专利名称：瞬时承压太阳能热水系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于太阳能热利用领域，涉及一种瞬时承压太阳能热水系统。
背景技术：
目前，太阳能热水系统主要分为承压式和非承压式热水系统。非承压式热水系统 在集热过程和供水过程均处于开放式非承压状态，用水主要依靠重力或循环泵供水，该系 列热水系统主要缺点为出水不稳定，出水压力、流量波动较大，造成混水稳定性差，但该系 列系统成本低廉、可靠性高而得到广泛应用。承压式热水系统在集热和供水过程中均处于封闭式承压状态，供水主要依靠自来 水顶水供水，该系列热水器供水压力、流量稳定，与非承压系统比较，出水压力和流量更大， 但该系统结构复杂，成本高，对系统的安全性由较高的要求，尤其是部分系统直接连接到自 来水管网中，受管网压力的变化影响较大，影响系统的使用寿命。而在实际使用过程中，真 正需要带压供水时间是很少的，尤其对于单套家用太阳能热水系统而言，全天用水累积时 间一般在3个小时以内，只有在这个时间范围内，太阳能热水系统处于承压运行状态，而其 他不用水的时间，系统仍处于承压状态，造成系统功能浪费，影响了系统的安全性、可靠性、 复杂性，导致系统复杂、成本高、相对使用寿命，造成不必要的浪费和质量过剩。
发明内容为了解决现有太阳能热水系统存在的承压和非承压不能兼顾的问题，本实用新型 提出一种瞬时承压太阳能热水系统。本实用新型的技术方案是一种瞬时承压太阳能热水系统，包括双联动阀门和储热水箱、储热水箱的进水口 通过双联动阀门的进水通路与自来水连接，其特征在于在所述的储热水箱的顶端设有出 水排气口，并与一个三通阀门的入口连接，该三通阀门的另外两端分别为排气补气口和出 水口，该出水口通过双联动阀门的出水通路与用水点连接；在该三通阀门的入口装有水位 水流传感器，该水位水流传感器的信号输出端通过一控制器与所述的三通阀门的控制端连 接。在所述的双联动阀门的出水通路的前端装有一套回路冷水回收再利用装置，该回 路冷水回收再利用装置包括回收控制器、温度传感器、回收三通阀门、水位传感器、阀门、混 水器和储水箱，回收三通阀门的两端串联在所述的双联动阀门的出水通路与用水点之间， 该回收三通阀门的第三端与储水箱上端的进水口连接，该储水箱下端的出水口通过阀门与 混水器的一端连接，该混水器的另外两端串联在所述的双联动阀门的进水通路的自来水入 口上；在所述的双联动阀门的出水通路内装有温度传感器，在该储水箱内装有水位传感器； 该温度传感器、水位传感器分别与该回收控制器的不同输入端连接，该回收控制器的不同 输出端分别与所述的回收三通阀门和阀门的控制端连接；该回收控制器与所述的控制器独 立设置或合并为一体。
4[0008]在所述的双联动阀门的出水通路的后端装有一套回路冷水回收再利用装置，该回 路冷水回收再利用装置包括回收控制器、温度传感器、回收三通阀门、水位传感器、阀门、混 水器和储水箱，回收三通阀门的两端串联在所述的双联动阀门的出水通路与所述的三通阀 门的出水口之间，该回收三通阀门的第三端与储水箱上端的进水口连接，该储水箱下端的 出水口通过阀门与混水器的一端连接，该混水器的另外两端串联在所述的双联动阀门的进 水通路的自来水入口上；在所述的出水通路内装有温度传感器，在该储水箱内装有水位传 感器；该温度传感器、水位传感器分别与该回收控制器的不同输入端连接，该回收控制器的 不同输出端分别与所述的回收三通阀门和阀门的控制端连接；该回收控制器与所述的控制 器独立设置或合并为一体。