专利名称：一种内循环无构件节水防漏太阳能热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能热水器，特别涉及一种内循环无构件节水防漏太阳能热水器。
背景技术：
目前市场上销售的家用太阳能热水器大都由室外集热器(含水箱)、顶水阀、落水阀、淋浴喷头、排气三通、室外排气管、自来水进水管等组成。室外集热器的上部通过一根与排气三连联通的管道与室内的淋浴喷头相连；室外集热器的下部通过管连接于顶水阀与落水阀之间。充水时，关闭落水阀，打开顶水阀，自来水就通过管道、顶水阀进人集热器水箱中，当有水从淋浴喷头流出时，集热器水箱已充满水，即可关闭顶水阀。淋浴时，可采用顶水法，即打开顶水阀，进入集热器水箱中的自来水便将集热器水箱中的热水顶出，经排气三通、连接于顶水阀与落水阀之间的管道，由淋浴喷头流出；也可采用落水法，即打开落水阀，集热器水箱中的热水便通过集热器水箱下端的管道及落水阀后，由喷头流出。当用落水法淋浴时，随着热水的流出，集热器水箱的空间通过排气管和排气三通不断补充进空气，使集热器水箱始终处于非真空状态，以保护集热器水箱不被大气压力损坏。由上述的工作过程可知，在这种结构的太阳能热水器中，排气管和排气三通是必不可少的，否则集热器水箱就要被大气压力损坏。但是，这种传统的太阳能热水器有一个非常明显的结构缺点，即采用顶水法淋浴时(顶水法不仅可以边淋浴边自动充水，还可防止集热器空晒所造成的危害)，如果水量较大，热水器中的热水会有一部分通过排气三通和排气管流出而白白跑掉，浪费的热水有时可达30％以上，顶水调节阀开得越大，流失浪费的热水就越多。
由以上分析可知，现有带室外排气三通和排气管的太阳能热水器，顶水使用时，热水从排气管流失是造成太阳能热水器跑水的根本原因。然而，排气三通和排气管的设计又具有理论正确性和实践可行性，是早期研制开发太阳能热水器所取得的重大技术成果，否则，太阳能热水器的应用和推广是不可能的。用流失“廉价”而“无限”的水资源来换取良好的节能效果和环境效果，在当时也许是合理的，但是，水并非是无限的，水资源的严重短缺已经制约了经济和社会的发展。今天，可以肯定的说，一个存在水资源浪费的太阳能热水器系统必须改进。传统太阳能热水器已经成了一块被良好的节能效果和环境效果所掩盖的节水空白。太阳能热水器的跑水也在一定程度上影响到它的推广和普及。太阳能热水器“滴、冒、跑、漏”的水资源浪费现象再也不能继续存在下去了。
为避免太阳能热水器顶水法淋浴时热水流失浪费的弊端，有人提出，淋浴时不用顶水法，只用落水法。这种方法将使太阳能热水器失去顶水法功能，而顶水法又具有落水法不可比拟的优点第一，顶水法可边淋浴边充水，用户不必进行另外的充水操作，充水程序即可自动完成，简单、方便、省时、省力；第二，顶水法淋浴可避免集热器空晒，保护集热器，特别是可防止真空管太阳能热水器的真空管被不适当的充水时间和充水方法所激裂。因此，只要条件许可，一般都用顶水法，仅仅在水压力低或者放水时采用落水法。由此可见，太阳能热水器顶水法之功能是不应该取消的，否则，将给使用者带来不便。
太阳能热水器除热系统之外，还有水系统和气系统。热、水、气三系统共同组成太阳能热水器，只有在热、水、气三系统都合理没计的条件下才能充分发挥太阳能热水器的节能效果和环境效果。为解决太阳能热水器水系统和气系统相矛盾的技术难题，一些厂家进行了多年研究，提出过不少技术方案，例如，落球法、弹簧压力法、阀门锁定法、水压控制法、爬杆法等，都不能从根本上解决太阳能热水器跑水的技术难题。只要存在排气三通和排气管，就可能跑水，而排气三通和排气管在理论和实践上又是必不可少的。为了对用户负责，厂家只好在使用说明书中特别告知用户开启顶水阀时不可过大，以防止过多的热水从排气管流失。例如，某厂家的说明书是这样告诉用户的“顶水阀开得不可过大，否则热水向外冒，楼顶水到处流”；还有厂家在说明书中这样写道“上水量不要过大，观察水表控制在每分钟3kg以下较好，如水量过大，热水将从排气管大量流失，将大大减少热水用量。”但这无助于跑水问题的根本解决，因为集热器及其排气三通和排气管安装在用户看不到的住宅楼最顶层，热水的流失是在用户不知不觉中发生的。这对宝贵的水资源是一个极大的浪费。
