专利名称：一种分仓全自动太阳能热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种分仓全自动太阳能热水器，尤其是一种能实现自动进水、分 仓储水、压差透气的太阳能热水器，属于太阳能利用技术领域。
背景技术：
现有的太阳能热水器主要由太阳能集热群和单一的内桶体为储水箱构成，桶体内 装有水位、水温合为一体的传感器，靠手动进水或在进水口串接有电磁阀，换气是直通室外 的透气管。所述的太阳能集热群由多根太阳能集热管的一端插入储水箱，利用冷水下沉热 水上浮的原理工作；所述的水位器是探测储水箱中的水位高低，它将信号送给控制仪，通过 对电磁阀的通电、断电来进行控制进水量；所述的水温、水位是传感储水箱中的温度，它将 温度信号传递给控制仪显示数值；所述的透气管是当储水箱中温度过高产生蒸气及进水 时的气体能排出、储水箱出水时能进入外界空气而设置。使用时，冷水先放进储水箱再灌 入多根并联着的太阳能集热管中，太阳能集热管经太阳辐射使其中的水逐步升温，使整箱 水升温后供人们使用。由于一是通过集热管被太阳缓慢加热使整箱水升温的，水温不够时 用户不能使用；二是单一储水箱的结构，用水时集热管内的热水无法提取使用；三是由于 各地水质不同，水的冷热变化中极易使水位水温传感器结垢，再加浸泡在水中，所以很容易 损坏；四是电磁阀为一个水源开关，在用于水流过程中的电开关自然也易损坏；五是太阳 能热水器是安装于室外高处的，直通式的透气管呈烟 效应，热能损耗大，储水箱保温效果 差。六是水温不够时采用电加热补充升温，但加温速度慢、电力损耗大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种改进的分仓全自动太阳 能热水器，它通过改变太阳能储水箱的结构使集热管内的热水也提升出来使用，以提高热 水利用率，并且它不受水压高低的变化，能自动补充储水箱中的水位，利用储水箱中的气体 压力自动开关透气口以达到最佳的保温效果，不用水位传感器和电磁阀而减少了故障发 生，并能全自动控制补充电加热。本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要由储水箱、太阳能集热管群、 控制器以及安装支架组成，所述储水箱的内桶体由至少两个分仓桶体或一个桶体在其内分 割成至少两个仓位构成，所述的储水箱的下部分别安装有太阳能集热管、一个自动进水开 关阀总成、补充电加热器总成以及出水口 ；储水箱的上部安装有进排气阀总成；所述的内 桶体外侧贴接有温度传感器；储水箱的最外层是外桶体，外桶体的两端安装有端盖，内桶体 和外桶体及端盖之间安装有经发泡的保温材料；所述的太阳能集热管群由至少两根以上的 太阳能玻璃集热管并排插入储水箱组成。所述储水箱内桶体的上部通过一连接件与一由压差浮动式透气阀构成的进排气 阀总成连接；贴接在内桶体外侧的温度传感器以及电加热器总成是通过导线与装置于室内 的控制器相连接；所述的太阳能集热管由玻璃制品构成，其内管的外圆周表面镀有吸热膜层，外管和内管两端熔合密封，在其中间抽成真空并构成绝热保温；在插入太阳能集热管的 内桶体处设置有两者相配紧的密封件；所述的自动进水开关阀总成由一压差平衡式浮球阀 构成。所述储水箱由三个分仓桶体分段组合，其中两个分仓桶体的水是经过通道L流入 另一分仓桶体，且在通道的外圈装有密封件。所述储水箱由三个分仓桶体连体构成，在所述连体构成的内桶体包括在单一内桶 体的内侧设置隔板并构成三个仓位。