防冻太阳能热水器蓄水箱及改造的防冻太阳能热水器蓄水箱的制作方法

本发明涉及一种防冻的太阳能热水器，具体涉及一种日常生活用防冻太阳能热水器蓄水箱及改造的防冻太阳能热水器蓄水箱。

背景技术：

当前，太阳能热水器在全国范围内大量广泛使用，在节能减排、减轻污染等方面产生了良好的经济效益和社会效益。现在使用的太阳能热水器的蓄水箱，如图1、2所示，蓄水箱1包括箱体外壳2、箱体中间泡沫保温层3和箱体内壳4，蓄水箱由于具有较厚的保温层，通常在冬季温度较低时也不会结冰。上下水管5经箱体底部开孔501密封设置在蓄水箱1的底部位置，上下水管5在室内用水位置设置有双向上下水阀门51，只要室外上部蓄水箱1中有水，连接室内外上下用水的上下水管5中就会有水，所以一到冬季，特别是寒冷地区气温降至零下时，底部的上下水管5就会结冰，即使上下水管5设置保温层，在温度较低时也会结冰，一旦水管内的水结冰，就会把水管堵死或冻胀开裂，造成太阳能热水器无法正常使用。

为避免水管受冻，只能排空蓄水箱和上下水管中的水，但同样导致太阳能也不能用了。没水不能用，有水怕冻不能用，如何解决这个问题呢？本发明正是基于现有技术存在的问题，而提出一种防冻的太阳能热水器蓄水箱。

技术实现要素：

基于现有技术存在的上述问题，本发明提出一种防冻的太阳能热水器蓄水箱，将本发明应用或改装到现在的太阳能热水器上，既能确保水箱有水，而且又能防止水管被冻。

本发明解决上述技术问题的技术方案为，一种防冻太阳能热水器蓄水箱，包括箱体外壳、箱体中间泡沫保温层、箱体内壳、溢水信号管，所述溢水信号管与箱体内壳的腔体顶部相连通，蓄水箱顶部设置有贯穿箱体外壳、箱体中间泡沫保温层、箱体内壳的箱体顶部开孔，在箱体顶部开孔中设置有与上下水管连接的引水管，所述引水管的底部开口设置在靠近箱体内壳底部位置，所述引水管与上下水管连接的管路上设置有与引水管连通的导气接口，所述导气接口与设置有空气开关的导气管连接。

正常使用热水器时，所述空气开关处于关闭状态，通过上下水管对蓄水箱进行上水，蓄水箱蓄满水时，溢水信号管会出现溢水，指示蓄水箱已经蓄满水，此时关闭上下水管，整个上下水管以及引水管中都蓄满了水。溢水信号管既用于指示蓄水箱是否满水，又在上水过程中将蓄水箱的空气排除，保障蓄水箱正常上水过程的进行。在使用热水时，只需通过上下水管放水即可，由于上下水管的出水口低于蓄水箱的位置，因而在虹吸效应的作用下，整个水箱高于引水管底部开口位置的水都会经上下水管流出。在气温较低防冻时，在蓄水箱上满水后，只需打开导气管上设置的空气开关，空气经导气管、导气接口进入上下水管中，此时只要打开上下水管底部的出水口，与引水管相连的上下水管中的水流出，而蓄水箱的水不会流出，从而可以避免上下水管冻结或冻坏，实现了有效防冻。

针对现有技术中使用的太阳能热水器蓄水箱，本发明还公开了一种现有的热水器蓄水箱的防冻改造结构，包括箱体外壳、箱体中间泡沫保温层、箱体内壳、溢水信号管，所述溢水信号管与箱体内壳的腔体顶部相连通，箱体底部开孔以密封塞密封，蓄水箱顶部加工贯穿箱体外壳、箱体中间泡沫保温层、箱体内壳的箱体顶部开孔，在箱体顶部开孔中设置有引水管，引水管经管道与上下水管连接，所述引水管的底部开口设置在靠近箱体内壳底部位置，所述引水管与上下水管连接的管路上设置有与引水管连通的导气接口，所述导气接口与设置有空气开关的导气管连接。

