专利名称：光电气混用互辅的半即热式热水器的制作方法
技术领域：
本发明光电气混用互辅的半即热式热水器，涉及的是最大限度的利用太阳能，互辅使用电力、燃气、且这三种能源既可独立使用又可同时混用而高效节能的装置。满足新世纪人们追求高标准的舒适度。操作简单可靠、无压运行，自动化、安全性、运行成本大大改善，适用于家庭、宾馆、工矿企业及各种需要场合，是环保卫生集聚科学基础理论的新型的热水器装置。
目前，我国电力建设事业高速发展，电是高级能量，电能转为热量使用，是电能量转换的最低级形式，在这个层面上我国电热器具的大面积飞速普及，如果不注重其使用效率的提高，不恰如其分匹配电力建设的发展步伐，将使我国电力建设的高速发展进程，相对而言，微不足道，不成比例。中国的国情与国民的收入在历史阶段的漫长时期内不大可能和不断增高的用电量及发电成本相适应，从而加大了和发达国家之间的社会、工业文明距离，另一方面，对于太阳能的利用，显然，其利用率提高的巨额成本是全球都面临的老大难问题，目前太阳能运用的世界科技发展水平远不可能解决满足人类要求的舒适度标准，能源资源的紧缺与中国国情正在无情的苟求太阳能、电辅、气辅的最佳配置，这是目前提高国人生活质量的当务之急，也是全球面临的最紧迫的节能问题之一。遗憾的是破坏地球生存环境的能源配置转换利用的不科学手段，仍在世界范围内泛滥成灾，恶性循环。
针对目前国内外市场销售的各种太阳能、电(热)、气(热)热水器的不足之处；在我国的国情之下，将该类产品利用技术手段使之自然化、人性化操作，能确保使用效率与使用效果的优化。在该类产品的设计制造中，取用的即时工作能源功率、产品的容积，加热温度幅度和使用时间内同步的关系等的配置，直接关系到整个国民经济利益和生活质量。提供一种光电气混用互辅的半即热式热水器，力图顺应我国能源配置状况及发展需求与国情，提高生活质量，倡导废除旧世纪的水暖通系统浪费能源、影响环保的不科学方法。同时希望是在我们国情之下，太阳能、电能、燃气转换热能的配置使用应遵循基础热力学理论的实际范例。这就是本发明的目的。
光电气混用互辅的半即热式热水器是采取以下方案实现的其主要结构有记忆合金温控器、上盖、太阳能集热器、单向阀、电热管、硅胶插口圈、燃气旋钮、集热器进水管、发泡保温层、燃气输送管、截止阀、循环泵、下容器、燃气头、中空插管、导焰盖、中心导焰筒、上容器、热水出口管、冷水管、单柄联动混合调温开关水阀、倒U型通管、淋浴喷头、自来水龙头、集热器出口、电热管温控器、指示灯、接电线路、琴键式择温开关、电开关等组成。
光电气混用互辅的半即热式热水器的设计目的和优点是光电气能源可因地制宜，任意混用，该发明的水箱容积分为上容器、下容器，中空部分利用中空插管及硅胶插口圈支撑、沟通、密封，光能、电能、燃气能的热量转化都在上容器运行，然后逆向自然循环通过中空插管缓慢对下容器转移，构成了半即热式热水加热的最新结构，充分利用了电能、燃气能、即时辅助太阳能所固有的即时提升温度的优势，在家庭允用的常规能源功率使用下，在任何季节的温度里，力保即开即用。加热属于热力学中的紊流加热过程，这就和目前采用的容积式热水器加热属于层流加热有着使用效率本质的区别，值得指出的是，在常规家庭的使用功率下，本发明产品，电能、燃气能、它们辅助即使远远不足使用舒适度的太阳能，瞬间加热水的容积、瞬间即时提升温度的能力，都能保证超越用户们所需的适宜淋浴流量及温度，在本发明产品中，因这时太阳能和上容器、下容器所产生和残存的低于人们所需的适宜淋浴容积水的温度，就不再视为淋浴时的无效温度，而成为淋浴运行时的有效热能的补充。这个有效的补充，就是大大提高了太阳能的有效利用率，反之，又可以大大降低电能、燃气能在淋浴运行时的即时工作功率，在保证用户满意的使用温度下，不但合理科学的节能和运行成本大大减低外，直接的好处就是解决了家庭使用此类产品要求操作简便和安全问题。例如，目前普遍使用的即热式燃气热水器，由于运行工作功率大，在单位体积空间耗氧速率快，废气集聚多，经常会发生人员伤亡的重大事故，而目前国内外大量时兴采用的太阳能热水器(包括电辅)、电热水器，加热方式都属于层流加热，即加热时间和使用时间无法有效同步，在用户使用的时间里，在常规家庭允用的电功率中，层流加热可视为无效加热，发明人针对这个世界范围里的能源使用状况进行对比数理推导，结论是“这普遍现象是耗时、电能源资源浪费的黑洞。”在本发明产品中，淋浴热水出口在上容器的最上端，淋浴控制阀用单柄联动混合调温开关水阀，利用淋浴用户自然的操作动作，就使自来水供水压力同步转化为供热水必须的压力，和产生了温度调节与平衡式自动补水的效果，加之在热水出水管装置了倒U型通管，它的敞开，使系统工作产生的热压、水压的合压万无一失的恒定在常压状态里，并有着单柄联动混合调温开关水阀的功能优势，使本发明光电气混用互辅的半即热式热水器同时具有了出口敞开式(前制式)与承压式(后制式)热水器的全部优点，突出了人性化操作使用的时代设计新理念，使节能的手段、安全性，可靠性，操作简单性、和产品制造成本的降低及产品寿命的延长都有了最新突破，这些就是本发明光电气混用互辅的半即热式热水器具有极高使用效率的关键所在。