所述储水箱的上部安装的压差浮动式换气阀，它主要包括有阀体，浮球，阀体上设 置有与储水箱相接的连接口，所述的浮球有两个并分别被封装在阀体内，其中一个为排气 浮球，另一个为进气浮球，在浮球的下部分别有通往储水箱的内通道，浮球的上部设置有通 往阀体外的外通道；所述储水箱的下部安装的压差平衡式浮球阀，它包括有一阀体，阀芯， 阀杆，杠杆，浮球，以及与储水箱固定连接的连接件总成；所述阀体的下部进水口通过阀腔 内的阀座与出水口连通，所述的阀座上放置有一可在阀腔内小幅上下运动的胶垫座并构成 所述的阀芯，在所述胶垫座上开设有至少二个连通上方阀腔和下方进水口的小通孔；所述 的胶垫座上方安装有阀杆，阀杆的上端部外露阀体后与一杠杆压紧端相连，所述的杠杆中 间端部连接于阀体侧边上，杠杆另一端部与浮球相连。所述的压差平衡式浮球阀的阀体由上阀体和下阀体组合而成，所述的阀杆下端部 设置有与胶垫座中间凸部相接触的软垫件；所述的连接件总成由连接件、过滤网组件和定 位圈组成，连接件上面与下阀体连接，下面则连接有过滤网组件，其上部通过密封圈与储水 箱的内桶体固定相连；所述的压差浮动式换气阀的阀体由上盖和下座密封连接组成，下座 中设置有两个分别通往储水箱的排气内通道和进气内通道以及与上述对应向下连通的、通 往阀体外的排气外通道和进气外通道；在其中的一向下的排气内通道上端和与另一向下进 气内通道相连通的进气外通道上端分别配置有所述的排气浮球和进气浮球。所述压差平衡式浮球阀的上阀体上方相接有一上套体，其内安装有阀杆，所述的 胶垫座通过周边相嵌接的软性胶垫安置在下阀体内的腔体中；所述的连接件上配置有定位 圈，该定位圈用螺栓固定于所述储水箱的外桶体下部；所述的压差浮动式换气阀的阀体由 上盖和下座分别加工后通过压合、粘接后连接成一体，所述的下座上设置有连接储水箱的 连接柱。所述压差平衡式浮球阀的上阀体由侧边通过圆轴销孔与杠杆及浮球相连；所述的 软性胶垫为一呈S形弯曲的圆形软性胶垫，且所述软性胶垫卡接在胶垫座上；所述的下阀 体内有二个以上的进水通孔；所述的下阀体与所述的连接件通过螺纹连接，所述的连接件 下部连接有由过滤器体、过滤网片、密封件和螺纹端盖组成的过滤网组件；所述的上阀体和 下阀体之间采用螺纹、压紧或粘合方式合成一体。所述的过滤网片一端插接在过滤器体内，另一端固定连接于所述的螺纹端盖处。所述的电加热器总成和温度传感器分别通过导线与控制器相连接，且所述的控制 器被安装于用户室内。本发明所述的安装支架是承载本发明的、根据安装场地的条件而配制。本发明所述的太阳能热水器安装在建筑物的外部，控制器安装在室内相应的位置。
当水从压差平衡式浮球阀进入储水箱同时也灌入集热管中，其中第一仓满水后翻 入第二仓，第二仓满水后又经通道翻入第三仓位；进水时压差平衡式浮球阀的浮球上升，当 每个仓位都水满时浮力拉动杠杆动作而关闭进水；集热管被太阳照射利用冷水重下沉热水 轻上浮的原理升温，用户用水时，热水从出水口流出，第一仓的水下降第二仓位上部的热水 又翻入，第二仓的水下降第三仓位上部的热水又翻入，第三仓中浮球下沉时又开始进水；当 第一仓的温度不够时，温度传感器将信号传递给控制器，控制器动作启动电加热器进行补 充快速加热，当太阳能集热温度过高桶体内产生气压时，压差浮动式透气阀中的排气浮球 被气体顶起排出蒸气，当用水时，桶体内的负压吸起浮球进气。本发明与现有太阳能热水器的技术相比，具有以下优点1、玻璃管内的热水上浮 也提取，热水利用率提高30%以上；2、分仓储水冷热水不混淆；3、电加热只对热水仓加温， 速度快、节省电能；4、自动补水，不用电磁阀和水位器，减少故障提高安全保障；5、保温效 果显著优越，提高了热水利用率；6、出水温度根据用户需要设定，自动运行、操作方便、控制 灵敏；7、可根据需要设计和配置不同容量的集热群和储水箱，是一种安全可靠的节能环保 新广品。