进一步地，所述导气接口设置在引水管与上下水管相连接的管路的顶端，从而可以将整个上下水管的水有效排空。

进一步地，所述上下水管设置有双向上下水阀门，所述双向上下水阀门有两个工作位置和一个关闭位置，在打开到第一工作位置时可以对蓄水箱上水，在打开到第二工作位置时，可以放热水进行使用，在关闭位置时上下水管封闭。

进一步地，所述引水管的底部开口箱体距内壳底部的距离为2-20mm，优选5-20mm，再优选地，距离为10-20mm，该距离既能方便地对蓄水箱进行上水，也能有利于蓄水箱水的流出。

进一步地，所述溢水信号管设置有高于蓄水箱的溢流口和设置于室内的排水口，所述排水口设置有阀门；在引水管上部设置n形管，n形管的两端分别与引水管和上下水管的连接管相连通，在n形管的顶端设置小孔并连接导气接口，导气接口再与导气管相连接。

本发明的有益效果为：

1、经济实惠、方便生活。现在人们的生活质量不断提高，冬季洗澡已成为正常生活的一个方面，冬季用热水洗衣洗菜且不说，就洗澡这一项经济账的节约就很可观，冬季需5-7天洗澡一次，而且在农村(以鲁西南地区为例)洗澡一次收费至少5元，城里洗澡还要高一些，每次5元，每月5次，一年中需6个月要在保温下洗澡，每人一年的费用为：5元×5次×6个月＝150元。如果用所述太阳能热水器洗澡，一般所述蓄水箱容积为120升，冬季如果是半阴天，温度可达到30℃，阳光比较好可到50℃，而人们正常洗澡水温要求42℃，如果连晒两三日的话，温度更高，完全可以达到洗浴条件，120升水可持续放水约40分钟，足够两人洗浴一次，费用：0.12m³×4元＝0.48元，保温浴霸电热器配合使用约1小时，功率为1100瓦，即1小时费用为：0.55元×1.1千瓦×1小时＝0.605元，其它洗浴费用冬夏均等(洗浴用物品)，合计费用为：0.48元+0.605元≈1.1元，1.1元×5次×6个月＝33元，150元×2人-33元＝267元，这是两个人一年用所述太阳能洗浴节约的最低费用，不仅节约而且方便，避免了到澡堂携带洗浴物品和换洗衣物的繁琐，还能保证健康安全，洗澡后不会因室内外温差过大而引起感冒，不会因人多交叉传染疾病。

2、节能减排。所述120升自来水，初温为14℃，要烧到42℃，需要标准煤约2Kg，可排CO₂气体4.986Kg(查阅资料得此数据)，这个数只是理论数据，实际用煤可能比这个还要大，再说，人们的心理都是这样的，洗到同样的效果，在家用水是一定比在外用水少，这种节约是一种综合性的，通过对比，这只是一台所述太阳能热水器节约减排的数量就这样可观，都统计在一起，效果更加突出，这是利国利民的好事情。

附图说明

图1现有技术中太阳能热水器蓄水箱结构剖视图；

图2本发明太阳能热水器蓄水箱主视图；

图3为图2中A-A剖视图；

图4为图3中B-B剖视图；

图5为现有技术中的太阳能热水器蓄水箱根据本发明所作的改进后的剖视图；

图6为在引水管顶部设置n形管的实施例结构示意图。

附图标记说明：

1蓄水箱，2箱体外壳，3箱体中间泡沫保温层，4箱体内壳，5上下水管，501箱体底部开孔，51双向上下水阀门，52引水管，53箱体顶部开孔，54密封塞，55 n形管，6溢水信号管，61上部溢流口，62排水口，7导气管，71空气开关，72导气接口

具体实施方式

如图2-4所示，本发明的防冻太阳能热水器蓄水箱，包括箱体外壳2、箱体中间泡沫保温层3、箱体内壳4、溢水信号管6，溢水信号管6与箱体内壳4的腔体顶部相连通，蓄水箱1顶部设置有贯穿箱体外壳2、箱体中间泡沫保温层3、箱体内壳4的箱体顶部开孔53，在箱体顶部开孔53中设置有与上下水管5连接的引水管52，引水管52的底部开口设置在靠近箱体内壳4底部位置，以方便热水器蓄水箱中的绝大部分水能够流出使用，引水管52与上下水管5连接的管路上设置有与引水管52连通的导气接口72，所述导气接口72与设置有空气开关71的导气管7连接。