如按每人淋浴有效热水量50kg，一个四口之家每年淋浴500人次，损失量30％计算，则一台太阳能热水器每年流失的热水量可达10.7吨。我国目前有2.7亿个家庭，按今后太阳能热水器用户普及率达20％(利用太阳能是今后的方向)的保守估算，全国将有5400万台太阳能热水器，则全国每年因此浪费的热水量可达5.78亿吨，相当于10个具有先进技术设备的万吨钢厂每年的需水量，这是多么惊人的水资源浪费！由于跑掉的是经太阳能转化的热水，因此还降低了热能利用率。如果热水损失量为30％，则热能利用率就下降30％。
针对传统太阳能热水器的上述缺陷，本发明人曾经公开一种全封闭节水太阳能热水器(ZL93205000.X)。该节水太阳能热水器取消了传统太阳能热水器的排气三通和排气管，在连接集热器上部与淋浴喷头之间的管道上装置一个通水输气两位阀。旋转通水输气两位阀的手柄，可分别与顶水法淋浴或落水法淋浴相配合，并可通过阀的输气工位补充空气，使集热器始终处于非真空状态，保护集热器不被大气压力所损坏。
全封闭节水太阳能热水器，虽然首先提出了根本解决太阳能热水器跑水的技术方案，填补了太阳能热水器节水的技术空白，有极高的节水价值，但是，在使用过程中却潜存着可能出现的危害当由顶水法改用落水法时，需要把通水输气两位阀旋转到输气工位，如果忘记这一操作，则集热器将被大气压力损坏；在多人多次长年使用的情况下，不能完全排除偶尔遗忘的可能性。因此，尽管全封闭节水太阳能热水器具有极高的节水价值，但由于在使用过程中，对可能出现的遗忘失误不能百分之百的防止，因而有待改进。
为此，本发明人又研制并公开了了一种自动保护全封闭节水太阳能热水器(ZL97224596.0)，提出了双喷头技术方案和同步保护双位阀技术方案。双喷头，即在通常的喷头旁边加装一个落水保护喷头。双喷头设计虽能有效地解决上述问题，但顶水和落水使用不同的喷头，不符合人们对单喷头的使用习惯，破坏了单喷头的安装美感。方案中所加装的同步双位阀不仅要求阀芯与阀体灵敏地进行滑动配合，而且必须具有良好的密封性，这给它的制造带来复杂的工艺和材料问题，增加了太阳能热水器的整体成本。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种防漏的内循环无构件节水防漏太阳能热水器，它既可根除传统太阳能热水器热水流失浪费的弊端，又可省去通水输气两位阀、同步保护双位阀等复杂的附加构件。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种内循环无构件节水防漏太阳能热水器，包括室外集热器及其水箱、喷头、顶水阀、落水阀、调温阀和排气管，把室外集热器水箱上端的排气管和排气三通移位到室内，在室内排气三通和排气管之间的管道上设有排气阀。
本技术方案取消了全封闭节水太阳能热水器(ZL93205000.X)和自动保护全封闭节水太阳能热水器(ZL97224596.0)所设置的通水输气两位阀、落水保护喷头及其控制阀门、同步保护双位阀等附加构件，把传统太阳能热水器室外集热器水箱上端安装的排气三通和排气管，由使用者看不到也控制不了的室外屋顶移位到室内，并在排气三通和排气管之间设排气阀。
本实用新型结构简单，成本低廉，使用方便，便于安装，便于维护，用排气三通、排气管位移的简单方法，无需其它特别构件即可避免热水的流失浪费，大大提高了热水的利用率。这是对传统太阳能热水器热、水、气系统设计思想的重要改进和突破。