图1为本发明的整体结构示意图。图2为本发明所述的压差平衡式浮球阀的结构示意图。图3为本发明所述的压差浮动式透气阀的结构示意图。具体实施方法
下面将结合附图对本发明作详细的介绍图1所示本发明主要由储水箱1、太阳 能集热管群2、控制器3以及安装支架组成，所述储水箱1的内桶体由两个以上分仓桶体或 一个桶体在内侧分割成两个以上仓位构成，所述的储水箱1的下部分别安装有太阳能集热 管群2、一个可以自动进水的进水开关阀，补充电加热器总成5以及出水口 6;图中所示的进 水开关阀为一压差平衡式浮球阀总成4 ；储水箱1的上部安装有进排气阀总成7，图中所示 的进排气阀总成7为一压差浮动式透气阀；所述的内桶体11外侧贴接有温度传感器12 ；储 水箱1的最外层是外桶体13，外桶体13的两端安装有端盖14，内桶体11和外桶体13及端 盖14之间安装有经发泡的保温材料15 ；所述的太阳能集热管群2由至少两根以上的太阳 能玻璃集热管21并排插入储水箱1组成。所述储水箱内桶体11的上部通过一连接件16与一由压差浮动式透气阀构成的进 排气阀总成7连接；贴接在内桶体11外侧的温度传感器12以及电加热器总成5是通过导 线与装置于室内的控制器3相连接；所述的太阳能集热管由玻璃制品构成，其内管22的外 圆周表面镀有吸热膜层，外管23和内管22两端熔合密封，在其中间抽成真空并构成绝热保 温；在插入太阳能集热管的内桶体11处设置有两者相配紧的密封件17 ；所述的自动进水开 关阀总成4由一压差平衡式浮球阀构成。本发明所述的储水箱1包括有第一储水仓A和第二储水仓B及第三储水仓C、它们 可以是分段组合，也可以是连体构成。分段组合时，第二和第三储水仓B及C的水是经过通 道L流入储水箱1的第一储水仓A，在通道L的外圈装有密封件M ；连体构成时是在单一内 桶体的内侧设置隔板K构成储水箱A及B或C ；在内桶体11的下部，装有太阳能集热管群2、压差平衡式浮球阀4、补充电加热器总成5和出水口 6，出水口 6高于电加热器总成5是 为了防止空烧；内桶体11的上部通过连接件16和所述压差浮动式透气阀7连接；内桶体 11的外侧贴接有温度传感器12，外桶体13和外桶体端盖14以及分段桶体连接处与内桶体 之间是经发泡的保温材料15组成的。贴接在内桶体外侧的温度传感器12 (图中所示有两个)以及电加热器总成5是通 过导线与装置于室内的控制器3相连接的，控制器3将温度传感器12取得的温度信息以数 字显示；用户可以在控制器3上设置对储水箱1中的热水温度，当温度低于设置值时控制器 3会自动启动电加热器总成5进行加热补充，当温度高于设置值时会自动停止加热。太阳能玻璃集热管21是现有成熟技术的市场部件，它是玻璃制品，其内管22的外 圆周表面镀有吸热膜层，外管23和内管22两端熔合密封，在其中间抽成真空以保温绝热。 它是通过插入方式与内桶体结合的，在插入集热管21的内桶体11处置有两者相配紧的密 封件17。图2所示是压差平衡式浮球阀总成的结构示意图包括有一阀体401，阀芯402，阀 杆403，杠杆404以及浮球405以及与储水箱1固定连接的连接件总成406等组成，所述阀 体401的下部进水口 4B1通过阀腔411内的阀座412与出水口 4C连通，所述的阀座412上 放置有一由可在阀腔411内小幅上下运动的胶垫座413构成的阀芯402，在所述胶垫座413 上开设有至少二个连通上方阀腔和下方进水口 4B的小通孔4A ；所述的胶垫座413上方安 装有阀杆403，阀杆403的上端部外露阀体401后与一杠杆404压紧端441相连，所述的杠 杆404中间端部442连接于阀体侧边414上，杠杆404另一端部443与浮球405相连。图 中所述的杠杆404另一端部443是通过一连接线451与浮球405相连。