在所述的储热水箱的内胆上通过楔形集热管密封结构安装全玻璃真空太阳能集热管。所述的楔形集热管密封结构为前置式楔形全玻璃真空集热管密封结构，包括前置 楔形集热管、前置密封圈、水箱内胆和楔形自锁结构，在前置楔形集热管的前端的缩径的颈 部外侧设有楔形自锁结构，在该前置楔形集热管的前端的缩径的颈部与水箱内胆之间安装 前置密封圈，在该前置密封圈的外侧设有与该水箱内胆安装口边缘对应的凹槽，在该前置 密封圈的内侧设有能够卡入所述的楔形自锁结构后端卡槽内的台肩。 在该前置密封圈的内侧设有B形凹凸结构。所述的楔形集热管密封结构为后置式楔形全玻璃真空集热管密封结构，包括后 置楔形集热管、后置密封圈、水箱内胆和后置楔形自锁结构，在后置楔形集热管的前部的外 侧设有后置楔形自锁结构，在该后置楔形集热管的前部与水箱内胆之间安装后置密封圈， 在该后置密封圈的外侧设有与该水箱内胆安装口边缘对应的凹槽，在该后置密封圈的内侧 设有能够卡入所述的后置楔形自锁结构后端的后台肩。在该后置密封圈的内侧设有B形凹凸结构。一种瞬时承压太阳能热水系统，包括双联动阀门和储热水箱、储热水箱的进水口 通过双联动阀门的进水通路与自来水连接，储热水箱的出水口通过双联动阀门的出水通路 与用水点连接，其特征在于在所述的储热水箱顶端设有排气口，在该出水排气口装有排气 阀门；在该储热水箱的进水口装有驱动水流传感器，该驱动水流传感器的信号输出端通过 一控制器与所述的排气阀门的控制端连接。采取上述技术方案后，在系统集热过程中，整个系统处于开放式非承压状态，在此 时间内，系统处于非承压状态，与承压运行系统比较，对系统的耐压要求要低得多，系统安 全性和可靠性也要低的多，系统不受自来水管网的压力影响。当系统供水时，系统处于封闭 状态，在自来水的驱动下，系统向各个供水口供水。此时，虽然系统内部处于封闭状态，但由 于系统通过供水口与外界联通，这样系统内部仍处于半开放式状态，系统内的压力远小于 处于完全封闭状态的承压式太阳能热水系统内部的压力，系统安全性，可靠性远高于承压 式太阳能热水系统，但结构复杂性、成本要低于承压式太阳能热水系统。由此可见，瞬时承压太阳能热水系统兼有非承压系统的非承压集热特征和承压系 统的低压供水特征，将非承压和承压式太阳能热水系统的优点完美的结合在一起，形成一 套高质量、低成本、大众化，可规模化生产的新型太阳能热水系统。
图1是本实用新型的一种瞬时承压太阳能热水系统的实施例构成示意图；图2是本实用新型的一种回路冷水可回收式瞬时承压太阳能热水系统实施例构 成示意图；图3是本实用新型的一种溢流可回收式瞬时承压太阳能热水系统实施例构成示 意图；图4是本实用新型的一种楔形结构集热管瞬时承压太阳能热水系统实施例构成 示意图；图5是图4中A处的前置式楔形集热管密封结构示意图；图6是本实用新型的后置式楔形集热管密封结构示意图；图7是本实用新型的另一种瞬时承压太阳能热水系统的实施例构成示意图。附图标记说明1双联动阀门，2储热水箱，3出水排气口，4控制器，5三通阀门1，6排气补气口，7 出水口，8水位水流传感器，9联动手柄，10调温手柄，11用水点，12前置楔形集热管，13前 置密封圈，14水箱内胆，15楔形自锁结构1，16楔形自锁结构2，17后置密封圈，18后置楔形 集热管，19回收控制器，20温度传感器，21回收三通阀门，22水位传感器，23阀门，24混水 器，25储水箱，26驱动水流传感器，27自来水入口，28热水出口，29、B形凹凸结构，30前置 或后置密封圈外侧的凹槽，31排气阀门，32排气口。
具体实施方式
