专利名称：太阳能热水器系统节水防冻装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能热水器系统的组成装置，特别涉及非封闭式太阳能 热水器系统中的节水防冻装置。
背景技术：
目前所见，非封闭式太阳能热水器系统的热水器储水箱几乎都是被安装于 用户住宅的屋顶上，因其热水的取用是靠具有高低落差的位能来实现的。整个 系统的各组件须由室外、室内管道连接而成，如不采取其它措施、管道中始终 留存有水。故用户需使用热水时，都先要放掉管道中的冷水，才能获得来自于 热水器储水箱中的热水，且使用完毕，管道中的热水又渐变为与环境温度相应 的冷水。每次这样的重复过程，不仅浪费水资源、同时也浪费热能。特别是，
当冬季环境温度经常低于o'c时，室外管道中的水又不可避免地会结冰，导致管
道"冻堵"，即使热水器储水箱中有热水也不能流至室内使用，严重时管道还被 冻裂。针对上述存在问题，我国太阳能热水器的生产企业都在寻求将管道排空 的技术解决方案，以下专利技术具有代表性。
中国专利公告号CN20096172Y公开了一种"太阳能热水器新型排空阔"，该 技术方案是在球阀下安装与大气相通的单向阀，以实现管道中水的排空。该排 空阀原理上能达到管道排空的目的，但在使用过程中发现了它的不足之处，如 用户反应安装阀后用水不够畅通；因管道中水排不尽、冬季仍有冻堵现象；取 用热水时、有时水下不来等。分析其原因，是单向阀通径受限及其性能不太可 靠所致，.在向储水箱进水时，单向阀会有水渗漏，冬季容易冻结而丧失排空功 能；在取用热水时、管道中热气体上升，单向阀排不掉，导致气堵用不上水。
中国专利公告号CN2833280，公开了一种"太阳能热水器管道排空阀"，该 技术方案是通过电磁线圈产生与永磁体极性相同的磁场而产生相互排斥力，推
动阀体中活塞运行，使管道与大气相通而进行管道排空的。经实际使用该技术 也存在以下缺陷排空需要通电， 一旦瞬时停电功能失效；热水所结水垢会影 响活塞体移动运行的可靠性；且永磁体随着时间的推移，其磁场衰弱最终影响的塑料通气软管除安装不方便外，长时间浸泡在 热水中也易造成水质污染等。
由此可见，太阳能热水器的生产企业都把主要精力是放在阀的功能性和可 靠性改进的研究上，而这些改进至今并未取得人们预想的效果。 发明内容
本实用新型是基于对太阳能热水器整体系统进行研究，提出的一种太阳能 热水器系统节水防冻装置。该装置是通过改变系统组成件的构成及其连接方式， 实现所述管道排空，以达到太阳能热水器系统的节水防冻目的。
本实用新型的技术解决方案
本实用新型的节水防冻装置，设置于由储水箱、电动控制阀、智能控制器、 温度传感器及室内外连接管、阀组成的太阳能热水器系统内。该装置主要由电 动控制阀及其旁路导气管组合构成，位于储水箱下方，其中，电动控制阀其上、 下端口连接于储水箱进出水主管道(以下简称主管道)之中，旁路导气管的下 端口与电动控制阀下端口相连相通；其上端口从电动控制阀上端的主管道中穿
越、进入储水箱中，且其端口出露在储水箱水体的溢流面之上，并通过储水箱 的溢流管与大气相通。
本实用新型的进一步技术解决方案
(1) 电动控制阀的上、下端口分别设置有上、下连接器，上连接器的上端 与储水箱进出水口连接，下连接器的下端与主管道相连接；旁路导气管的下端 口与下连接器相连相通，其上端口从上连接器中穿越、进入储水箱中，且其端 口出露在储水箱水体的溢流面之上，并通过储水箱的溢流管与大气相通。
(2) 在主管道的室内最低处设置放水电动阀；