所述的阀体401由上阀体415和下阀体416组合而成，所述的下阀体416中垂直 方向有数个进水口 4B (通孔);所述的阀杆403可分段构成，图中所示的为一段整体构成，其 下端部设置有与胶垫座413中间凸部相接触的软垫件434。图中所示的上阀体415由侧边 通过圆轴销孔444与杠杆404及浮球405相连。所述的胶垫座413通过周边相嵌接的软性胶垫418安置在下阀体416内的腔体 中。图中所示的软性胶垫418为一呈S形弯曲的圆形软性胶垫，且所述软性胶垫418卡接 在胶垫座413上；图中所示的阀芯402由阀垫座413和软性胶垫418组合而成。所述的上阀体415和下阀体416之间采用螺纹、压紧或粘合方式合成一体。所述的连接件总成406由连接件461、过滤网组件和定位圈462组成，连接件461 上面与下阀体416螺纹连接，下面连接有过滤网组件，其上通过一密封圈467与储水箱的内 桶体11固定连接；所述的连接件461上还配置有定位圈462，该定位圈462用螺钉固定于 外桶体13下部；所述的连接件461下部连接有由过滤器体463、过滤网片464、密封件465 和螺纹端盖466组成的过滤网组件，所述的过滤网片464 —端插接在过滤器体463内，另一 端固定连接于所述螺纹端盖466处。进水通过过滤网片464将杂质过滤，以免进入阀体内 堵塞阀芯，造成阀的开关不灵；通过所述的螺纹端盖466，可以方便地拆装过滤器组件。本发明所述的上述各零件均是采用金属或塑胶材料制作而成。本发明可以将上述压差平衡式浮球阀总成安装在各种储水箱(桶)的下部；通过改 变杠杆403的方向就可以横向按装于储水箱(桶)侧面相应的位置。使用时，储水箱中无水，自来水从4E端进入，通过多个4B孔流经4C孔进入储水箱，此时外界的水有一定的压力，水压冲力将软性胶垫418和胶垫座413往上挤压，使进入 储水箱的速度快速，同时水压也经多个4A孔进入胶垫座413上侧的空间；进水时，浮球405 及杠杆404均下垂，储水箱水位慢慢升高而使浮球405及杠杆404也逐步上升，当浮球405 上浮产生拉力时，杠杆404的杠杆力压下阀杆403，使软性胶垫418和胶垫座413往下而堵 截流向4C孔的水，水的压力立即经4A孔进入胶垫座413的上侧，达到了胶垫座413的上侧 和软性胶垫418下侧的压力均等；当储水箱中水位下降，浮球405也随之下降时，杠杆404 松开压力，阀杆403向上松动，软性胶垫418向上回弹，水压也向上挤压，水流又经4C孔进 入储水箱，如此反复使储水箱内的水位达到基本恒定。图3所示是压差浮动式透气阀总成F的结构示意图主要包括有阀体701，浮 球702，阀体701上设置有与储水箱相接的连接口 703 ；所述的浮球702有两个并分别被封 装在阀体701内，其中一个为排气浮球721，另一个为进气浮球722，在浮球702的下部分别 有通往储水箱的内通道704，浮球702的上部设置有通往阀体701外的外通道705。所述的阀体701由上盖711和下座712密封连接组成，下座712中设置有两 个分别通往储水箱的排气内通道741和进气内通道742以及与上述对应向下连通的、通往 阀体701外的排气外通道751和进气外通道752 ；在其中的一向下的排气内通道741上端和 与另一向下进气内通道742相连通的进气外通道752上端分别配置有所述的排气浮球721 和进气浮球722。所述的阀体701由上盖711和下座712分别加工后通过压合、粘接后连接成 一体，所述的下座712上设置有连接储水箱的连接柱706。因为所有储存热水的储水箱内的水大部分不是恒定的温度，尤其是太阳能热水器 的储水箱，它是随着受太阳光照强度的变化而温差很大，高温时产生蒸气，但当低温时热量 流失。本发明的工作过程是当热水产生蒸气时，蒸气通过排气内通道741将排气浮球721 顶起，蒸气通过排气外通道751排出。当储水箱用水，水量减少而产生负压时，外界空气通 过进气外通道752吸入，吸力使进气浮球722悬浮，空气通过进气内通道742进入储水箱。 当储水箱不产生气体也不产生负压时，进气浮球722和排气浮球721由本身的重量跌落而 分别堵截进气通道和排气通道，使储水箱内的热能不流失。
