出去；上7j^空制阀损坏时，系统循环换热、排空程序结 束前，带压7R或带压自来7jC通iih水管路i^室内水箱也ii/v循环上水管路和循 环下水管路，当系^/f盾环换热、排空程序结束时，这部分水^it过积7M非放管路
排;改出去；积7jof路控制阀损坏时，系统循环换热时，循环换热水会经循环上水 管路通过积7^#放管^#放出去；因此下水积7^#放管路和积7^#放管路的设计，
避免了因系统各种控制阀件的损坏或膨胀水量过多而造成的循环下7K管路或循环
上7K管路中充满水不能实现正常排空，致使冬季循环管路冻堵问题的发生；在该
装置系统积7W非放管路上装有故障报警器，当系统某个控制阀件的损坏产生不正
常水流通过时及时报警，使损坏的控制阀件尽快得以维护；并且太阳能集热器如200910135100.4
果产生高温膨胀气体和微量的高温膨胀水都能通过已排空的循环管路、下7JC积水 排放管路和积7^#放管路顺畅的#^和排出，改变了过去太阳能集热器只能通过 呼吸阀呼吸的历史，避免了太阳能集热器在冬季呼吸阀因汽馏冻堵而产生汽"封暴 管、刻旦等事故的发生。
9、 本发明应用时采用真空集热管吸收太阳光能,焖晒其中金属换热管中的水， 使其升温来与集热器7K箱中的低温水进行热交换，完成集热器制热水过程。由于 真空集热管中无水，所以不存在以往采用真空集热管直4剡诸水进行热交换，而出 现的因为冷热差大、结冻、；^长等情况下产生爆管漏水现象，集热器制热运行更 安全可靠。
10、 本发明应用时，插入式进水管口和插入式出7K管口由于都从集热器水箱
上端插入集热器水箱内 一段长度(5-20mm),因》化循环管路排空后集热器水箱 内仍保持原来的水量，同时产生的虹吸现象使集热器水箱上端的水^^i工吸出来， 为特殊寒冷情况下，其中的水结冰膨胀预留了安全空间。
11、 本发明中室内水箱按承压贮水式电热水器标准设计，具备电热7j^器的基 本功能，当在天气影响下太阳能制热水温度不够时，可随时采用电辅助加热以保 证热水的连续^^]。同时本发明中室内水箱也JU^i^卸压功能。
图l为;^发明结构示意l-室内水箱；2-止水呼^及阀；3-上水管路；4-上7W空制阀；5-保温隔断壁；6-循环上水管3各；74盾环管^4空制阀；8循环水泵；94空制开关；10-传感器；11-下 水管口； 12-集热器；13-循环下水管路；14-止回阀；15-排空管路；16-排空管路 止回阀；17-积 W非放管路；18-积7jc管^4空制阀；19-故障报警器；20-集热器水箱； 21-呼吸器；22-插入式进水管口； 23~#入式出水管口； 24-集热器水箱温度传感器； 25-真空集热管；26-连通管路；27-水箱温度传感器；28-智能控制仪；29-阀组连 接板体；30-电加热器；31-混水阀；32-热水出水管路；33-金属换热管；34-进水 口； 35-出水口； 41-下水积7W非放管路；42-逆止阀；46-;也漏。
图2为本发明实施应用例中集热器真空集热管中金属真换热管结构示意33-金属换热管；36-喇叭口密封管头；37-换热管体；38-换热管管口。
图3为本发明实施应用例中集热器水箱与真空集热管、^r属换热管连接剖面
图；20-集热器水箱；25-真空集热管；33-^^换热管；38-换热管管口； 39-密封 环；40-水箱连接口。
图1中A表示本发明系统中膨胀7jC4放区；图l中G表示室内水箱1内的高 温水箱；D表示室内水箱1内的j氐温水箱。
务沐实施方式