上下水管5设置有双向上下水阀门51，上下水管5通过双向上下水阀门51与供水管以及洗浴喷头连接，所述双向上下水阀门51有两个工作位置和一个关闭位置，在打开到第一工作位置时，供水管可以对蓄水箱上水，在打开到第二工作位置时，可以放热水至喷头进行使用，在关闭位置时上下水管封闭。

在本实例中，导气接口72设置在引水管52与上下水管5相连接的管路的顶端。通过导气管7上的空气开关，可以控制引水管52与上下水管5相连接的整个处于蓄水箱外部的管路的水的排空。当打开空气开关71时，空气由导气管7进入引水管52与上下水管5相连的管路，此时打开双向上下水阀门51至放水状态，可以排空管路中的水。当关闭空气开关71时，只需将双向上下水阀门51转换至向蓄水箱上水状态，引水管52和上下水管5相连的整个管路就会充满水，成为正常使用状态。从而利用导气管7可以方便地将整个上下水管的水有效排空，避免上冻，也可以在不排空蓄水箱内水的状态下方便管路的维修。

本实施例中，引水管52的底部开口箱体距内壳4底部的距离为10-20mm，该距离的选择要求不能直接靠近所述蓄水箱下部内壁，以防箱内水垢沉积堵塞内置引水管的底端开口影响正常使用，由不能离蓄水箱下部内壁过远，以防止水箱内的水不能全部使用。该距离既能方便地对蓄水箱进行上水并能防止水垢堵塞引水管52，也能有利于蓄水箱水的全部流出使用。

本实施例中，溢水信号管6设置有两个溢水流出口，一个高于蓄水箱的上部溢流口61，另一个为设置于室内的排水口62，该排水口62可以设置阀门。因而在蓄水箱上水满时，水会由溢水信号管6的上部溢流口61流出，同时在排水口62的阀门打开的情况下，溢水也会由排水口62流出，说明蓄水箱1已经上水完毕。

正常使用热水器时，空气开关71处于关闭状态，通过上下水管5对蓄水箱1进行上水，蓄水箱1蓄满水时，溢水信号管6会出现溢水，指示蓄水箱1已经蓄满水，此时关闭上下水管5，整个上下水管5以及引水管52中都蓄满了水。同时，溢水信号管6既用于指示蓄水箱1是否满水，又在上水过程中将蓄水箱1中的空气排出，保障蓄水箱1正常上水过程的进行。在使用热水时，只需通过上下水管5放水即可，由于上下水管5的出水口低于蓄水箱1的位置，因而在虹吸效应的作用下，整个蓄水箱高于引水管52底部开口位置的水都会经上下水管5流出。在气温较低防冻时，在蓄水箱1上满水后，只需打开导气管7上设置的空气开关71，空气经导气管7、导气接口72进入上下水管5及与引水管52相连接的管路中，此时只要打开上下水管5底部的双向上下水阀门51至放水状态，与引水管52相连的上下水管中的水就会流出，而蓄水箱的水不会流出，从而可以避免上下水管冻结或冻坏，实现了有效防冻。

图5为根据本发明的蓄水箱结构，对现有技术中的太阳能热水器蓄水箱进行了防冻改进的结构。本发明的现有的热水器蓄水箱的防冻改造结构中，包括箱体外壳2、箱体中间泡沫保温层3、箱体内壳4、溢水信号管6，所述溢水信号管6与箱体内壳4的腔体顶部相连通，箱体底部开孔501以密封塞54密封，蓄水箱1顶部加工贯穿箱体外壳2、箱体中间泡沫保温层3、箱体内壳4的箱体顶部开孔53，在箱体顶部开孔中设置有引水管52，饮水管经管道与上下水管5连接，所述引水管52的底部开口设置在靠近箱体内壳4底部位置，所述引水管52与上下水管5连接的管路上设置有与引水管52连通的导气接口72，所述导气接口72与设置有空气开关71的导气管7连接。其余改造结构与本发明图2-图4公开的实施例结构相同，此处不再赘述。

该改造结构，仅将现有的上下水管结构改造到由蓄水箱1上部进入，并在引水管52与上下水管5相连接的结构中设置导气管7的结构，就能实现现有的太阳能热水器蓄水箱的防冻，结构简单，改造成本低，效果显著。

