即热式太阳能热水器的制作方法

本发明涉及一种太阳能热水器，具体涉及一种即热式太阳能热水器。

背景技术：

近年来，随着经济快速发展以及人口数量的不断增长，能源紧缺问题日益突出。使得电价、燃气价等能源价格不断上涨，给人们的生活成本带来了压力。太阳能热水器是一种利用太阳光将水温加热的装置。该种热水器采用的加热源，即太阳光是一种清洁的、可再生能源，具有节约能源、节省开支的有益效果，越来越受到人们的欢迎，特别是太阳光充足的地区。

太阳能热水器主要由集热部件(真空管式为真空集热管，平板式为平板集热器)、保温水箱、支架、连接管道、控制部件等组成。受自身结构设计的问题，现有太阳能热水器在使用时存在如下不足：

1、在阴雨天，即无太阳光时，不能产生热水。一般的解决方法是：在水箱内加装加热辅助电加热管。由于辅助电加热管需要将整个水箱内的冷水进行加热才可使用，不仅加热时间长、使用不便，且耗费的电能多。授权公告号为CN201443816U的中国实用新型专利公开了一种即热式太阳能热水器，包括内胆，内胆的外周安装保温层，内胆上安装排气管，排气管的上端伸出水箱外壳外，内胆上安装出水管和进水管，出水管伸出水箱外壳外与喷头连接，内胆内安装换热盘管，换热盘管上安装供液管和回液管，供液管和回液管伸出水箱外壳外与集热器连接，出水管上安装即热式热水器。该种改进后的太阳能热水器通过加装一即热式热水器来达到阴雨天即开即热的目的，但其大大增加了太阳能安装使用的成本，同时所采用的即热式热水器的工作功率大，易出现短路、烧坏等不安全情况，不利于推广；

2、普通太阳能热水器当天用去部分热水后，若不补水，水箱内剩余的热水隔夜会损失掉很多热量，第二天可能达不到使用温度；若补水，水箱内冷水与热水进行混合，使得水温迅速降温，第二天同样达不到使用温度，影响第二天的使用。因此，现有太阳能热水器的储热保温效果差、热利用率低；

3、当需要对水箱进行补水时，现有的太阳能热水器一般手动上水或采用自动补水仪器，但这些自动补水仪器均要插电或电池，消耗电能多或是对环境造成污染。

技术实现要素：

针对上述的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种储热保温效果好、热利用率高、节约电能、自动补水的即热式太阳能热水器。

为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：

即热式太阳能热水器，包括真空集热管、支架和安装于支架顶端的水箱，所述真空集热管的一端封闭、另一端接入水箱内，所述水箱壳体上设置有排气口、水箱进水口及水箱出水口，其中，排气口和水箱进水口均开设于水箱侧部的壳体上方，还包括内部安装有电加热管的速热舱和U形连通管，所述水箱通过隔板分隔为补水舱和储热舱，所述U形连通管的一端设于补水舱内、其另一端穿过隔板后设于储热舱内，且U形连通管的两端在竖直方向上具有高度差、其中高度较高的一端设于补水舱内；所述速热舱安装于储热舱内，且在速热舱的顶部壳体上开设有速热舱进水口，所述水箱出水口与速热舱侧部的顶部壳体相连通。

上述方案中，具体地，所述U形连通管的两端在竖直方向上具有2-5cm的高度差。

上述即热式太阳能热水器，还包括自动补水装置，所述自动补水装置包括箱体和设于箱体内的控制阀，在控制阀内设有进水通孔，所述箱体的一侧壳体的上方设有进水口、其另一侧壳体的下方设有出水口，所述控制阀的上端与进水口连接、其下端通过支杆连接有用于控制进水通孔是否导通的浮球。

上述方案中，进一步地，与进水通孔相对应且于控制阀的两侧阀体上对称开设有一对漏水孔，与漏水孔不在同一平面且沿控制阀的竖直方向对称开设有漏水槽；在控制阀内且于进水通孔的下方设有可沿竖直方向进行上下移动的阀芯，所述阀芯的底端设有用于卡接支杆的凹槽。

上述方案中，为了便于清洗水箱的内部，可在水箱一侧的壳体下方设有一清洗预留口。

上述方案中，为保证真空集热管的干净，可在真空集热管与水箱的连接处安装有防尘圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明将水箱分隔为补水舱和储热舱，当为太阳光加热水时，两个舱室内的水温一致，而当自动补水装置不断向补水舱内补水时，基于热水上浮冷水下沉的原理，补进来的冷水会将补水舱内的热水引流至储热舱内，这样使得储热舱内一直储存的是热水，分级储热、热量损失少，储热保温效果好，不会影响第二天用水；

2、本发明通过在储热舱内安装一速热舱，当遇到阴雨天气，无法使用太阳光进行加热时，通过安装于速热舱内的电加热管对速热舱内的水进行局部加热，几分钟即可出热水且用水多少就加热多少，无需像现有太阳能热水器一样将整个水箱内的水加热完，具有加热时间短、出水快、节约电能的特点；