本发明结构主要由室内水箱1、保温隔断壁5，连通管路26、止水呼吸阀2， 循环上水管3各6、循环下水管^各13、循环水泵8和各种控制阀等部分构成，室内 水箱1分别连有循环上水管路6和循环下水管路13,室内水箱1与循环上水管路 6和循环下水管路13的连接可分别单独在室内水箱1上设有连接口 ，也可利用室 内7JC箱的出水口和i^7jc口分别作为循环上水管路6和循环下7jC管路13的连接口 ，
或者也可利用室内水箱的出水口和进水口分别作为循环下7K管路13和循环上水 管^各6的连4妾口。其具体结构如下
如图1所示，该装置在室内水箱1内设有保温隔断壁5;保温隔断壁5将室 内水箱1内腔隔断形成高温水箱G和^i显水箱D,在保温隔断壁5上装有穿过保 温隔断壁5的连通管^各26，可利用多个保温隔断壁5和连通管5各26让室内水箱 内可设有多级高、低温水箱，在室内水箱1上端装有止水呼吸阀2，在室内水箱1 内设有下水管口 11，下水管口 ll连有循环下水管路B,在循环下7K管路13上装 有止回阀14,在室内水箱1内装有水箱温度传感器27和电加热器30;室内水箱 1下端设有进水口 34,进水口 34连有循环上水管路6，循环上7jc管路6与上水管 路3相通，在上水管路3上装有上水控制阀4 (一般可为电磁阀)；在循环上水 管路6上装有循环管^l^空制阀7 (—般可为电磁阀)；在循环上水管路6上装有 循环水泵8;室内水箱1的出水口 35连有热水出水管路32,热水出水管路32上 装有传感器10;或者，在室内水箱1的水的^fM处装有控制开关9 (一般可为接 近开关式传感器)与智能控制仪28通过控制线相连或通过无线遥控信号形式相连 控制；热水出7jc管路32和上水管路3之间装有混水阀31;在室内水箱1下面管 路上设有各功能阀件水控制阀4、水流传感器IO、循环管鴻袭制阀7等连接处 有一阀组连接板体29。
如图l所示，在循环下水管路13的上端装有呼吸器21;或者，在循环上水 管路6的上端，或者，在集热器7K箱20上端装有呼吸器21;
该装置的循环下水管路13和循环上水管路6的上端连有集热器12,集热器12设有集热器水箱20，在集热器水箱20内装有集热器水箱温度传感器24;在集 热器水箱20两侧顶端分别装有插入式进水管口 22和插入式出水管口 23,插入式 进7jof 口 22和插入式出水管口 23都从集热器水箱20顶端插入水箱内胆里侧一段
如图2、图3所示，在集热器水箱20下面装有一排真空集热管25,真空集 热管25里面装有金属换热管33,金属换热管33上有喇叭口密封管头36，喇叭口 密封管头36的一端为换热管管口 38,喇叭口密封管头36的另一端连有底部封堵 的换热管体37, ^属换热管33在喇叭口密封管头36的位置通过密封环39与水 箱连接口 40相连；
如图1所示，在循环水泵8进水口端的循环上水管路6和跨过循环管^4空制 阀7的上水管路3之间连有排空管路15;在排空管路15上装有排空管路止回阀 16;在循环上水管路6与循环下水管路13之间连有下水积7W非放管路41，下水 积水排放管路41上装有逆止阀42,在循环上水管路6上连有积水排放管路17, 积水排放管路17与下7jc积 K4非放管路41相通,在积7W非放管路17上装有积水管 路控制阀18 (—般可为电磁阀)；在积水排放管路17上装有故障报警器19 (一 般可为水流传感器)，积水排放管路17与地漏46相通；
如图l所示，本发明中，智能控制仪28通过电控线路分别与上水控制阀4、 循环管路控制阀7、循环水泵8、集热器水箱温度传感器24、水箱温度传感器27、 积水管^4空制阀18、故障报警器19电加热器30的电控线相接；
智能控制仪28通过电控线路与控制开关9，或者传感器IO、的电控线相接； 智能控制仪28通过接收各信号指挥相应的电控部件动作，循环换热及循环换热 后循环管路中的7j^非空^^室内水箱1中^,智能控制仪28又接收各信号指 挥相应的电控部件动作，切断循环管路，完成太阳能制热水过程。佳月热水时， 带压水(自来水)进入室内水箱1中将其中热水顶出混水阀31。在本发明中该装 置运行过程可实现自动故障报警，保证^^]更安全。