对现有的太阳能热水器蓄水箱防冻改造结构具体如下，把现有的太阳能热水器的蓄水箱1中的水放干直到正常状态下不往外流水为止，将原上下水管5从箱体连接处断开，再将所述蓄水箱1正下方的上下水口封堵严实不漏水并不再使用此开口，开口的封堵可以用橡胶密封塞或树脂材料或玻璃胶，所述的上下水管5所出现的管口待用，在该蓄水箱1正顶上方合适的位置用一个和所述上下水管粗细对应的钻头垂直打一个孔53，并将所述蓄水箱箱体的上部箱体层内外打通，然后选择一段比所述钻出的孔稍细的管子且能够插入所述孔中做为内置的引水管52，将所述内置引水管52插入开好的孔53中，但是所述内置引水管52底端开口必须距离所述蓄水箱内底部的内皮层一定距离，优选10-20mm，不要直接靠近所述蓄水箱下部内壁，以防箱内水垢沉积堵塞所述内置引水管的底端开口影响正常使用。所述内置引水管52在所述水箱外部预留适当长度，开口与所述上下水管5待用的一端开口连接并做到牢固密封，然后再处理所述内置引水管52和所述蓄水箱内外壁层及中间泡沫保温层交汇处，从内到外，依次将所述的箱体内壳4、中间泡沫保温层3和箱体外壳2密封好，一定做到所述交汇处绝对密封不能漏水漏气，而且牢固耐用，这样就把原上下水管改装完了。其变动是原来所述上下水管的室外开口是从所述蓄水箱的底部进入，而现在改为从顶上方进入，其实所述上下水管在所述箱体内的开口水平面位置基本没大变，然后在所述内置引水管的最顶上方打一个小进气孔，并连接导气接口72，选择一根细长的导气管7，将所述导气管7的一端开口，插到所述引水管最顶端的所述导气接口72上，另一端则进入室内并安装好一个空气开关71，固定在室内使用方便的位置。所述空气开关71闭合时整个改装好的系统是密封的，和原来没改的工作原理相同，这样整套所述防冻装置就改造装完了。

另外，也可以不设置导气接口，将所述导气管的一端开口，插入到引水管52最顶端的所述小进气孔中，其插入深度与所述内置管的管壁同厚度即可，并固定密封好，不得漏水漏气，另一端则进入室内并安装好一个空气开关阀门，固定在室内使用方便的位置。

作为进一步改进的方案，如图6所示，可以在引水管52上部设置一个n形管55，n形管55的两端分别与引水管52和上下水管5的连接管相连，在n形管55的顶管设置小孔并连接导气接口72，导气结构72再与导气管7相连接，通过这种结构，空气通过所述导气管7进入并到达所述n形管55的最顶上方处，这样因为自然下流的原因，由于空气的作用，上下水管内的水，在所述n形管55的“n”形最顶上方进气处一分为二，所述内置引水管52的水流入所述蓄水箱1内，所述上下水管5内的水流入室内，这样整个所述上下水管5中就没有水而只有空气，从而避免结冰，同时所述蓄水箱1的水在太阳光下依然升温变热，只要有阳光不会受气温低的影响，而所述上下水管5中没了水，气温低就结不了冰，不会再被冰块堵塞了。当想用水时，把所述室内的空气开关关闭，这样整个所述太阳能的上下水系统又恢复到了原封闭状态，然后再打开双向上下水阀门51至上水状态，让自来水进入所述上下水管5中，当感觉到所述上水进入到所述蓄水箱1时，将双向上下水阀门51切换至排水状态，这样所述上下水管5中的水回流到室内，同时也把所述蓄水箱1中的热水引流到室内供人们使用。

该双向上下水阀门51为具有多个工作位置的混水阀，上下水管5通过该混水阀与供水管以及洗浴喷头连接，该混水阀至少具有两个工作位置和一个关闭位置，在打开到第一工作位置时，供水管可以对蓄水箱上水，在打开到第二工作位置时，可以同时放热水和冷水，并经混水阀混水后供给洗浴使用，通过切换混水阀的开关的位置，可以调节冷、热水的比例，从而使得洗浴用水达到合适的温度。