实施例1如图1所示，为一种瞬时承压太阳能热水系统，该热水系统包括双联动阀门1和储 热水箱2、储热水箱2的进水口通过双联动阀门1的进水通路与自来水连接。所述的储热水 箱2的出水排气口 3与一个三通阀门5的入口连接，该三通阀门5的另外两端分别为排气 补气口 6和出水口 7，该出水口 7通过双联动阀门1的出水通路与用水点11连接；在该三 通阀门5的入口装有水位水流传感器8，该水位水流传感器8的信号输出端通过一控制器4 与所述的三通阀门5的控制端连接。当系统处于非供水状态时，双联动阀门1关闭，三通阀门5的排气补气口 6打开， 出水口 7关闭，系统处于非承压状态，此时系统也可以进行集热，实现太阳能热水系统的非 承压集热。当太阳能热水系统需要向用水点11供水时，旋转双联动阀门1的联动手柄9，同时 打开自来水入口 27和热水出口 28，自来水通过双联动阀门1进入储热水箱2。当储热水箱 2中的水达到水流水位传感器8时，控制器4检测到水位水流传感器信号，控制三通阀门1， 关闭排气补气口 6，打开出水口 7，太阳能热水系统处于封闭式承压运行状态。太阳能热水 系统中的储热水箱2中的热水在自来水的作用下，向用水点11供水。太阳能热水系统在向用水点供水时，虽然系统是封闭状态，但由于用水点11始终 在出水，所以，系统内的压力要远小于全封闭状态的压力。同时，由于双联动阀门1的作用， 使进入储热水箱2的进水和出水相同，进一步减小系统内的压力。而且，系统始终是在自 来水压力下向用水点11供水，因此，用水压力大，流量稳定。[0031]通过双联动球阀1中的调温手柄10和联动手柄9配合使用可进行用水点11水温 和流量的调节。当太阳能热水系统停止向用水点11供水时，关闭双联动阀门1，自来水停止向系 统供水，同时系统停止向用水点11供水。此时，水流水位传感器8检测信号，向控制器4输 出信号，通过控制器4控制三通阀门5，打开排气补气口 6，关闭出水口 7，太阳能热水系统处 于与外部联通，保证系统内部压力和外部相同，实现系统非用水状态下的非承压状态。实施例2如图2所示，为一种回路冷水可回收式瞬时承压太阳能热水系统。该系统与实施例1所述的瞬时承压太阳能热水系统的不同之处在于在所述的双 联动阀门1的出水通路的前端装有一套回路冷水回收再利用装置，该回路冷水回收再利用 装置包括回收控制器19、温度传感器20、回收三通阀门21、水位传感器22、阀门23、混水器 24和储水箱25，回收三通阀门21的两端串联在所述的双联动阀门1的出水通路与用水点 11之间，该回收三通阀门21的第三端与储水箱25上端的进水口连接，该储水箱25下端的 出水口通过阀门23与混水器24的一端连接，该混水器24的另外两端串联在所述的双联动 阀门1的进水通路的自来水入口 27上；在所述的双联动阀门1的出水通路内装有温度传感 器20，在该储水箱25内装有水位传感器22 ；该温度传感器20、水位传感器22分别与该回 收控制器19的不同输入端连接，该回收控制器19的不同输出端分别与所述的回收三通阀 门21和阀门23的控制端连接；该回收控制器19与实施例1的控制器4合并为一体(或独 立设置)。当系统如实施例1所述向供水点供水时，回收三通阀门(电磁阀)21与用水点11 连接口关闭，与储水箱25的连接口打开，系统回路中的冷水回流到储水箱25。当温度传感 器20检测到设定温度信号时，回收三通阀门21与用水点11连接口打开，与储水箱25的连 接口关闭，系统的中热水箱用水点供水。当储水箱25中水位传感器22的检测到水箱中的水位高于设定值时，控制器19打 开阀门23，与储水箱25中的水在混水器24的作用下，和自来水一起向系统供水。