智能控制仪28通过常规PLC或单片机^^呈序编程元件编程完成本发明所述 的智能控制程序。
该发明装置通过其控制系统接收传感组件发出的信号，指挥各控制阀、循环 水泵等部件动作，使本发明装置中室内水箱中的低温水与集热器吸收太阳光能后 产生的高温水进行循环换热，经过数次循环换热使室内水箱中的水温度升高，完成太阳能制热7JC过程。并且由于采用了系统循环换热时，室内水箱无压力和室内 水箱带压力使用热水的两种状态自动转换的设计，使循环换热后循环管路中的水 靠自然落差流入室内水箱，让换热循环管路得以排空；在使用热水时，带压水(自 来水)首先进入室内水箱中低温水箱D (低温区)的下部，将低温区上部的较高 温度的水先通iti4通管路顶入高温水箱G (高温区)的下部，最终是将高温区上
部的高温热水经出水口顶出混水阀，让用户在4吏用热水时，就象^J^7 义压贝i水式 电热水器一样方便、#it、安全，而且低温自来水iiA室内水箱后只Aitii^低
温区，高温区热水温度不会发生较大变化。同时，太阳能集热器如产生高温膨胀 气体能通过排空的循环管路和排空管路，经积水排放管路顺畅的释放，改变了过 去太阳能集热器只能通过呼吸阀呼吸的历史。
系统安装完毕时，本发明的工作过程是 一、室内水箱上水冲莫式
开启智能控制仪28电源，系统自动i^室内水箱上7j^莫式(智能控制仪28 每次断电后再启动时老P^^^于iH^莫式)
方案一，上水管路3上的上水控制阀4为常开阀时(一般为常开电磁阀)
1 、带压水或带压自来水经上水管路3和上水控制阀4进入室内水箱1,将混 水阀31 4t至热水端开启，室内水箱1注满水，混水阀31出水后关闭混水阀31。
2、图1中，循环上水管路6上关闭的循环管路控制阀7(—般为常闭电磁阀) 切断室内水箱1和上水管^各3与循环上水管^各6的连通;循环下水管3各13上止回 阀14切断其上端的循环下7J^管路13被逆止的管路段，在循环水泵8进水口端的 循环上水管路6和跨过循环管^-t空制阀7的上水管路3之间连有排空管路15;在 排空管路15上的排空管路止回阀16切断其右侧上端与其连接的循环上水管路6 被iEjh的管路段；
致使图1中，该发明装置系统中在上水和非换热循环状态时，带压水或带压 自来7K通itJi7K管路i^室内水箱1,而不能ii^循环上水管路6和循环下水管 路13;
方案二，上水管路3上的上水控制阀4为常闭阀时(一般为常闭电磁阀)如 图1所示
1、在系统上水时，将混水阀31旋至热7K^开启，上水管路3上的上水控制阀 4开启并延时(一fe^时3—10分钟后关闭)，带压水或带压自来水经上水管3各3
ii和上7J^空制阀4ii/v室内水箱1,室内水箱1注满水混水阀31出7^后关闭混水阀 31,上水控制阀4开启延时结束，上水4空制阀4自动关闭。
2、循环上水管路6上关闭的循环管^^空制阀7 (—般为常闭电磁阀)切断室 内水箱i和上水管路3与循环上水管路6的连通；循环下水管^各13上止回阀14
水管路6和跨过循环管^i空制阀7的上水管路3之间连有排空管路15;在排空管 路15上的排空管路止回阀16切断其右侧上端与其连接的循环上7jc管路6被逆止 的管路段；致使该发明装置中，水箱在上水时，带压水或带压自来水通iih水管 路进入室内水箱，而不能进入循环上水管路6和循环下水管路13中；
二、换热循环、热7K^J I冲莫式
如图1所示
