一体式节水太阳能热水器的制作方法

本实用新型涉及太阳能热水器应用技术，特别是一体式节水太阳能热水器。

背景技术：

随着社会经济的飞速发展，人们的生产生活对能源的消耗需求越来越大，使用可再生能源是实现人类可持续发展的一个重用课题，是社会发展的大势所趋。太阳能是一种取之不尽，用之不竭、清洁、安全、可再生能源。太阳能热水器是一种典型的可再生能源产品，它直接将太阳光能转化为热能，进而实现冷水加热成热水，以满足人们的生产生活需要。真空管式太阳能热水器在我国城乡都有着广泛的应用。

太阳能热水器为了能够采光充足，通常安装在居民楼的楼顶，热水储水箱到居民家中都有一段较长的连接水管相连。每次使用时都必须先将连接水管中的冷水放掉，才会有热水流出，这势必造成不小的水资源浪费。由于人们住房条件的不断改善，住宅楼也越来越高，连接水管也越来越长，这也造成水资源浪费问题越来越严重。

国内也有部分专利技术来解决这一太阳能热水器水资源浪费的问题，如：专利号为CN03207424.7，实用新型名称为“太阳能热水器冷水回收装置”的中国实用新型专利；专利号为CN201521110947.4，实用新型名称为“一种太阳能热水器节水系统”的中国实用新型专利；专利申请号为CN201710383592.3，实用新型名称为“一种太阳能热水器冷水回收装置”的中国专利；专利申请号为CN201710515085.0，实用新型名称为“一种虹吸式太阳能热水器冷水回收装置”的中国专利；专利申请号为CN201710174530.1，实用新型名称为“一种太阳能热水器冷水回收装置”的中国专利。上述这些专利都有一个共同点，即通过在用户家中设置冷水储水箱，对连接水管中的冷水进行回收储存，这样不仅需要耗费材料设置适当的冷水储水箱，并且对储水箱中的水还需要另外处置，同时，在实际安装中还存在冷水储水箱选址、管线连接复杂等诸多问题，实用性和可操作性都较差。

技术实现要素：

本实用新型提出了一种一体式节水太阳能热水器，解决现有技术管线连接复杂，耗材较多的问题。

实现本实用新型的技术解决方案为：一体式节水太阳能热水器，包括主储水箱、热水管、冷水管、蒸汽排气阀、控制器、太阳能真空管、副储水箱、电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、水泵、水流开关以及温度传感器一，所述副储水箱设置在主储水箱内的一端且被上下分隔为副储水箱热水仓和副储水箱冷水仓，所述副储水箱冷水仓和副储水箱热水仓的一侧上下相连通，所述副储水箱热水仓顶部与主储水箱相连通，所述主储水箱与副储水箱冷水仓的底部与太阳能真空管连接，且副储水箱冷水仓底部与冷水管的一端连接，所述主储水箱底部与热水管连接，所述冷水管上水端依次安装有水泵和电磁阀一，所述热水管出水端依次安装有温度传感器一、水流开关和电磁阀二，所述冷水管在水泵和电磁阀一之间的位置通过电磁阀三与热水管在温度传感器一和水流开关之间的连接处相连，所述电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、水泵、水流开关、温度传感器一均与控制器电性连接。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点为：(1)本实用新型通过在太阳能热水器中设置主储水箱和副储水箱，利用副储水箱回收热水管中的冷水，在避免水源浪费的前提下，又解决了冷水回收箱的设计安装难题；(2)本实用新型通过将副储水箱分割成冷水仓和热水仓，避免了在冷水回收过程中副储水箱中热水热量损失，提高了热水利用率；(3)本实用新型能够实现智能上水及温度控制；(4)本实用新型模块化设计，安装简单，易于实施，实用性强。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的描述。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

一体式节水太阳能热水器，包括主储水箱1、热水管19、冷水管18、蒸汽排气阀6、控制器17、太阳能真空管5、副储水箱、电磁阀一7、电磁阀二8、电磁阀三9、水泵10、水流开关11以及温度传感器一12，所述副储水箱设置在主储水箱1内的一端且被上下分隔为副储水箱热水仓2和副储水箱冷水仓3，所述副储水箱冷水仓3和副储水箱热水仓2的一侧上下相连通，所述副储水箱热水仓2顶部与主储水箱1相连通，所述主储水箱1与副储水箱冷水仓3的底部与太阳能真空管5连接，且副储水箱冷水仓3底部与冷水管18的一端连接，所述主储水箱1底部与热水管19连接，所述冷水管18上水端依次安装有水泵10和电磁阀一7，所述热水管19出水端依次安装有温度传感器一12、水流开关11和电磁阀二8，所述冷水管18在水泵10和电磁阀一7之间的位置通过电磁阀三9与热水管19在温度传感器一12和水流开关11之间的连接处相连，所述电磁阀一7、电磁阀二8、电磁阀三9、水泵10、水流开关11、温度传感器一12均与控制器17电性连接。

进一步的实施例中，所述主储水箱1内安装有温度传感器二13和水位传感器15，所述副储水箱热水仓2内安装温度传感器三14，且温度传感器二13、水位传感器15和温度传感器三14均与控制器17电性连接。