权利要求
1.一种分仓全自动太阳能热水器，它主要由储水箱、太阳能集热管群、控制器以及安装 支架组成，其特征在于所述储水箱(1)的内桶体(11)由两个以上分仓桶体或一个桶体在内 侧分割成两个以上仓位构成，所述的储水箱(1)的下部分别安装有太阳能集热管群(2)、一 个自动进水开关阀总成、补充电加热器总成(5)以及出水口(6)；储水箱(1)的上部安装有 进排气阀总成(7);所述的内桶体(11)外侧贴接有温度传感器(12);储水箱(1)的最外层是 外桶体(13)，外桶体(13)的两端安装有端盖(14)，内桶体(11)和外桶体(13)及端盖(14) 之间安装有经发泡的保温材料(15)；所述的太阳能集热管群(2)由至少两根以上的太阳能 玻璃集热管(21)并排插入储水箱(1)组成。
2.根据权利要求1所述的分仓全自动太阳能热水器，其特征在于所述储水箱内桶体 (11)的上部通过一连接件(16)与一由压差浮动式透气阀构成的进排气阀总成(7)连接；贴 接在内桶体(11)外侧的温度传感器(12)以及补充电加热器总成(5)是通过导线与装置于 室内的控制器(3)相连接；所述的太阳能集热管(21)由玻璃制品构成，其内管22的外圆周 表面镀有吸热膜层，外管23和内管22两端熔合密封，在其中间抽成真空并构成绝热保温； 在插入太阳能集热管21的内桶体(11)处设置有两者相配紧的密封件17。
3.根据权利要求2所述的分仓全自动太阳能热水器，其特征在于所述储水箱(1)由三 个分仓桶体(A、B、C)分段组合，其中两个分仓桶体(B、C)的水是经过通道(L)流入另一分 仓桶体(A)，且在通道(L)的外圈装有密封件(M)。
4.根据权利要求2所述的分仓全自动太阳能热水器，其特征在于所述储水箱由三个分 仓桶体(A、B、C)连体构成，在所述连体构成的内桶体是在单一内桶体的内侧设置隔板(K) 构成。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的分仓全自动太阳能热水器，所述储水箱的上部安 装的压差浮动式换气阀，它主要包括有阀体(701)，浮球(702)，阀体(701)上设置有与储水 箱(1)相接的连接口(703)，所述的浮球(702)有两个并分别被封装在阀体(701)内，其中一 个为排气浮球(721)，另一个为进气浮球(722)，在浮球(702)的下部分别有通往储水箱(1) 的内通道(704)，浮球的上部设置有通往阀体(1)外的外通道(705);所述储水箱(1)的下部 安装的压差平衡式浮球阀(4)，它包括有一阀体(401)，阀芯(402 )，阀杆(403 )，杠杆(404)， 浮球(405)，以及与储水箱(1)固定连接的连接件总成(406)；所述阀体(401)的下部进水 口(4B1)通过阀腔(411)内的阀座(412)与出水口(4C)连通，所述的阀座(412)上放置有 一可在阀腔(411)内小幅上下运动的胶垫座(413)并构成所述的阀芯(402)，在所述胶垫座 (413)上开设有至少二个连通上方阀腔和下方进水口的小通孔(4A);所述的胶垫座(413)上 方安装有阀杆(403)，阀杆(403)的上端部外露阀体(401)后与一杠杆压紧端(441)相连， 所述的杠杆中间端部(442)连接于阀体侧边(414)上，杠杆另一端部(443)与浮球(405)相 连。