1、自动温差换热、循环、排空才莫式当集热器12上的真空集热管25吸收太 阳光能，将其中金属换热管33中的水进行炳晒加热，产生热7K与集热器水箱20 内的低温水进行重力式冷热交换，^f吏其溫度上升，当升至与室内水箱1中的水温 温差设定值时，智能控制仪28 4妻受集热器水箱温il传感器24和水箱温vl传感器 27发出的信号指挥系统各组件动作，自动启动温差循环换热程序(如手动强制循 环时按智能控制仪28上循环键)
方案一，上水管路3上的上水控制阀4为常开阀(一般为常开电磁阀)时 温差循环4奐热程序启动，上水控制阀4关闭，切断上水管路3，上水管路3中的 带压水或带压自来 K无法进入室内水箱；循环管路控制阀7开启，循环水泵8起 动，室内水箱1内低温水箱D中的7j^皮抽出，同时高温水箱G中的水通过穿过保 温隔断壁5伸到高温水箱G底部的连通管^各26祐 A/v低温水箱D中，同时室内 水箱1通过上端的止水呼吸阀2吸进空气；同时积水管^-l空制阀18关闭，切断积 7W非放管路17，下水积7W非放管路41上的逆止阀42左侧的下水积 J^非放管路41 路段被逆止阀42单向逆止，切断循环上7jc管路6至循环下水管路13方向的连通； 从室内水箱1内低温水箱D中被抽出的水通itJi次循环后已被排空的循环上水管 路6时，不能iiA积7K4非放管路17和也不能通过下水积7^#放管路41直接ii^ 循环下水管路13;只能经循环上水管路6进入集热器水箱20内，将集热器水箱 20中高温水顶出，经上次循环后已被排空的循环下水管路13经止回阀14,通过 室内水箱1的下水管口1先^^v室内水箱1内高温水箱G中，再通过穿过保温隔断壁5伸到高温水箱G底部的连通管^各26 p^M氐温7K箱D中；当集热器水箱 20与室内水箱1中的水经过循环换热后温差降到设定值时，或者到预设的循环换 热结束时间时，智能控制仪28发出信号，指挥系统各组件自动动作(手动再按智 能控制仪28上循环键)；
如图1所示，循环水泵8停止，循环管路控制阀7关闭，此时循环下7K管路 13水依靠自然落差经止回阀14通过室内水箱1的下水管口 11 ^ii室内水箱1中； 循环上水管路6中的水也依靠自然落差经循环水泵8、排空管路15、排空管路止 回阀16、通iih7K管路3 ii7v室内水箱1中，室内水箱1又通iUi端的止7jc呼吸 阀2将循环换热过程中吸进的气^#出；循环上水管路6、循环下水管路13中的 7W非空后，积水管^^空制阀18和上7jc控制阀4重新自动开启；连接带压自来水上 水管路3开通，室内水箱1由循环换热及换热管路排空过程中的常压状态切换为 承压状态；除了循环管路有微量的膨胀水外，集热器水箱20和室内水箱1中的水 ^^上仍保持换热循环前的注满水量，系统按上述情况动作，依次反复自动完成 换热循环和换热循环后循环管路排空过程，将室内水箱l中水升温，完成太阳能 制热水it禾呈；
方案二，上水管路3上的上7K控制阀4为常闭阀时
温差循环换热程序启动，循环管路控制阀7开启，循环水泵8^^动，上7K管 路3上关闭的上7j^空制阀4切断上水管路3，上水管路3中的带压7jc或带压自来 水无法ii7v室内水箱；室内水箱1内^i显水箱D中的7j^皮抽出，同时高温水箱G 中的水通过穿过保温隔断壁5伸到高温水箱G底部的连通管路26被pA7v低温水 箱D中，同时室内水箱1通itJi端的止水呼吸阀2吸进空气；同时积水管^4空制 阀18关闭，切断积7^#放管路17,下水积7^#放管路41上的逆止阀42左侧的 下水积7K4非放管路41路段被逆止阀42单向逆止，切断循环上 K管路6至循环下 7jc管路13方向的连通；使从室内水箱1内低温水箱D中被抽出的水通itJi次循 环后已被排空的循环上水管路6时，不能ii7v积7ja非放管路17和也不能通过下水 