系统增加回路冷水可回收装置的优点在于可以将回路中的冷水收集再利用，起 到节水的作用。实施例3如图3所示，为一种溢流可回收式瞬时承压太阳能热水系统。该系统与实施例1所 述的瞬时承压太阳能热水系统的不同之处在于在所述的双联动阀门1的出水通路的后端 装有一套回路冷水回收再利用装置，该回路冷水回收再利用装置包括回收控制器19、温度 传感器20、回收三通阀门(电磁阀)21、水位传感器22、阀门(电磁阀)23、混水器24和储 水箱25，回收三通阀门21的两端串联在所述的双联动阀门1的出水通路与所述的三通阀门 5的出水口 7之间，该回收三通阀门21的第三端与储水箱25上端的进水口连接，该储水箱 25下端的出水口通过阀门23与混水器24的一端连接，该混水器24的另外两端串联在所述 的双联动阀门1的进水通路的自来水入口 27上；在所述的出水通路内装有温度传感器20， 在该储水箱25内装有水位传感器22 ；该温度传感器20、水位传感器22分别与该回收控制 器19的不同输入端连接，该回收控制器19的不同输出端分别与所述的回收三通阀门21和 阀门23的控制端连接；该回收控制器19与所述的控制器4合并为一体(或独立设置)。[0041]当系统处于非承压集热状态时，系统储热水箱内的水受热膨胀，向外部溢流，此时 三通阀门5出水口打开，回收三通阀门21与用水点11连接口关闭，与储水箱25的连接口 打开，系统回路中的冷水和储热水箱2溢流的部分水回流到储水箱25。当系统如实施例1所述向供水点供水时，三通阀门21与用水点11连接口关闭，与 储水箱25的连接口打开，系统回路中的冷水回流到储水箱25。当温度传感器20检测到设 定温度信号时，回收三通阀门21与用水点11连接口打开，与储水箱25的连接口关闭，系统 的中热水箱用水点供水。当储水箱25中水位传感器22的检测到水箱中的水位高于设定值时，控制器打开 阀门23，与储水箱25中的水在混水器24的作用下，和自来水一起向系统供水。系统增加溢流可回收装置的优点在于可以将回路中的冷水和系统中储热水箱因 集热膨胀溢流的水收集再利用，起到节水的作用。实施例4如图4 图6所示，为一种楔形结构集热管瞬时承压太阳能热水系统，与图1所示 的一种瞬时承压太阳能热水系统1的不同之处在于，在所述的储热水箱2的内胆上通过楔 形集热管密封结构A安装全玻璃真空太阳能集热管，其他部分完全相同。瞬时承压太阳能 热水系统在非承压状态时，储热水箱内压力很小，当系统处于承压运行状态时，虽然系统通 过用水点与外部联通，但系统仍存在一定压力，太阳能热水系统中的集热管若采用常规非 承压系统安装方式，在多次压力作用下，集热管可能脱离系统而使系统失效。当系统采用楔 形结构全玻璃真空太阳集热管时，由于楔形全玻璃真空太阳集热管具有自锁结构而能够承 受一定压力，确保系统的安全。参见图5，所述的楔形集热管密封结构A为前置式楔形全玻璃真空集热管密封结 构，包括前置楔形集热管12、前置密封圈13、水箱内胆14和楔形自锁结构15，在前置楔形集 热管12的前端的缩径的颈部外侧设有楔形自锁结构15，在该前置楔形集热管12的前端的 缩径的颈部与水箱内胆14之间安装前置密封圈13，在该前置密封圈13的外侧设有与该水 箱内胆14安装口边缘对应的凹槽30，在该前置密封圈13的内侧设有能够卡入所述的楔形 自锁结构15后端卡槽内的台肩131。当前置楔形集热管12插入水箱2时，前置密封圈13的前端台肩131向外变形，当 前置楔形集热管12的楔形自锁结构15通过台肩131后，台肩131恢复到初始状态，楔形自 锁结构15卡在密封圈的台肩131上，实现集热管的自锁。