(3) 在主管道的室外段上设置温度传感器。 本实用新型的有益效果
(一)本实用新型取消现有技术的采用阀体实现系统管道排空的结构，设 计与电动控制阀并联的旁路导气管，经试验使用，在零下25"C的环境条件下也 能确保管道不被冻结，其排空功能更可靠，有效地解决了现有排空阀通径小、 使用时易产生气堵水流不畅，或进水时易渗漏、管道排水不尽，仍会产生冻堵 等问题。(二) 本实用新型在室内主管道的最低处设置有放水电动阀，在室外管道上设置有温度传感器，且由智能控制器根据人们的使用要求、环境温度、电动控制阀的状态进行识别和控制，可确保太阳能热水器不使用时或环境温度较低状态下、系统的管道中无水，管道不被冻结，又能做到阀一打开就有热水流淌供给，既节水又节能，用户使用十分方便。
(三) 本实用新型电动控制阀可采用上下连接器装配式与系统主管道及旁路导气管连接，易于安装、维护，也有利于采取保温措施。
(四) 本实用新型所设计的旁路导气管或为金属材质、或为橡胶材质，能分段设计制造，且上端口为斜面设置、能有效防止杂物停滞堵塞旁路导气管，性能可靠、故障率低、使用寿命长。
图1为本实用新型基本组成的结构示意图；图2为本实用新型电动控制阀设置有上下连接器结构示意图；图3为本实用新型组成件旁路导气管分段实施例一的结构示意图；图4为本实用新型组成件旁路导气管分段设置实施例二的结构示意图；图5为本实用新型组成件旁路导气管分段设置实施例三的结构示意图；图6为本实用新型组成件电动控制阀与上下连接器连接方式实施例的结构示意图7为本实用新型电动控制阀与旁路导气管整体组合，并采用保温措施的实施例结构示意图。
具体实施方式
如图l、 2所示，为本实用新型的基本组成结构。所述的节水防冻装置，设置于由储水箱1、电动控制阀2、智能控制器3、放水电动阀4、温度传感器5及室内外连接管、阀组成的太阳能热水器系统内。该装置主要由电动控制阀2和旁路导气管6组合构成，位于储水箱l的下方。电动控制阀2的上、下端口分别设置有上连接器21、下连接器22，上连接器的上端与储水箱进出水口 11连接，下连接器的下端与主管道7相连接；旁路导气管的下端口61与下连接器相连相通，其上端口 62从上连接器中穿越、进入储水箱中，且其端口出露在储水箱水体的溢流面12之上，并通过储水箱的溢流管13与大气相通。旁路导气管的上端口621呈斜面，出露在储水箱水体的溢流面12上的5-10毫米处。另电动控制阀2所设置的内腔为直通孔，其优选内径范围为12-14毫米；旁路导气管选择铜管或者不锈钢的金属管，且外径不大于8毫米，内径在2-6毫米之间。本实用新型在用户室内(图中以虚线框表示)的进出水主管道7的最低处设置放水电动阀4。此外，室内还设有管道闸阀71、热水开关72、冷水调节开关73和用水器具74，智能控制器3安装在室内壁面的恰当位置。为了准确把握系统连接管道的温度，室外进出水主管道7上设置有温度传感器5。另本实用新型的电动控制阀2、放水电动阀4、温度传感器5均受控于智能控制器3,实施系统管道水路的通达和排放。
如图3所示，为本实用新型的节水防冻装置组成件旁路导气管6为分段设置、安装的实施例一。图中可见，旁路导气管6分为上下两段，上段63、下段64，两者通过套管65焊接而成一体。
如图4所示，为本实用新型的节水防冻装置组成件旁路导气管6为分段设置、安装的实施例二。该实施例中，旁路导气管的上端段66从上连接器21中穿越至溢流面之上的管段为金属管、旁路外管段67为橡胶管，橡胶管的上端与金属管外伸出接口连接，橡胶管的下端与下连接器22外伸出接口连接，连接处采用卡簧紧固。