进一步的实施例中，所述温度传感器三14安装在副储水箱热水仓的最上方。

进一步的实施例中，所述电磁阀一7、电磁阀二8、电磁阀三9、水泵10、水流开关11、温度传感器一12、控制器17集成在安装模块20上。

进一步的实施例中，所述电磁阀一7和电磁阀三9为常闭型电磁阀，电磁阀二8为常开型电磁阀。

进一步的实施例中，所述主储水箱1内还设有电加热棒16，所述电加热棒16与控制器17电性连接。

本实用新型的具体工作原理为：阳光充足的时候，热水器中主储水箱1、副储水箱热水仓2和副储水箱冷水仓3都贮满热水。当用户家中打开水龙头，开始使用热水时，控制器17通过水流开关11检测到热水管19中有水流出，同时通过温度传感器一12检测到热水管19中的温度低于设定的门限温度值(如35℃)时，将关闭电磁阀二8，同时打开电磁阀三9，并启动水泵10，此时热水管19中的冷水将不会流出，而是通过冷水管18被回收至副储水箱冷水仓3中。由于冷水比热水重，因此副储水箱冷水仓3中原有的热水被挤压至副储水箱热水仓2中，副储水箱热水仓2中上方的热水则进入主储水箱1中。这样就形成了一个冷水循环回收的闭环回路。当冷水循环回收一段时间后，主储水箱1中的热水传输至温度传感器一12处。温度传感器一12检测到热水管19中的温度达到或高于设定的门限值时，控制器17将关闭电磁阀三9，中断冷水回收，并开启电磁阀二8，进入用水模式，这样就保证热水管19中输出的是热水了。

下面结合实施例进行更详细的描述。

实施例1

如图1所示，一体式节水太阳能热水器，包括主储水箱1、副储水箱热水仓2、副储水箱冷水仓3、太阳能真空管5、电加热棒16、蒸汽排气阀6、控制器17、电磁阀一7、电磁阀二8、电磁阀三9、水泵10、水流开关11、水位传感器15、温度传感器一12、温度传感器二13、温度传感器三14。主储水箱1和副储水箱热水仓2顶部相连通。副储水箱热水仓2和副储水箱冷水仓3上下布置且右侧面相连通。冷水管18和热水管19分别接至副储水箱冷水仓3和主储水箱1的底部。主储水箱1和副储水箱冷水仓3底部均匀安装连接太阳能真空管5。冷水管18在进水口侧装有电磁阀一7和水泵10，热水管19在出水口侧装有电磁阀二8、水流开关11和温度传感器一12。冷水管18在电磁阀一7和水泵10之间的连接处，通过电磁阀三9与热水管19在水流开关11和温度传感器一12之间连接处相连。主储水箱1和副储水箱热水仓2中分别装有温度传感器二13和温度传感器三14。温度传感器一12、温度传感器二13和温度传感器三14采用相同型号的常规产品，如DS18B20。主储水箱1中安装水位传感器15和电加热棒16，同时主储水箱1顶部安装有蒸汽排气阀6。主储水箱1、副储水箱热水仓2和副储水箱冷水仓3外侧均包裹保温层4。控制器17为普通单片机，用来采集水位传感器15、温度传感器一12、温度传感器二13和温度传感器三14的水位和温度信息，同时通过水流开关11检测水的流动状态，并进行电磁阀一7、电磁阀二8、电磁阀三9、水泵10以及电加热棒16的工作控制。电磁阀一7和电磁阀三9为常闭型电磁阀，电磁阀二8为常开型电磁阀。

在使用热水过程中，即用水模式下，控制器17将通过水位传感器15检测主储水箱1中的水位，同时控制器17将通过温度传感器二13和温度传感器三14检测主储水箱1和副储水箱热水仓2上方的水温。当主储水箱1中的水位下降到设定的门限值，且若副储水箱热水仓2中上方水温与主储水箱1中水温差在设定的门限范围(比如5℃)内时，控制器17将打开电磁阀一7进入用水补水模式。此时，自来水管中的自来水在水压的作用下，将通过冷水管18注入副储水箱冷水仓3中，使副储水箱热水仓2中的热水被全部压送至主储水箱1中；当副储水箱热水仓2中上方水温与主储水箱1中水温的差值达到或超出设定的温度范围，或主储水箱1中的水位达到设定的最高门限值时，控制器17将关闭电磁阀一7，进入用水模式。

本实用新型具有自动上水和温控功能，也可设定为手动模式。在自动上水模式下，当时间到达设定的上水时间(比如凌晨3：00)时，控制器17将通过水位传感器15检测主储水箱1中的水位是否低于设定的上水门限值，若满足条件，则打开电磁阀一7进行自动上水。自来水通过冷水管18，依次注入副储水箱冷水仓3、副储水箱热水仓2和主储水箱1中。当水位传感器15检测到主储水箱1中的水位达到最高门限值时，将关闭电磁阀一7，停止上水。在自动温控模式下，控制器17通过温度传感器二13和水位传感器15分别检测主储水箱1中的水温和水位，若水位达到了设定水位值，且水温低于设定的热水温度值，控制器17将接通电加热棒16电源开关，对主储水箱1中的水进行电加热，直至达到设定的水温。若水位低于设定的水位值时，将首先进行上水操作，使主储水箱1中的水位达到设定的范围，然后再进行电加热操作。这样太阳能热水器兼具电热水器功能，能够保证在光照条件较差的时候有热水使用。在手动模式下，可以在任何时间进行上水和电加热操作。

电磁阀一7、电磁阀二8、电磁阀三9、水泵10、水流开关11、温度传感器一12、控制器17集成在安装模块20上，这样将极大地提高本实用新型的可实施性和安装便捷性。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，对本领域的技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和思想的情况下，可以对这些实施进行各种修改或变形，仍在本实用新型的保护范围以内。