积7JC排放管路41直接ii^循环下水管路13;只能经循环上水管路6进入集热器 水箱20内，将集热器水箱20中高温水顶出，经上次循环后已4皮排空的循环下水 管路13经止回阀14通过室内水箱1的下水管口 11 il v室内水箱1内高温水箱G 中，再通过穿过保温隔断壁5伸到高温水箱G底部的连通管路26 pA7v低温水箱 D中；当集热器水箱20与室内水箱1中的水经过循环换热后温差降到设定值时，或者到预设的循环换热结束时间时，智能控制仪28发出信号，指挥系统各组件自
动动作(手动再按智能控制仪28上循环键)，如图1所示，循环水泵8停止，循 环管路控制阀7关闭，此时循环下水管路13水依靠自然落差经止回阀14通过室 内水箱1的下水管口 11 ^ii室内水箱1中；循环上水管路6中的水也依靠自然落 差经循环水泵8、排空管路15、排空管路止回阀16、通itJi水管路3ii7v室内水 箱1中，室内水箱1又通itJi端的止水呼吸阀2将循环换热过程中吸进的气^# 出；循环上水管路6、循环下7jC管路l3中的7jC排空后，积7jc管^4空制阀18自动 开启，上7j^空制阀4仍处于关闭状态，切断室内7JC箱1与带压自来水上水管路3 的连通，室内水箱1由循环换热及换热管鴻浙空过程中的仍为常压状态，集热器 水箱20和室内水箱1中的水^^上仍保持换热循环前的注满7jc量，系统按上述情 况动作，依次反复自动完成换热循环和换热循环后循环管路排空过程，将室内水 箱i中水升温，完成太阳能制热水过程； 2、热水M过程
方案一，上水管路3上的上水控制阀4为常开阀时打开混水阀31转至热水 端，带压7jc或带压自来水通itJL水管路3顶进室内水箱1内低温水箱D中，将低 温水箱D上层较高温度的水通过保温隔断壁5上端伸到高温水箱G底部的连通管 路26顶进高温水箱G的底层，将高温水箱G上端的高温水经室内水箱1的出水 口 35通过热水出水管路32顶出混水阀31;停止^^]热水，关闭混水阀31，完成 使用热水过程，室内水箱1除了在系统循环换热和循环管路排空过程中为常压状 态外，其它工作过程都为承压状态；
方案二，上水管路3上的上水控制阀4为常闭阀时打开混水阀31转至热水 端，室内水箱1的热水出水管路32和循环下水管路13中的水靠自然落差流出混 水阀31，热水出水管路32上的传感器10 (—般可为水流开关)动作发出信号， 智能控制仪28接受传感器10发出的信号打开上7W空制阀4;或者，控制开关9 (一般可为接近开关式传感器)发出有线信号或无线遥控信号，智能控制4义28 接受信号打开上7W空制闹4，此时带压7jc或带压自来7jc通iLh水管路3顶进室内 7jc箱l内低温水箱D中，将低温水箱D上层较高温度的7jc通过保温隔断壁5上端 伸到高温水箱G底部的连通管路26顶进高温水箱G的底层，将高温水箱G上端 的高温7K经室内水箱1的出水口 35通过热水出7jc管路32顶出混水阀31;停止使 用热水，关闭混水阀31,传感器10动作，或控制开关9(一般可为接近开关式传感器)动作，智能控制仪28接受信号指挥上水控制阀4关闭，切断上水管^各3， 完成4錢热水过程，此过程中室内水箱1处于7 :压状态；
循环管^4空制阀7与上7K4空制阀4有互锁功能，即在系统循环换热开启循环 管3各控制阀7时，上水控制阀4不能一皮开启；而在^f吏用热水上 J^空制阀4开启时， 循环管路控制阀7不能一皮开启；
三、膨胀水的排放与积7j^卜放管路的安全、报警
在系统循环换热排空后，虽然集热器水箱20和室内水箱1中的水仍保持换热 循环前的注满7K量，但将循环换热前承压状态的室内水箱1切换为换热循环后常 压状态的室内水箱1，在此过程中会产生的少量膨胀水(图1中A表示本发明系 统中膨月^7K4放区)，如不当即排放会蓄积在循环管路中，使室内水箱l上端的 循环管路中的水不能实现彻底排空；