在该前置密封圈13的内侧还设有B形凹凸结构29。参见图6，所述的楔形集热管密封结构A为后置式楔形全玻璃真空集热管密封结 构，包括后置楔形集热管18、后置密封圈17、水箱内胆14和后置楔形自锁结构16，在后置楔 形集热管18的前部的外侧设有后置楔形自锁结构16，在该后置楔形集热管18的前部与水 箱内胆14之间安装后置密封圈17，在该后置密封圈17的外侧设有与该水箱内胆14安装口 边缘对应的凹槽30，在该后置密封圈17的内侧设有能够卡入所述的后置楔形自锁结构16 后端的后台肩171。当后置楔形集热管18插入水箱2时，后置密封圈17的后端台肩171向外变形，当 楔后置楔形集热管18的楔形自锁结构16通过台肩171后，台肩恢复到初始状态，楔形自锁 结构16卡在密封圈的台肩171上，实现集热管的自锁。
8[0052]还可在后置密封圈17的内侧设有B形凹凸结构29进行密封。所述楔形集热管可以是双(三)层同轴全玻璃真空太阳集热管，也可是热管式全 玻璃真空太阳集热管。系统采用的集热管除普通(或楔形)双(三)层层同轴全玻璃真空太阳集热管、 热管式全玻璃真空太阳集热管外，也可以采用金属热管结构全玻璃真空太阳集热管。实施例5如图7所示，为另外一种瞬时承压太阳能热水系统，包括双联动阀门1和储热水箱 2、储热水箱2的进水口通过双联动阀门1的进水通路与自来水连接，储热水箱2的出水口 7通过双联动阀门1的出水通路与用水点11连接，其特征在于在所述的储热水箱2顶端 设有排气口 32，在该排气口 32装有排气阀门31 ；在该储热水箱2的进水口装有驱动水流传 感器26，该驱动水流传感器26的信号输出端通过一控制器4与所述的排气阀门31的控制 端连接。该系统与实施例1所述系统不同之处在于该系统将实施例1的出水口 7和排气 补气口 3分开使用。当系统向用水点供水时，双联动阀门1打开，自来水向系统储热水箱2供水，同时 驱动水流传感器26，控制器关闭排气阀31，使系统处于封闭状态，实现承压供水。当系统停止向用水点供水时，双联动阀门关闭，排气阀31打开，系统处于非承压 状态。该系统也实现了用水时承压运行，非用水时非承压运行。
权利要求一种瞬时承压太阳能热水系统，包括双联动阀门和储热水箱、储热水箱的进水口通过双联动阀门的进水通路与自来水连接，其特征在于在所述的储热水箱的顶端设有出水排气口，并与一个三通阀门的入口连接，该三通阀门的另外两端分别为排气补气口和出水口，该出水口通过双联动阀门的出水通路与用水点连接；在该三通阀门的入口装有水位水流传感器，该水位水流传感器的信号输出端通过一控制器与所述的三通阀门的控制端连接。
2.根据权利要求1所述的瞬时承压太阳能热水系统，其特征在于在所述的双联动阀 门的出水通路的前端装有一套回路冷水回收再利用装置，该回路冷水回收再利用装置包括 回收控制器、温度传感器、回收三通阀门、水位传感器、阀门、混水器和储水箱，回收三通阀 门的两端串联在所述的双联动阀门的出水通路与用水点之间，该回收三通阀门的第三端与 储水箱上端的进水口连接，该储水箱下端的出水口通过阀门与混水器的一端连接，该混水 器的另外两端串联在所述的双联动阀门的进水通路的自来水入口上；在所述的双联动阀门 的出水通路内装有温度传感器，在该储水箱内装有水位传感器；该温度传感器、水位传感器 分别与该回收控制器的不同输入端连接，该回收控制器的不同输出端分别与所述的回收三 通阀门和阀门的控制端连接；该回收控制器与所述的控制器独立设置或合并为一体。