3、本发明采用的自动补水装置为机械式补水装置，能够保证水箱一直处于满水状态，且无需配备其他供电电源，消耗的电能少、结构简单、实用性强。

附图说明

图1为本即热式太阳能热水器的一种结构示意图。

图2为所述水箱的剖视结构示意图。

图3为所述自动补水装置停止向水箱补水时的内部结构示意图。

图4为所述自动补水装置向水箱补水时的内部结构示意图。

图5为图3中所述控制阀对应的结构状态示意图。

图6为图4中所述控制阀对应的结构状态示意图。

图7为所述控制阀的一种侧视结构示意图。

图8为图7中仰视结构结构示意图。

图中标号为：1、支架；2、水箱；2-1、补水舱，2-2、储热舱；3、真空集热管；4、保温层；5、防尘圈；6、自动补水装置；6-1、箱体，6-2、进水口，6-3、出水口，6-4、控制阀，6-5、浮球，6-6、支杆；7、隔板；8、U形连通管；9、速热舱；10、电加热管；11、水箱进水口；12、水箱出水口；13、排气口；14、清洗预留口；15、速热舱进水口；16、阀芯；17、漏水槽；18、凹槽；19、漏水孔；20、进水通孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的解释说明，但不用以限制本发明。

如图1所示，即热式太阳能热水器，包括真空集热管3、支架1和安装于支架1顶端的水箱，所述真空集热管3的一端封闭、另一端接入水箱2内，所述水箱2壳体上设置有排气口13、水箱进水口11及水箱出水口12。其中，排气口13和水箱进水口11均开设于水箱2侧部的壳体上方。本实施例中，在水箱2一侧的壳体下方设有一清洗预留口14以及在真空集热管3与水箱2的连接处安装有防尘圈5。

如图2所示，所述即热式太阳能热水器，还包括内部安装有电加热管10的速热舱9和U形连通管8，所述水箱2通过隔板7分隔为补水舱2-1和储热舱2-2，水箱进水口11设于补水舱2-1侧壁的上方、水箱出水口12设于储热舱2-2的侧壁上。所述U形连通管8的一端设于补水舱2-1内、其另一端穿过隔板7后设于储热舱2-2内，且U形连通管8的两端在竖直方向上具有高度差、其中高度较高的一端设于补水舱2-1内。本实施例中，所述U形连通管8的两端在竖直方向上具有2-5cm的高度差，即补水舱2-1内的U形连通管8端比储热舱内U形连通管8端高2-5cm。所述速热舱9安装于储热舱2-2内，且在速热舱9的顶部壳体上开设有速热舱进水口15，所述水箱出水口12与速热舱9侧部的顶部壳体相连通。

上述设置U形连通管8一端高一端低的目的是：一方面由于热水较冷水轻，补水舱2-1在补水过程，处于水面上的热水极易流至储热舱2-2内；另一方面还可以防止储热舱2-2内的热水倒流至补水舱2-1中。因此，U形连通管8的较高端设于补水舱2-1内、而较低的一端设于储热舱2-2内。所述U形连通管8主要用于将水从补水舱2-1内引流至储热舱2-2中、达到补水的目的，因此，在具体安装使用时，所述U形连通管8的较高端设于水箱进水口11的下方。

如图3、图4所示，上述即热式太阳能热水器，还包括自动补水装置6，所述自动补水装置6包括箱体6-1和设于箱体6-1内的控制阀6-4，在控制阀6-4内设有进水通孔20。所述箱体6-1的一侧壳体的上方设有进水口6-2、其另一侧壳体的下方设有出水口6-3，该出水口6-3与水箱进水口11连接。所述控制阀6-4的上端与进水口6-2连接、其下端通过支杆6-6连接有用于控制进水通孔20是否导通的浮球6-5。本实施例中，所述浮球6-5为轻质不锈钢材料或塑料材质制成。

如图5、图6、图7、图8所示，与进水通孔20相对应且于控制阀6-4的两侧阀体上对称开设有一对漏水孔19，与漏水孔19不在同一平面且沿控制阀6-4的竖直方向对称开设有漏水槽17。在控制阀6-4内且于进水通孔20的下方设有可沿竖直方向进行上下移动的阀芯16，所述阀芯16的底端设有用于卡接支杆6-6的凹槽18。本实施例中，所述阀芯16的上端的大小与进水通孔20的孔径相一致。即在安装使用时，阀芯16底端的凹槽18与阀体两侧上的漏水槽17处于同一直线上，支杆6-6的一端固接在控制阀6-4的阀体外壁设置的钩耳上、其另一端卡接入阀芯16底端的凹槽18后与浮球6-5连接。所述支杆6-6具体可设置成斜L形结构。此时，阀芯16被支杆6-6支撑在控制阀6-4内，并在浮球6-5自身重力的作用下，一起与支杆6-6在控制阀6-4内上下活动。

所述自动补水装置自动补的工作原理如下：

1)如图4和图6所示，在补水时，箱体6-1内并未储存有大量的水，支杆6-6受浮球6-5自身的重力作用、向下移动，使得阀芯16也向下移动，从而使控制阀6-4内的进水通孔20导通，水从箱体6-1的进水口6-2进入控制阀6-4，然后从进水通孔20流出、再从阀体上的漏水孔19和漏水槽17流至箱体6-1底部，最后从出水口6-3流至水箱2内，以此不断进行补水工作；

2)如图3和图5所示，当水箱2内的水位达到设定的最高位置时，水不再流入水箱2内，而是不断地储存于自动补水装置6的箱体6-1底部，当箱体6-1内的水达到一定的位置时，浮球6-5自身的重力小于浮球6-5受到的浮力时，浮球6-5慢慢上浮，使得支杆6-6沿着阀体上的漏水槽17向上移动，此时，阀芯16被支杆6-6托起，也向上移动，直至阀芯16的顶部顶住进水通孔20时，控制阀6-4内的水不能流出，停止补水工作。当水箱2内的补水舱2-1内的水被用掉，水位低于设定的最高位置时，再进行自动补水，以此循环反复。本结构的自动补水装置6为机械结构，在工作时无需上电，节约电能。

以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。