太阳能集热器排空系统和太阳能热水器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了太阳能集热器排空系统和太阳能热水器，太阳能集热器排空装置包括集热器装置、储热水箱、排空水箱和水向控制装置，集热器装置分别与排空水箱和储热水箱连接，排空水箱位于集热器装置的上游，储热水箱位于集热器装置的下游，水向控制装置连接于排空水箱和集热器装置之间；水向控制装置可控制水流择一地从排空水箱流向集热器装置或者从集热器装置流向排空水箱。由于一方面，集热器装置内的水流通过水向控制装置流向排空水箱，起到了防冻的作用；另一方面，集热器装置会将排空水箱内的水循环加热，因而储热水箱内只存储热水，提高太阳能热水器在冬季的使用效果。
【专利说明】太阳能集热器排空系统和太阳能热水器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能热水器领域，特别是涉及一种太阳能集热器排空系统和太阳能热水器。
【背景技术】
[0002]太阳能热水器是一种能够将太阳光能转化为热能，将水加热的现代化装置，节能且方便。北方地区在冬季使用平板太阳能热水器时，由于天气严寒，集热器内的水容易结冰，就会造成集热器内管道和连接件冻裂，影响太阳能热水器的使用，甚至会造成太阳能系统瘫痪。
[0003]目前使用的太阳能热水器系统防冻方法，通常是集热器与储热水箱之间循环将水排空，这样排空后的水又与高温水混合，造成了一定的热量损失，太阳能热水器的使用效果不佳。
实用新型内容
[0004]基于此，有必要针对上述问题，提供一种既能有效防冻，又能避免热量损失、增强使用效果的太阳能集热器排空系统和太阳能热水器。
[0005]一种太阳能集热器排空系统，包括集热器装置、储热水箱、排空水箱和水向控制装置，所述集热器装置分别与所述排空水箱和所述储热水箱连接，且所述排空水箱位于所述集热器装置的上游，所述储热水箱位于所述集热器装置的下游，所述水向控制装置连接于所述排空水箱和所述集热器装置之间；所述水向控制装置可控制水流择一地从所述排空水箱流向所述集热器装置或者从所述集热器装置流向所述排空水箱。
[0006]在其中一个实施例中，所述排空水箱的最大容量大于所述排空水箱的预设容量，所述预设容量为所述太阳能集热器排空系统正常工作时的最大容量。
[0007]在其中一个实施例中，所述水向控制装置包括控制阀和循环泵，所述控制阀和所述循环泵并联在所述排空水箱和所述集热器装置之间；所述循环泵和所述控制阀设置成分别控制水流从所述排空水箱流向所述集热器装置或从所述集热器装置流向所述排空水箱。
[0008]在其中一个实施例中，所述水向控制装置还包括止回阀，所述止回阀与所述循环泵串联，并与所述控制阀并联，且所述止回阀防止水流从所述集热器装置流向所述排空水箱。
[0009]在其中一个实施例中，还包括温控器，所述温控器设于所述集热器装置上连接所述储热水箱的一端；所述温控器设有温度预定值，所述温度预定值包括高温预定值和低温预定值。
[0010]在其中一个实施例中，集热器装置包括第一集热器组和第二集热器组在内的多个集热器组，其中相邻的所述第一集热器组相比所述第二集热器组更靠近所述排空水箱；所述第一集热器组和所述第二集热器组之间连接有第一通路和第二通路，所述第一通路允许的水流流向为从所述第一集热器组流向所述第二集热器组，所述第二通路允许的水流流向为从所述第二集热器组流向所述第一集热器组。
[0011]在其中一个实施例中，所述第二通路上设有单向阀，所述单向阀保证水流在所述第二通路的流向只能从所述第二集热器组流到所述第一集热器组。
[0012]在其中一个实施例中，一个所述集热器组包括多个相互连接的集热器，所述集热器的两侧分别设有第一端和第二端，所述集热器组内的相邻所述集热器的所述第一端对接、相邻所述集热器的所述第二端对接。
[0013]在其中一个实施例中，其特征在于，还包括排气阀，所述排气阀与所述储热水箱连接且与外部空气接通。
[0014]一种太阳能热水器，包括上述的太阳能集热器排空系统。
[0015]上述的一种太阳能集热器排空系统，由于一方面，集热器装置内的水流通过水向控制装置流向排空水箱，集热器装置内的水自动排空，起到了防冻的作用；另一方面，集热器装置会将排空水箱内的水循环加热，因而储热水箱内只存储热水，不会将未加热的水排入到储热水箱内，储热水箱内的水的温度始终能满足人们的使用要求，提高太阳能热水器在冬季的使用效果。