6.根据权利要求5所述的分仓全自动太阳能热水器，其特征在于所述的压差平衡式浮 球阀的阀体(401)由上阀体(415)和下阀体(416)组合而成，所述的阀杆(403)下端部设 置有与胶垫座(413)中间凸部相接触的软垫件(434)；所述的连接件总成(406)由连接件 (463)、过滤网组件(464)和定位圈(462)组成，连接件(463)上面与下阀体(416)连接，下 面则连接有过滤网组件(464)，其上通过密封圈(467)与储水箱的内桶体(11)固定相连；所 述的压差浮动式换气阀的阀体(701)由上盖(711)和下座(712)密封连接组成，下座(712)中设置有两个分别通往储水箱的排气内通道(741))和进气内通道(742)以及与上述对应 向下连通的、通往阀体外的排气外通道(751)和进气外通道(752);在其中的一向下的排气 内通道(741)上端和与另一向下进气内通道相连通的进气外通道(752)上端分别配置有所 述的排气浮球(721)和进气浮球(722)。
7.根据权利要求6所述的分仓全自动太阳能热水器，其特征在于所述压差平衡式浮球 阀的胶垫座(413)通过周边相嵌接的软性胶垫(418)安置在下阀体(416)内的腔体中；所 述的连接件(463)上配置有定位圈(462)，该定位圈(462)固定于所述储水箱的外桶体(13) 下部；所述的压差浮动式换气阀的阀体(701)由上盖(711)和下座(712)分别加工后通过压 合、粘接后连接成一体，所述的下座(712)上设置有连接储水箱(1)的连接柱(706)。
8.根据权利要求7所述的分仓全自动太阳能热水器，其特征在于所述压差平衡式浮球 阀的上阀体(415)由侧边通过圆轴销孔(444)与杠杆(404)及浮球(405)相连；所述的软性 胶垫(418)为一呈S形弯曲的圆形软性胶垫，且所述软性胶垫(418)卡接在胶垫座上；所述 的下阀体(416)内有二个以上的进水通孔(4B);所述的下阀体(416)与所述的连接件(463) 通过螺纹连接，所述的连接件(463)下部连接有由过滤器体(463)、过滤网片(464)、密封件 (465)和螺纹端盖(466)组成的过滤网组件；所述的上阀体(415)和下阀体(416)之间采用 螺纹、压紧或粘合方式合成一体。
9.根据权利要求8所述的分仓全自动太阳能热水器，其特征在于所述的过滤网片 (464) 一端插接在过滤器体(463)内，另一端固定连接于所述的螺纹端盖(466)处。
10.根据权利要求1所述的分仓全自动太阳能热水器，其特征在于所述的补充电加热 器总成(5)和温度传感器(12)分别通过导线与控制器(3)相连接，且所述的控制器(3)被 安装于用户室内。
全文摘要
一种分仓全自动太阳能热水器，它主要由储水箱、太阳能集热管群、控制器以及安装支架组成，所述储水箱的内桶体由两个以上分仓桶体或一个桶体在其内分割成两个以上仓位构成，所述的储水箱的下部分别安装有太阳能集热管、一个自动进水开关阀总成、补充电加热器总成以及出水口；储水箱的上部安装有进排气阀总成；所述的内桶体外侧贴接有温度传感器；储水箱的最外层是外桶体，外桶体的两端安装有端盖，内桶体和外桶体及端盖之间安装有经发泡的保温材料；所述的太阳能集热管群由至少两根以上的太阳能玻璃集热管并排插入储水箱组成；它具有热水利用率高，加温速度快、节省电能，自动补水，减少故障，自动运行、操作方便、控制灵敏等特点。
文档编号F24J2/05GK102135330SQ20111000261
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月7日 优先权日2011年1月7日
发明者周锡明 申请人:周锡明