以下将结合附图对本发明作进一步说明。
图1是光电气混用互辅的半即热式热水器结构及安装示意图。
图2是单柄联动混合调温开关水阀结构示意图。
图3是光电气混用互辅的半即热式热水器接电的线路图参照附图1、图2、图3，示意简介自来水龙头25(常开)，第一次进水由单柄联动混合调温开关水阀22的旋钮22a，顺时针旋转之限定的极限位置，此时，自来水龙头25即向单柄联动混合调温开关水阀22的口C、口D经冷水管21穿入中空插管16进水，入下容器14下端，进水灌满下容器14后，向上灌满上容器19，此时可电启动隐藏在外壳5底部和下容器14沟通的循环泵13，该电启动状况如附图3的琴键式择温开关30的位置，循环泵13的指示灯29亮，从下容器14抽水经集热器进水管9及单向阀4入太阳能集热器3，两个截止阀12为该系统排污、排空集热器进水管9所设，第一次系统进水准备完毕的判断是看到水从单柄联动混合调温开关水阀22的口A经淋浴喷头24无气塞现象均匀出水，此时将琴键式择温开关30选择键导通在为循环泵13及太阳能集热器3输出设置的适宜季节的工作任务的温度点上，该温度点的控制，用记忆合金温控器1完成，琴键式择温开关30有3挡温度点选择，对应春秋、夏、冬季节。见附图3。(赘述一下，循环泵13及太阳能集热器3输出工作温度点的控制目前普遍设计由单片机利用集热器3出口和循环泵13的进口温度的温差进行温差动态控制，发明人根据规模生产的实践经验，认定在该类产品中，如果采用温度点的控制即用记忆合金温控器1完成的方式，对比温差动态控制方式而言，将对生产、销售、使用操作的各方都有利益，因为简单、稳固、成本低、寿命长。这很重要，本发明装置中没有采用由单片机控制的弱电传感控制强电的电子线路，都足强电控制强电的电线路，这也是本发明的特点之一)，同时手动单柄联动混合调温开关水阀22的旋钮22a，复原之原始位置，见附图2，进水完毕。
上容器19的下面，下容器14的上面，利用3个均布的中空插管16及硅胶插口圈7支撑、沟通、密封，而形成的空间位置装置燃气头15，上容器19中心，其上面与下面连接铆焊了中心导焰筒18，导焰筒18上部卡入了导焰盖17，附件点火旋钮8，燃气输送管11，发泡保温层10，外壳5上部与上盖2围成的圆状空间，这些构成了使用燃气头15的设施，形成了燃气点火燃烧时有充足空气补充，烟气排放的燃烧室及烟道。使用电能加热的电热管6，安置在上容器19侧面中部，电热管6密封固定方式和中空插管16相同。
见附图1、附图3，安置在太阳能集热器3顶部的记忆合金温控器1(常开式)感温光热设定的温度点导通时，循环泵13工作，其指示灯29亮，将把下容器14底部的水抽入集热器进水管9经单向阀4入太阳能集热器3，挤出太阳能集热器3上部的水入集热器出口26管路灌入上容器19，该工作由记忆合金温控器1控制，自动完成。
见附图3，当电开关27手动闭合时，电源指示灯29亮，安置在电热管6内部的记忆合金温控器28(常闭式)如感温其周围温度不足自身设定的温度点，将会启动电热管6自动工作加热。(记忆合金温控器28是电热管6的自身附件)见附图1，手动燃气旋钮8，将会启动燃气头15工作加热。
见附图1、附图2，用户用热水时，(可多路供水，附图1仅示意2路)单柄联动混合调温开关水阀22的旋钮22a顺时针旋转，旋钮22a因在阀体22d的顶端面安置了轴向止移设施，只可转动，旋钮22a的多头内螺纹与阀芯杆22b的多头外螺纹配合，阀芯杆22b的设定位置上装有两个O型密封圈22c、22e，并加工有径向腰型通槽，阀芯杆22b下部加工有通水细颈，并加工有轴向圆孔F，径向混合孔E，呈十字架状贯穿径向腰型通槽下端，阀芯杆22b在阀体22d及旋钮22a里被限制了转动自由度，只能在旋钮22a的多头内螺纹的配合下，沿轴线方向上下平移，行程也被设定。