3.根据权利要求1所述的瞬时承压太阳能热水系统，其特征在于在所述的双联动阀门的出水通路的后端装有一套回路冷水回收再利用装置，该回路冷 水回收再利用装置包括回收控制器、温度传感器、回收三通阀门、水位传感器、阀门、混水器 和储水箱，回收三通阀门的两端串联在所述的双联动阀门的出水通路与所述的三通阀门的 出水口之间，该回收三通阀门的第三端与储水箱上端的进水口连接，该储水箱下端的出水 口通过阀门与混水器的一端连接，该混水器的另外两端串联在所述的双联动阀门的进水通 路的自来水入口上；在所述的出水通路内装有温度传感器，在该储水箱内装有水位传感器； 该温度传感器、水位传感器分别与该回收控制器的不同输入端连接，该回收控制器的不同 输出端分别与所述的回收三通阀门和阀门的控制端连接；该回收控制器与所述的控制器独 立设置或合并为一体。
4.根据权利要求1所述的瞬时承压太阳能热水系统，其特征在于在所述的储热水箱的内胆上通过楔形集热管密封结构安装全玻璃真空太阳能集热管。
5.根据权利要求4所述的瞬时承压太阳能热水系统，其特征在于所述的楔形集热管 密封结构为前置式楔形全玻璃真空集热管密封结构，包括前置楔形集热管、前置密封圈、水 箱内胆和楔形自锁结构，在前置楔形集热管的前端的缩径的颈部外侧设有楔形自锁结构， 在该前置楔形集热管的前端的缩径的颈部与水箱内胆之间安装前置密封圈，在该前置密封 圈的外侧设有与该水箱内胆安装口边缘对应的凹槽，在该前置密封圈的内侧设有能够卡入 所述的楔形自锁结构后端卡槽内的台肩。
6.根据权利要求5所述的瞬时承压太阳能热水系统，其特征在于在该前置密封圈的 内侧设有B形凹凸结构。
7.根据权利要求4所述的瞬时承压太阳能热水系统，其特征在于所述的楔形集热管 密封结构为后置式楔形全玻璃真空集热管密封结构，包括后置楔形集热管、后置密封圈、水 箱内胆和后置楔形自锁结构，在后置楔形集热管的前部的外侧设有后置楔形自锁结构，在该后置楔形集热管的前部与水箱内胆之间安装后置密封圈，在该后置密封圈的外侧设有与 该水箱内胆安装口边缘对应的凹槽，在该后置密封圈的内侧设有能够卡入所述的后置楔形 自锁结构后端的后台肩。
8.根据权利要求7所述的瞬时承压太阳能热水系统，其特征在于在该后置密封圈的 内侧设有B形凹凸结构。
9.一种瞬时承压太阳能热水系统，包括双联动阀门和储热水箱、储热水箱的进水口通 过双联动阀门的进水通路与自来水连接，储热水箱的出水口通过双联动阀门的出水通路与 用水点连接，其特征在于在所述的储热水箱顶端设有排气口，在该出水排气口装有排气阀 门；在该储热水箱的进水口装有驱动水流传感器，该驱动水流传感器的信号输出端通过一 控制器与所述的排气阀门的控制端连接。
专利摘要一种瞬时承压太阳能热水系统，包括双联动阀门和储热水箱、储热水箱的进水口通过双联动阀门的进水通路与自来水连接。所述的储热水箱的出水口与一个三通阀门的入口连接，该三通阀门的另外两端分别为排气补气口和出水口，该出水口通过双联动阀门的出水通路与用水点连接；在该三通阀门的入口装有水位水流传感器，该水位水流传感器的信号输出端通过一控制器与所述的三通阀门的控制端连接。本实用新型兼有非承压系统的非承压集热特征和承压系统的低压供水特征，将非承压和承压式太阳能热水系统的优点完美的结合在一起，形成一套高质量、低成本、大众化、可规模化生产的新型太阳能热水系统。
文档编号F24J2/40GK201688593SQ201020106959
公开日2010年12月29日 申请日期2010年2月1日 优先权日2010年2月1日
发明者吴振一, 张国平, 韩成明 申请人:北京华业阳光新能源有限公司