[0016]上述的一种太阳能热水器，由于包括上述的太阳能集热器排空装置，同理可以提高太阳能热水器在冬季的使用效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型太阳能集热器排空系统的较佳实施例示意图。
【具体实施方式】
[0018]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0019]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0020]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的【技术领域】的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0021]一种太阳能集热器排空系统100，包括排空水箱10、水向控制装置30、集热器装置50和储热水箱90，集热器装置50分别与排空水箱10和储热水箱90连接，且排空水箱10位于集热器装置50的上游，储热水箱90位于集热器装置50的下游，水向控制装置30连接于排空水箱10和集热器装置50之间；水向控制装置30可控制水流择一地从排空水箱10流向集热器装置50或者从集热器装置50流向排空水箱10。
[0022]排空水箱10、水向控制装置30、集热器装置50和储热水箱90之间均由水管连接。排空水箱10设有冷水进口 12，外部冷水通过冷水进口 12进入排空水箱10，给系统供水。相应地，储热水箱90设有热水出口 92，储热水箱90内的热水通过热水出口 92供给用户热水。
[0023]排空水箱10的最大容纳容量大于排空水箱10的预设容量，所述预设容量为太阳能集热器排空系统100正常工作时的最大容量。这样，排空工作中集热器装置50内的水通过水向控制装置30流向排空水箱10时，排空水箱10有足够的空间存储从集热器装置50排空的水，防止排空时排空水箱10溢水。具体地，排空水箱10设有预留排空水位14和对应于所述预设容量的正常最高水位，预留排空水位14高于排空水箱10的正常最高水位。
[0024]水向控制装置30包括控制阀32和循环泵34，控制阀32和循环泵34并联在排空水箱10和集热器装置50之间；循环泵34和控制阀32设置成分别控制水流从排空水箱10流向集热器装置50或从集热器装置50流向排空水箱10。本实施例中，控制阀32为常开电磁阀，正常工作状态下，控制阀32关闭，循环泵34将水从排空水箱10泵至集热器装置50，排空工作状态下，控制阀32打开，循环泵34关闭，集热器装置50内的水流向排空水箱10。
[0025]进一步地，水向控制装置30还包括止回阀36，止回阀36与循环泵34串联，并与控制阀32并联，且止回阀36防止水流从集热器装置50流向排空水箱10。在循环泵34将排空水箱10内的水泵入集热器装置50时，止回阀36可防止水逆流。
[0026]进一步地，循环泵34两端还分别连接闸阀39，循环泵34与两端的闸阀39之间分别连接有减震活接38，即止回阀36、循环泵34、闸阀39和减震活接38串联成一条支路后该支路与控制阀32并联。循环泵34开停机时关闭闸阀39，有利于循环泵34电机的启动电流降到最低，防止烧毁电机，循环泵34和闸阀39之间安装减震活接38不仅可以方便闸阀39的维修更换，还可以起到减震作用，防止连接的水管震动过大而引起断裂漏水。
[0027]本实施例中，集热器装置50的安装位置高于排空水箱10、水向控制装置30的安装位置和储热水箱90。使用时，集热器装置50通常安装在屋顶或者太阳可以照射到的窗户框上，排空水箱10和水向控制装置30安装在低于集热器装置50的位置。需要加热工作时，循环泵34将排空水箱10内的水泵入集热器装置50，水在集热器装置50内加热后由集热器装置50在重力作用下流向储热水箱90存储待用；需要排空工作时，循环泵34停止工作，集热器装置50内的水由于重力作用，自动流向水向控制装置30，由于与循环泵34串联的止回阀36只允许的水流流向为从排空水箱10流向集热器装置50，故排空的水通过控制阀32流向排空水箱10。