如图5所示，为本实用新型的节水防冻装置组成件旁路导气管6为分段设置、安装的实施例三。该实施例中，旁路导气管由分体的L型金属管68和U型金属管69组成，L型金属管从上连接器21中穿越至溢流面之上；U型金属管的两端作90度翻边，与上下连接器各设置的中心开设通孔的外伸螺纹接口通过螺母连接，连接处以橡胶密封件压紧。
如图6所示，为本实用新型的节水防冻装置的组成件电动控制阀与上、下连接器连接方式的实施例。该实施例中，电动控制阀2的上下两端分别开设定位凹糟，凹糟内设置橡胶密封件。上下连接器上均设置有凸耳24、凸肩25,凸耳上开设通孔，凸肩与凹糟相应贴合。螺栓26穿过凸耳所开通孔将上、下连接
器与电动控制阀紧固。
如图7所示，该实施例中，在上连接器外设置定位件27，并将电动控制阀、上、下连接器、旁路导气管等部件置于外壳28内作限位固定，在储水箱的出入水口 11的保温层处设置凹糟，与凹糟相应部位的外壳上设置凸肩，保温材料8充填于各组成部件之间。所述的保温材料为聚氨酯发泡体。
以
以下结合附图，简述本实用新型功能的实施过程
(一) 系统向储水箱l进水
打开管道闸阀71和按动智能控制器关闭放水电动阔4、打开电动控制阀2，
自来水沿着管道进入下连接器22，分两路进入热水器储水箱，其中大部分水通过电动控制阀、上连接器进入储水箱；小部分水是通过旁路导气管进入储水箱。
(二) 将系统进出水主管道7排空
当储水箱的水位达溢流控制水面时，关闭管道闸阀71、按动智能控制器关闭电动控制阀2，打开放水电动阀4，进出水主管道中的水排入下水道，空气从储水箱溢流口进入，经旁路导气管6充盈主管道。
(三) 从室内用水器具74取用热水
按动智能控制器，打开电动控制阀2、关闭放水电动阀4、打开热水开关72，储水箱中的热水在重力作用下进入进出水主管道7，供用水器具74取用。
(四) 系统的低温防冻
当冬季来临系统的环境温度较低时，安装在进出水主管道上的温度传感器5所感受的温度有可能结冰(0°C)时，智能控制器将发出指令，关闭电动控制阀2，同时打开放水电动阀4进行主管道中水的排空，从而保证系统在南北方寒冷的冬季里，管道不发生冻堵、更不会被冻裂，并能有热水正常使用。
(五) 系统的节水功能
系统每次向储水箱1进水时，只需进行一次排空，其后多次使用时，只要打开电动控制阀2就有热水流下来，当关闭电动控制阀，管道中的热水基本用尽，管道中无冷水，做到真正意义上的"一开就有热水"，节水又节能。
综上，本实用新型达到了预期的发明目的。
权利要求1、太阳能热水器系统节水防冻装置，设置于由储水箱(1)、电动控制阀(2)、智能控制器(3)、温度传感器(5)及室内外连接管、阀组成的太阳能热水器系统内，其特征在于该装置主要由电动控制阀(2)及其旁路导气管(6)组合构成，位于储水箱下方，其中，电动控制阀其上、下端口连接于储水箱进出水主管道之中，旁路导气管的下端口与电动控制阀下端口相连相通；其上端口从电动控制阀上端的主管道中穿越、进入储水箱中，且其端口出露在储水箱水体的溢流面(12)之上，并通过储水箱的溢流管(13)与大气相通。
2、 根据权利要求l所述的太阳能热水器系统节水防冻装置，其特征在于 所述电动控制阀的上、下端口分别设置有上连接器(21)、下连接器(22)，上 连接器的上端与储水箱进出水口 (11)连接，下连接器的下端与进出水主管道 相连接；旁路导气管的下端口与下连接器相连相通，其上端口从上连接器中穿 越、进入储水箱中，且其上端口 (621)呈斜面出露在储水箱水体的溢流面(12) 上5-10毫米处，并通过储水箱的溢流管与大气相通。