1、 膨胀水的排放
方案一，上水管路3上的上7K控制阀4为常开阀时如图l所示，循环上水 管路6、循环下水管路13中的水排空结束时，上水管路3上的上7W空制阀4重新 开启，连接带压自来水上水管路3开通，室内水箱1由循环换热及换热管路排空 过程中的常压状态切换为承压状态，下次系统循环换热时室内水箱l再次切换为 常压状态会产生的微量膨胀水，当膨胀水蓄积过多时可通过下水积水排放管路 41、 iilih阀42、积7^#放管路17排放出系统夕卜，保证循环管路中无膨胀水蓄积， 实现循环管路正常排空；
方案二，上水管路3上的上水控制阀4为常闭阀时
如图l所示，该装置循环换热和循环管5I4非空后，虽然集热器水箱20和室内 水箱1中的水仍保持换热循环前的注满水量,但循环下水管路13和循环上水管路 6中可能会存有循环换热时，使用热水后室内水箱1的承压状态切换为循环换热 后常压状态过程中产生的少量膨胀水；当膨胀水蓄积过多时可通过下水积7W非放 管路41、逆止阀42、积7K4非放管路17排放出系统外，保证循环管路中无膨月^7K 蓄积，实现循环管路正常排空；
2、 积7^#放管路的安全与报警
当循环下水管路13上的止回阀14损坏时,在上7jc控制阀4处在开启状态时， 带压水经循环下水管路B和循环下7jc管路上损坏的止回阀14、下水积 jct非放管 路41、积7W非放管路17排放出去；而当上水管路3与循环上水管路6之间的控
15制阀，如循环管路控制阀7或排空管路止回阀16损坏时，在室内水箱1承压状态
下，并上7K4空制阀4处在开启状态时，上7K管路3中的带压水或带压自来水4卩 份顶进室内水箱1, K分水经循环上水管路6通过积7M非放管路17排放出去； 上水控制阀4损坏时，系统循环换热、排空程序结束前，带压7jC或带压自来水通 iiJi水管路itA室内水箱1也i^7v循环上水管路6和循环下水管路13,当系统循 环换热、排空程序结束时，这部分水^it过积7K4非放管路17排放出去；积7K管路 控制阀18损坏时，系统循环换热时，循环换热水会经循环上水管路6通过积7J^非 放管路17排放出去；室内水箱1的常压状态与承压状态切换过程中产生的膨胀水 量过多时能通过下水积7j^非放管路41和积7^#放管路17排出系统；因此下水积 7j^非放管路41和积7^#放管路17的设计，避免了因系统各种控制阀件的损坏或 膨胀水量过多而it^的循环下水管路13或循环上水管路6中充满水不能实mi常 排空，致使冬季循环管路冻堵问题的发生；在该装置系统积7j^非放管路17上装有 故障报警器19，当系统某个控制阀件的损坏产生不正常水流通过时及时报警，使 损坏的控制阀件尽快得以维护；并且，太阳能集热器12如果产生高温膨胀气体和 微量的高温膨胀水都能通过已排空的循环管路、下水积7j^非放管路41和积水排放 管路17顺畅的释放和排出，改变了过去太阳能集热器12只能通过呼吸阀呼吸的 历史，避免了太阳能集热器12在冬季呼吸阀因汽馏冻堵而产生汽S鈔暴管、刻旦等 事故的发生。
在该装置系统积水排》史管3各17上装有故障报警器19,当系统某个控制阀件 的损坏产生不正常水流通过时及时报警，使损坏的控制阀件尽快得以维护。
权利要求
1、一种储热水箱具有分隔保温功能的太阳能制热水装置，其特征在于该装置设有室内水箱(1)，在室内水箱(1)内设有保温隔断壁(5)，在保温隔断壁(5)上设有连通管路(26)，在室内水箱(1)的上端装有止水呼吸阀(2)。