[0028]太阳能集热器排空系统100还包括温控器70，温控器70设于集热器装置50上连接储热水箱90的一端。温控器70设有温度预定值，该温度预定值可根据用户需求调节。具体地，温度预定值包括高温预定值和低温预定值。
[0029]温控器70检测集热器装置50的出水温度。当出水温度大于高温预定值时，温控器70控制循环泵34和控制阀32通电；反之，当出水温度低于低温预定值时，温控器70控制循环泵34和控制阀32断电。本实施例中，温控器70高温预定值为55°C，低温预定值为500C。当集热器装置50出水温度高于55°C时，常开电磁阀和循环泵34均通电，常开电磁阀关闭不允许水流通过，循环泵34将排空水箱10内的冷水泵入集热器装置50，冷水在集热器装置50内加热后流向储热水箱90;当出水温度低于50°C时，常开电磁阀、循环泵34均断电，常开电磁阀打开，集热器装置50内的水由于重力作用自动流向水向控制装置30，由于循环泵34与止回阀36串联的水路不允许水流从集热器装置50流向排空水箱10，因此流到水向控制装置30的水经过常开电磁阀流入排空水箱10。高温预定值与低温预定值之间有温度差，使温控器70的跳变有一个缓冲时间，进而使循环泵34和控制阀32的开启或关闭的跳变有一个缓冲时间，系统工作更平稳。可以理解，在其他实施例中，高温预定值和低温预定值的数值可以设为其他数值。
[0030]集热器装置50包括第一集热器组和第二集热器组在内的多个集热器组52，其中相邻的第一集热器组相比第二集热器组更靠近排空水箱10。第一集热器组和第二集热器组之间连接有第一通路54和第二通路56，第一通路54允许的水流流向为从第一集热器组流向第二集热器组，第二通路56允许的水流流向为从第二集热器组流向第一集热器组。进一步地，第二通路56上有单向阀561，单向阀561保证水流在第二通路56的流向只能从第二集热器组流到第一集热器组。该单向阀561保证排空工作过程水不回流，将集热器组52内的水完全排空。
[0031]一个集热器组52包括多个相互连接的集热器521 ;集热器521的两侧分别设有第一端5211和第二端5213，集热器组52内的相邻集热器521的第一端5211对接、相邻集热器521的第二端5213对接。
[0032]集热器装置50与水向控制装置30连接的一端为进水端，与储热水箱90连接的一端为出水端，进水端即为集热器521的第一端5211，出水端即为另一集热器521的第二端5213。以第一集热器组和第二集热器组为例，第一通路54的一端连接第一集热器组中集热器521的第二端5213，另一端连接第二集热器组中集热器521的第一端5211 ;第二通路56一端旁接于第一通路54连接的第二集热器组中集热器521的第一端5211，另一端连接第一集热器组中集热器521的第一端5211。
[0033]优选地，太阳能集热器排空系统100还包括排气阀80，排气阀80与储热水箱90连接且与外部空气接通。优选地，排气阀80连接在集热器装置50与储热水箱90之间，排气阀80的安装位置高于储热水箱90。排气阀80用于排出储热水箱90内多余的气体，平衡储热水箱90内的气压。
[0034]使用上述太阳能集热器排空系统100，当集热器装置50的出水温度高于高温预定值时，温控器70控制常开电磁阀和循环泵34通电，常开电磁阀关闭不允许水流通过，循环泵34将排空水箱10内的冷水从排空水箱10泵入集热器装置50，此时相邻的第一集热器组和第二集热器组之间的水流通过第一通路54从第一集热器组流向第二集热器组，第二通路56不允许水流通过，冷水在集热器装置50内加热后流向储热水箱90 ;当集热器装置50出水温度低于50°C时，温控器70控制常开电磁阀和循环泵34断电，常开电磁阀打开，集热器装置50内的水由于重力作用自动流向水向控制装置30，由于循环泵34与止回阀36串联的水路不允许水流从集热器装置50流向排空水箱10，所以水流到达水向控制装置30后通过常开电磁阀流入排空水箱10，相邻的第一、第二集热器组之间的水通过第二通路56的单向阀561，从第二集热器组流向第一集热器组，集热器521内的水完全排空，集热器521继续加热。如此循环，直到储热水箱90内水满，系统停止工作。