图1为本实用新型实施例1的结构示意图；图2为本实用新型实施例2的结构示意图。
具体实施方式
实施例1如图1所示的内循环无构件节水防漏太阳能热水器，在集热器1上端和喷头9之间的室内管道分支上设有排气三通7和排气管6，排气三通7和排气管6之间设有排气阀14，为方便水、气分离，在排气三通7和喷头9相连的管道分支处设有水气隔离阀15；在集热器1下端和冷水管5之间的连接管道上设有顶水阀4，在集热器1下端和喷头9之间的连接管道上设有落水阀3，在冷水管和热水管交汇处设置有调温阀16。热水汇集管处还可接分支热水供应管17。
冲水和顶水淋浴关闭排气阀14，打开水气隔离阀15和顶水阀4，自来水即可进入集热器1的水箱，水箱原有的空气可通过水气隔离阀15、管道8、调温阀16由喷头9排出，待水从喷头流出时，水箱已充满，关闭阀门4即可。充满自来水的集热器水箱通过太阳能使凉水转换成热水。顶水淋浴的操作和充水一样，通过冷热水调温阀16可调节水温。
落水淋浴与放水开排气阀14，关水气隔离阀15，开落水阀3，通过冷热水调温阀16调节水温。落水过程中通过排气管6和排气阀14给集热器水箱补气，使其内部处于非真空状态，保护其不被大气压力损坏。
实施例2如图2所示的内循环无构件节水防漏太阳能热水器，在集热器1上端和喷头9之间的室内管道分支上设有排气三通7和排气管6，在排气三通7和排气管6之间设有排气阀14，在排气三通7和喷头9相连的管道分支处设有水气隔离阀15；在集热器1下端和冷水管5之间的连接管道上设有顶水阀4，在集热器1下端和喷头9之间的连接管道上设有落水阀3，在冷水管汇集管道上设置有冷水调温阀18。
充水和顶水淋浴关闭排气阀14，打开水气隔离阀15和顶水阀4，充水过程同实施例1。顶水淋浴时，可通过冷水调温阀18放入凉水调节水温。
落水淋浴与放水开排气阀14，关水气隔离阀15，开落水阀3，通过冷水调温阀18调节水温。
通过对上述两种实施方案的说明可知，本实用新型所提供的内循环无构件节水防漏太阳能热水器，把原太阳能热水器系统中的排气三通和排气管从室外集热器水箱上端移到室内，不仅使户外的安装变得简单，也节省了安装和固定材料；特别是，既省去了全封闭节水太阳能热水器和自动保护全封闭节水太阳能热水器所必须安装的复杂附件，又根除了传统太阳能热水器热水流失浪费的弊端，提高了热水的利用率，满足了用户的使用要求。本实用新型的集热器可以是闷晒式水箱，也可以是太阳真空管。
权利要求1.一种内循环无构件节水防漏太阳能热水器，包括室外集热器及其水箱、喷头、顶水阀、落水阀、调温阀和排气管，其特征在于把室外集热器水箱上端的排气管和排气三通移位到室内，在室内排气三通和排气管之间的管道上设有排气阀。
2.根据权利要求1所述的内循环无构件节水防漏太阳能热水器，其特征在于在室内排气三通和喷头相连的管道分支处设有水气隔离阀。
专利摘要本实用新型涉及一种太阳能热水器，特别涉及一种内循环无构件节水防漏太阳能热水器，包括室外集热器及其水箱、喷头、顶水阀、落水阀、调温阀，把室外集热器上端的排气三通和排气管位移到室内，在排气三通和排气管之间的管道上设有排气阀，在排气三通与喷头相连的管道分支处设有水气隔离阀。本实用新型结构简单，成本低廉，使用方便，便于安装、便于维护，无需其它专用构件，即可根除传统太阳能热水器热水从排气管流失浪费的弊端，大大提高热水的利用率，是对太阳能热水器水、气循环系统设计思路的重要改进和突破。
文档编号F24J2/46GK2854447SQ20052003132
公开日2007年1月3日 申请日期2005年7月22日 优先权日2005年7月22日
发明者缪兴中, 吴明阳, 马晓春, 蒋逢春, 吴杰, 陈鹏 申请人:郑州轻工业学院