附图2示意的单柄联动混合调温开关水阀22的阀芯杆22b为原始位置，此时自来水在O型密封圈22e的作用下被封闭在阀体22d的口C里，口A也被O型密封圈22c封闭，当阀芯杆22b向上平移时，阀芯杆22b的通水细颈台阶面高出口D后孔下圆面时，O型密封圈22e密封失效，自来水笼头25常开，自来水将通入口D，径向混合孔E也会被自来水涌入，此时按附图2可以看出，口A的O型密封圈22c密封效果在这段行程的同步作用下早已失效，即口A和阀芯杆22b上的径向腰型通槽对应已完全沟通，也就是口A与口B为热水流道，口C与口D为冷水流道已沟通，这时进入单柄联动混合调温开关水阀22的自来水流量分为两股，主流水和支流水，主流水通过冷水管21从下容器14下端出，挤出上容器19上端的热水通过热水出口管20入单柄联动混合调温开关水阀22的口B和短路的支流水混合从口A出，经淋浴喷头24输出使用，需要调节输出热水的温度，即调节支流流量，从附图2可以看出，当旋钮22a顺时针旋转，阀芯杆22b沿轴线向上移动时，阀芯杆22b的径向混合孔E从逐渐完全对应沟通D口后孔圆面到脱离D口后孔圆面，这个过程就是调节支流流量过程，使输出热水的温度可均匀由低向高变化，(这个调节温度变化的矢向在使用运行中不会逆转，对避免烫伤安全性操作大有好处)而理论上，该调节，温度变化，输出热水的流量不变。说明一下房间FJ1、房间FJ2如果多路或同时供水；单柄联动混合调温开关水阀22有固定先后程序的开关进口、出口的机械功能，且每个单柄联动混合调温开关水阀22只要有向系统输出冷水，设计上就以保证了其口A的开度，满足系统因接受冷水而同步输出热水流量及单柄联动混合调温开关水阀22内部短路的支流流量的合流量的要求，在原始位置时，每个单柄联动混合调温开关水阀22的口C和口A是被封闭的，在热水出口管20上装置了倒U型通管23，敞开其泄口E，利用高度差，使系统工作产生的热压、水压的合压自然恒定在常压状态里，供热水、输入冷水，成了相互依赖关系，自来水进水压力及热压同步转化为供热水的压力，即具有了对系统平衡式自动补水功能，系统多路供水的每个装置单柄联动混合调温开关水阀22的，它们不但并联着系统热水输出口，还并联着系统冷水输入口，工作时都成了对系统水流量的输出、输入保持系统水位自然平衡、水温度调节的终端控制平台。
权利要求
1.一种光电气混用互辅的半即热式热水器，结构有记忆合金温控器、上盖、太阳能集热器、单向阀、电热管、硅胶插口圈、燃气旋钮、集热器进水管、发泡保温层、燃气输送管、截止阀、循环泵、下容器、燃气头、中空插管、导焰盖、中心导焰筒、上容器、热水出口管、冷水管、单柄联动混合调温开关水阀、倒U型通管、淋浴喷头、自来水龙头、集热器出口、电热管温控器、指示灯、接电线路、琴键式择温开关、电开关等组成，其特征是运行时，太阳能、电能、燃气能可因地制宜，任意混用，在常规家庭允用的能源功率和不分季节温度使用下，充分利用了电能、燃气能、在即时辅助太阳能加热运行里，可发挥固有的即时提升温度的优势，保证用水温度的质量，即开即用。
2.根据权利要求1所述的光电气混用互辅的半即热式热水器，燃气能加热运行的设施，是将水箱分为两部分，上容器和下容器，并利用均布的中空插管及硅胶插口圈支撑、沟通、密封，而形成的空间位置装置燃气头，上容器其上面与下面连接铆焊了中心导焰筒，导焰筒上部卡入了导焰盖，其特征是，构成了使用燃气头的设施，形成了燃气点火燃烧时有充足空气补充，烟气排放的燃烧室及烟道，但不破坏产品外型的整体感。
3.根据权利要求1所述的光电气混用互辅的半即热式热水器，在热水出口管上装置了倒U型通管，其泄口敞开，利用高度差，使系统工作产生的热压、水压的合压自然恒定在常压状态里，选用单柄联动混合调温开关水阀，其特征是，多路供水的每个单柄联动混合调温开关水阀工作时都成了对系统水流量的输出、输入保持系统水位自然平衡、水温度调节的终端控制平台。
全文摘要
本发明光电气混用互辅的半即热式热水器，涉及的是最大限度的利用太阳能，互辅使用电力、燃气、且这三种能源既可独立使用又可同时混用而高效节能的装置。满足新世纪人们追求高标准的舒适度。操作简单可靠、无压运行，自动化、安全性、运行成本大大改善，适用于家庭、宾馆、工矿企业及各种需要场合，是环保卫生集聚科学基础理论的新型的热水器装置。
文档编号F24H1/00GK1699884SQ20051003924
公开日2005年11月23日 申请日期2005年5月10日 优先权日2005年5月10日
发明者张念东 申请人:张念东