[0035]可以理解，排空水箱10、集热器装置50和储热水箱90之间的高度也可不按上述方式设置，只需要在需要的水流方向设置循环泵，水通过循环泵泵送至相应的位置即可。例如，储热水箱90可设置在高于集热器装置50的位置，在集热器装置50和储热水箱90之间设置循环泵将水从集热器装置50泵至储热水箱90即可；类似的，排空水箱10也可设置在高于集热器装置50的位置，对应地循环泵34可省略，而在设置控制阀32的水路上设置循环泵。总的来说，保证排空水箱10位于集热器装置50的上游，而储热水箱10位于集热器装置90的下游即可。
[0036]上述的太阳能集热器排空系统100，由于一方面，集热器装置50内的水流通过水向控制装置30流回排空水箱10，集热器装置50内的水自动排空，起到了防冻的作用；另一方面，集热器装置50会将排空水箱10内的水循环加热直到其达到55°，因而储热水箱90内只存储热水，不会将未加热的水排入到储热水箱90内，储热水箱90内的水的温度始终能满足人们的使用要求，提高太阳能热水器在冬季的使用效果。
[0037]—种太阳能热水器，包括上述的太阳能集热器排空系统100。同理，该太阳能热水器能够实现既能有效防冻，又能避免热量损失、增强使用效果，使得太阳能热水器在冬季的使用效果增强。
[0038]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种太阳能集热器排空系统，包括集热器装置和储热水箱，其特征在于，还包括排空水箱和水向控制装置，所述集热器装置分别与所述排空水箱和所述储热水箱连接，且所述排空水箱位于所述集热器装置的上游，所述储热水箱位于所述集热器装置的下游，所述水向控制装置连接于所述排空水箱和所述集热器装置之间；所述水向控制装置可控制水流择一地从所述排空水箱流向所述集热器装置或者从所述集热器装置流向所述排空水箱。
2.根据权利要求1所述的太阳能集热器排空系统，其特征在于，所述排空水箱的最大容量大于所述排空水箱的预设容量，所述预设容量为所述太阳能集热器排空系统正常工作时的最大容量。
3.根据权利要求1所述的太阳能集热器排空系统，其特征在于，所述水向控制装置包括控制阀和循环泵，所述控制阀和所述循环泵并联在所述排空水箱和所述集热器装置之间；所述循环泵和所述控制阀设置成分别控制水流从所述排空水箱流向所述集热器装置或从所述集热器装置流向所述排空水箱。
4.根据权利要求3所述的太阳能集热器排空系统，其特征在于，所述水向控制装置还包括止回阀，所述止回阀与所述循环泵串联，并与所述控制阀并联，且所述止回阀防止水流从所述集热器装置流向所述排空水箱。
5.根据权利要求1所述的太阳能集热器排空系统，其特征在于，还包括温控器，所述温控器设于所述集热器装置上连接所述储热水箱的一端；所述温控器设有温度预定值，所述温度预定值包括高温预定值和低温预定值。
6.根据权利要求1所述的太阳能集热器排空系统，其特征在于，集热器装置包括第一集热器组和第二集热器组在内的多个集热器组，其中相邻的所述第一集热器组相比所述第二集热器组更靠近所述排空水箱；所述第一集热器组和所述第二集热器组之间连接有第一通路和第二通路，所述第一通路允许的水流流向为从所述第一集热器组流向所述第二集热器组，所述第二通路允许的水流流向为从所述第二集热器组流向所述第一集热器组。
7.根据权利要求6所述的太阳能集热器排空系统，其特征在于，所述第二通路上设有单向阀，所述单向阀保证水流在所述第二通路的流向只能从所述第二集热器组流到所述第一集热器组。
8.根据权利要求6所述的太阳能集热器排空系统，其特征在于，一个所述集热器组包括多个相互连接的集热器，所述集热器的两侧分别设有第一端和第二端，所述集热器组内的相邻所述集热器的所述第一端对接、相邻所述集热器的所述第二端对接。
9.根据权利要求1所述的太阳能集热器排空系统，其特征在于，还包括排气阀，所述排气阀与所述储热水箱连接且与外部空气接通。
10.一种太阳能热水器，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的太阳能集热器排空系统。
【文档编号】F24J2/40GK204154006SQ201420566174
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】谭黎明 申请人:深圳市名洋能源科技有限公司