2、 按照权利要求1所述的储热水箱具有分隔保温功能的太阳能制热水装置， 其特4i^于该装置设有与室内水箱(1)的进水口 (34)相连的上水管路(3 ), 在上水管路(3 )上装有上 W空制阀(4);室内水箱(1)还分别连有循环上水管 路(6)和循环下水管路(13 ),在循环上水管路(6)上装有循环管路控制阀(7) 和循环水泵(8);在循环下水管路(13)上装有止回阔(14);室内水箱(1) 的出水口 (35)连有热水出水管路(32),在室内水箱(1)内装有水箱温度传感 器(27)。
3、 按照权利要求2所述的储热水箱具有分隔保温功能的太阳能制热水装置， 其特征在于在循环水泵(8)进水口端的循环上水管3各(6)和^,过循环管路控 制阀(7)的上水管路(3)之间连有排空管路(15),在排空管路(15)上装有 排空管路止回阀(16)。
4、 按照权利要求2所述的储热水箱具有分P禹保温功能的太阳能制热水装置， 其特;[i^于在循环上水管路(6)与循环下水管路(13 )之间连有下水积 ja非放 管路(41);在下水积7^#放管路(41)上装有逆止阀(42)，在循环上水管路(6)上连有积水排放管路(17),积水排放管路(17)与下水积7W非放管路(41) 相通，在积水排放管路(17)上装有积水管^4空制阀(18),在积7]^非放管路(17) 上装有故障报警器(19)。
5、 按照权利要求2所述的储热水箱具有分隔保温功能的太阳能制热水装置， 其特征在于在与室内水箱(1)的出水口 (35)相连的热水出水管3各上装有传感 器(10);或者，在室内水箱的水的^J ]处装有控制开关(9)。
6、 按照权利要求2所述的储热水箱具有分P禹保温功能的太阳能制热7JC装置， 其特4碌于与室内水箱(1)连4妄的循环上水管^各(6)和循环下水管5各(13 ) 上端连有太阳能集热器(12),在循环下水管^各(13)的上端或者在循环上水管 路(6)的上端或者在集热器水箱上端，装有呼吸器(21)。
7、按照权利要求6所述的储热水箱具有分隔保温功能的太阳能制热水装置， 其特征在于在集热器(12)上端有集热器水箱(20),在集热器水箱(20)两 侧上端分别装有插入式进水管口 (22)和插入式出水管口 (23),它们分别与循 环上7K管路(6)和循环下水管路(13 )相连；在装有插入式进水管口 ( 22 )和插 入式出水管口 (23)的集热器水箱(20)下面装有真空集热管(25),真空集热 管(25 )里面装有金属换热管(33 ),金属换热管(33 )上有喇叭口密封管头(36), 喇叭口密封管头(36)的一端为4奐热管管口 (38)、喇p八口密封管头(36)的另 一端连有底部封堵的换热管体(37),金属换热管(33)在喇叭口密封管头(36) 的位置通过密封环(39)与水箱连纟妄口 (40)相连。
全文摘要
本发明涉及太阳能热水器领域，是一种储热水箱具有分隔保温功能的太阳能制热水装置，该装置设有室内水箱(即是储热水箱)，在室内水箱内设有保温隔断壁，在保温隔断壁上设有连通管路，在室内水箱上端装有止水呼吸阀，实现分体式太阳能制热水装置循环换热时，室内水箱无压力和使用热水时带压力的两种状态的自动转换及循环换热后循环管路中的水排空流入室内水箱中，并且在使用热水时带压力自来水顶进由保温隔断壁分隔出的低水温室，将低水温室中的水由下至上经保温隔断壁上端的连通管路顶进高水温室底部，将高水温室中的水由下至上经室内水箱的出水口连有的热水出水管路顶出混水阀，解决低温自来水进入室内水箱，与水箱内热水混合后整体降温问题。
文档编号F24J2/24GK101566394SQ200910135100
公开日2009年10月28日 申请日期2009年4月23日 优先权日2008年4月23日
发明者王克涛 申请人:王克涛