3、 根据权利要求l所述的太阳能热水器系统节水防冻装置，其特征在于 所述太阳能热水器系统中还设置有放水电动阔(4)，位于储水箱进出水主管道(7)的室内最低处；所述温度传感器(5)设置在储水箱进出水主管道(7)的 室外段上。
4、 根据权利要求l所述的太阳能热水器系统节水防冻装置，其特征在于 所述电动控制阀(2)所设置的内腔为直通孔，所设置的内腔直通孔的内径为 12-14毫米。
5、 根据权利要求1所述的太阳能热水器系统节水防冻装置，其特征在于旁路导气管选择铜或不锈钢的金属管、或橡胶管；或为整体设置、或为分体设 置，且其外径不大于8毫米，内径在2-6毫米之间。
6、 根据权利要求5所述的太阳能热水器系统节水防冻装置，其特征在于 所述旁路导气管分为上下两段，上段(63)、下段(64)，两者通过套管(65) 焊接而成一体。
7、 根据权利要求5所述的太阳能热水器系统节水防冻装置，其特征在于旁路导气管的上端段(66)从上连接器21中穿越至溢流面之上的管段为金属管、 旁路外管段(67)为橡胶管，橡胶管的上端与金属管外伸出接口连接，其下端 与下连接器(22)外伸出接口连接，连接处采用卡簧紧固。
8、 根据权利要求5所述的太阳能热水器系统节水防冻装置，其特征在于-所述旁路导气管由分体的L型金属管(68)和U型金属管(69)组成，L型金属 管从上连接器(21)中穿越至溢流面之上；U型金属管的两端作90度翻边，与 上下连接器各设置的中心开设通孔的外伸螺纹接口通过螺母连接，连接处以橡 胶密封件压紧。
9、 根据权利要求2所述的太阳能热水器系统节水防冻装置，其特征在于 所述电动控制阀与上、下连接器连接方式是电动控制阀(2)的上下两端分别开 设定位凹糟，凹糟内设置橡胶密封件，上下连接器上均设置有凸耳(24)、凸肩(25)，凸耳(24)上开设通孔，凸肩与凹糟相应贴合，螺栓(26)穿过凸耳所开通孔，将上、下连接器与电动控制阀紧固。
10、 根据权利要求2所述的太阳能热水器系统节水防冻装置，其特征在于 所述上连接器外设置定位件(27)，并将电动控制阀、上下连接器、旁路导气管 等部件置于外壳(28)内作限位固定，在储水箱的出入水口 (11)的保温层处 设置凹糟，与凹糟相应部位的外壳上设置凸肩，保温材料(8)充填于各组成部 件之间。
专利摘要本实用新型涉及非封闭式太阳能热水器系统中的节水防冻装置。该装置主要由电动控制阀及其旁路导气管组合构成，位于储水箱下方。电动控制阀其上、下端口连接于储水箱进出水主管道之中，或在电动控制阀的上下端设置上、下连接器分别连接储水箱进出水口及进出水主管道；旁路导气管的下端口与电动控制阀下端进出水主管道或下连接器相连相通；其上端口从电动控制阀上端的主管道或上连接器中穿越、进入储水箱中，且其端口出露在储水箱水体的溢流面之上，并通过储水箱的溢流管与大气相通。本实用新型不仅使管道排空功能更可靠，冬季管道不会被冻结，又能做到阀一打开就有热水供给，因而系统节水、防冻效果更好；且故障率低、使用寿命长。有效地解决了现有排空阀通径小、易产生气堵水流不畅，或易渗漏、仍会产生冻堵等问题。
文档编号F24J2/46GK201281482SQ20082015990
公开日2009年7月29日 申请日期2008年9月22日 优先权日2008年9月22日
发明者冯其宝, 陈中苏, 烈 马 申请人:淮安英硕能源设备有限公司