专利名称：太阳能食用水制备系统及采用该系统制备饮用水的方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能热水系统及采用该系统制备可食用热水的方法。
背景技术：
太阳能在洗浴、取暖等方面得到了广泛的应用。但因为长期、持续地对集热器内的水进行加热，水会产生沉积，产生大量的硝酸盐，所以用太阳能直接加热的水无法达到饮用水的标准，不能饮用。目前，为了克服上述缺点，本领域的技术人员采用换热的方法，用太阳能制备饮用水，通过换热制备饮用水有如下缺点系统复杂、造价高，效率比直接加热低。如专利名称为“太阳能饮用水系统”，专利号为200920102892. 0，授权公告号为CN201409808Y的中国实用新型专利，公开了一种换热式太阳能饮用水系统，它包括储水箱和热水箱，储水箱与集热器管连通，由集热管加热储水箱内的水，在储水箱内设有换热管，换热管一端与自来水管连通，另一端与热水箱管连接，在储水箱内设置有温度传感器，由温度传感器对储水 箱内的水温进行控制，只有当储水箱内的水温达到设定值时，冷水从供水端流入到换热管内，这样控制换热管内水的温度，也就控制了热水箱内水的温度。在热水箱内设置有水位传感器，由水位传感器及电磁阀控制热水箱内的水位，当储水箱内的水温达到设定温度，也就是换热管内的热水达到设定温度且热水箱内的水在水位控制线以下时，由集热管向热水箱内供热水。采用此种结构的太阳能饮用水系统，由于需通过换热管进行二次换热，不仅热效能低，且换热管内的饮用水被加热后，只有在热水箱需要水时，才能向热水箱输送，如果遇到节假日等不及时用水的情况，换热管内的水持续、反复地被储水箱内的水加热，易造成换热管内的水产生大量的硝酸盐，从而不能达到饮用水标准。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中太阳能热水器制备热水时，水容易结圬沉积，产生亚硝酸盐，不能达到饮用标准的不足，提供一种太阳能食用水制备系统及采用该系统制备饮用水的方法，采用该系统可防止或有效减少亚硝酸盐的产生，从而获得达到饮用水标准的食用水。本发明的目的是通过下述技术方案实现的一种太阳能食用水制备系统，包括集热系统、储水系统、用水系统及电控系统，所述的集热系统由金属-玻璃真空管型太阳能集热器及设置在所述集热器出水口处的集热器水温传感器组成，所述集热器的进水口设置在集热器的下端，并与供水管相连通，所述的出水口设置在所述集热器的上端，在所述的供水管上设置有供水电磁阀Dl ;所述的储水系统由储水箱、储水箱水温传感器、储水箱液位探测装置组成，所述储水箱液位探测装置最少能识别储水箱最低水位液面、储水箱节能水位液面；所述的用水系统由饮水箱、饮水箱水温传感器、饮水箱液位探测装置组成，所述饮水箱液位探测装置最少能识别饮水箱最低水位液面和饮水箱最高水位液面；所述集热器的出水口通过储水箱供水管与所述储水箱管连通，所述储水箱与所述饮水箱通过饮水箱供水管管连通，在所述的供水管上设置有饮水箱电磁阀D7 ;由所述的电控系统采集和处理所述集热器水温传感器、所述储水箱液位探测装置的电信号，并依据所述电信号控制所述供水电磁阀Dl的开启与关闭；由所述的电控系统采集和处理所述的饮水箱水温传感器、饮水箱液位探测装置的电信号，并依据所述的电信号控制所述的饮水箱电磁阀D7及辅助加热的开启与关闭；在所述的储水箱及所述饮水箱上设置有无菌换气装置；进一步地，所述太阳能食用水制备系统还设置有换热降温系统，所述的换热降温系统由风扇散热器、循环泵BI管串接连通组成，所述换热降温系统管连通所述的集热器与所述的储水箱，所述的储水箱液位探测装置还能识别储水箱满水位液面、所述电控系统采集和处理所述储水箱水温传感器、所述集热器水温传感器、所述储水箱液位探测装置的电信号，并依据所述的电信号控制所述风扇散热器、所述循环泵BI的开启与关闭；进一步地，还设置有定时排水系统，所述的定时排水系统由计时器、设置在集热器上的集热器电磁排空阀D3、设置在储水箱上的储水箱电磁排空阀D4、设置在饮水箱上的饮水箱电磁排空阀D5组成，所述电控系统采集和处理所述计时器的电信号，并依据所述的电 信号控制所述电磁排空阀D3、D4、D5分别由所述的电控系统控制开启与关闭；进一步地，所述储水箱高于所述饮水箱设置，且所述储水箱的节能水位液面高于所述饮水箱的最高水位液面；进一步地，所述的无菌换气装置由设置在所述储水箱上的储水箱过滤呼吸阀及设置在所述饮水箱上的饮水箱过滤呼吸阀组成；进一步地，所述的无菌换气装置由设置在所述储水箱上的储水箱过滤呼吸阀及空气连通管组成，由所述空气连通管的一端连通所述饮水箱的顶部，另一端连通所述储水箱满水位液面以上的储水箱内腔；进一步地，所述的供水管与所述的饮水箱通过混水管管连通，且所述的混水管与所述的供水管的连通位置位于所述的供水电磁阀Dl与所述的供水管的供水端之间；进一步地，所述的供水管的供水端设置有三级过虑器，所述的储水箱供水管上设置有过滤呼吸阀。另一个目的一种利用太阳能食用水制备系统制备食用水的方法，采用如权利要求1-8各项之一所述的太阳能食用水制备系统，按如下工作模块制备(一 )准备工作将系统置于“工作状态”，由所述的集热器水温传感器对所述的集热器的水温进行检测，由所述的储水箱水温传感器对所述的储水箱的水温进行检测，由所述的饮水箱水温传感器对所述的饮水箱的水温进行检测，由所述的储水箱液位探测装置对所述储水箱的水位进行检测，由所述的饮水箱液位探测装置对所述的饮水箱的水位进行检测，所述的集热器水温传感器、储水箱水温传感器、饮水箱水温传感器、储水箱液位探测装置、饮水箱液位探测装置将检测到的信号传递给所述的电控系统，由所述的电控系统对所述的信号进行处理，控制所述的供水电磁阀D1、所述的饮水箱电磁阀D7、所述的辅助加热器的开启与关闭；供水管由集热器下端向集热器内供水；( 二)所述集热器制备一定水温的水并供给所述储水箱当集热器的水温达到出水上限温度时，由集热器向储水箱供水，当集热器的水温降至出水下限温度和/或储水箱的水位达到储水箱满水位液面时，集热器停止向储水箱供水；所述的出水上限温度低于水的易结垢温度；
(三)控制储水箱的水在节能水位及最低水位间当储水箱的水位低于储水箱最低水位液面时，集热器为储水箱补水，当储水箱的水位达到储水箱节能水位液面时，集热器停止向储水箱补水；(四)、向饮水箱供水，饮水箱得到一定水位一定水温的水，供用户使用当饮水箱的液位低于饮水箱最低水位液面时，向饮水箱补水，当饮水箱的液位达到最高水位液面时，停止向饮水箱补水；当饮水箱水温低于饮水箱最低水温时，辅助加热器开启；当饮水箱水温达到或超过饮水箱最高水温时，辅助加热器关闭；进一步地，所述的模块(二)中，当集热器的水温达到水温上限时，循环泵BI开启，强制水在所述的集热器与所述的储水箱内循环，当所述的储水箱的水温大于等于80°c -85°C时，风扇散热器开启，对强制循环的水进行散热，当储水箱的水温降至集热器的出水上限温度时，风扇散热器关闭，停止散热；当集热器出水口处的水温降到出水下限温度时，循环泵关闭，停止强制水循环；进一步地，所述的模块(四)中，按如下方式完成所述的向饮水箱补水饮水箱电 磁阀D7开启，储水箱向饮水箱补水，当饮水箱水位达到最高水位液面时，饮水箱电磁阀D7关闭；进一步地，所述的饮水箱最高水温为90°C _95°C，所述的饮水箱最低水温为80 0C -85 0C ；进一步地，所述的模块(四)中，按如下方式完成所述的向饮水箱补水并控制饮水箱的水温当饮水箱水位低于饮水箱最低水位液面和/或饮水箱水温T3低于饮水箱最低水温时，辅助加热器10开启，当水位达到最高液位且饮水箱水温大于等于所述饮水箱最高水温时，辅助加热器10关闭；当饮水箱水温T3低于饮水箱最低水温时，饮水箱电磁阀D7开启，混水电磁阀D6此时关闭；饮水箱水温T3达到饮水箱最高水温时，饮水箱电磁阀D7关闭，混水电磁阀D6开启，向饮水箱内加冷水；当饮水箱液位Y2达到饮水箱最高水位液面时，混水电磁阀、饮水箱电磁阀D7均关闭；进一步地，所述的饮水箱最高水温为48°C _55°C，所述的饮水箱最低水温为40 0C -45 0C ；进一步地，由所述的计时器进行计时、当系统到达所述的计时时间，所述控制系统开启集热器排空电磁阀D3、储水箱排空电磁阀D4、饮水箱排空电磁阀D5，同时除集热器排空电磁阀D3、储水箱排空电磁阀D4、饮水箱排空电磁阀D5之外的所有电控元件失电，停止工作，到系统的排空时长后，系统恢复到“工作状态”；进一步地，所述的出水上限温度为65°C _85°C，出水下限温度为50°C -60°C ；进一步地，所述的集热器的水温为所述的出水口处的水温。采用本发明的系统制备食用水，由于在系统中设置有集热系统、储水系统、饮水系统和电控系统，集热系统、储水系统、用水系统上设置有与电控系统电连接的温度传感器、液位传感器及电磁阀，在储水系统及用水系统中设置了呼吸过滤阀，集热器采用大热管形式，且供水管与集热器的下端管连接，供水电磁阀与集热器水温传感器通过电控系统相关联，所以在集热器的热水达到设定温度向储水箱内供水时，集热器补充自身的水量，使其保持满水状态，可控制集热器的水温在水的易结垢温度下，且由于采用顶水的供水结构，集热器内不会长时间存留水，避免“千沸水” “死水”的产生，从源头上控制了系统内的水不被反复加热且不结垢；由于集热器内的水是被新的供水顶至储水箱内的，所以在集热器向储水箱供水时，集热器内的水温处于降低的过程，储水箱可获得低于水的结垢温度的热水，从而保证了在储水箱内水不易结垢，防止细菌的产生；储水系统中设置有最低水位液面和节能水位液面，在保证饮水箱得到所需用量的水的前提下，可减少集热器的供水压力，使集热器易制备符合要求水温的水；用水系统中设置有辅助加热装置，饮水箱的水温及水位受到电控系统的控制，饮水箱内的水位和水温都是可控的，可以根据用户的用水量调整饮水箱内的水温和水位，这样不仅保证了用户用到适合水温的水，而且可减少水箱内的水被反复加热的次数，减少了反复加热对水质的污染，呼吸过滤阀可防止在储水箱和饮水箱换气过程中将空气中的有害物质带入本系统中，通过上述对水温、水位及换气的综合控制，用户可得到达到食用水标准的食用水。采用本发明的方法制备食用水，由于集热器内的水温被控制在易结垢水温之下，在储水箱内只对水进行保温，不再对水进行加热，只在饮水箱内根据设定的水温对水进行加热，且集热器内的水被冷水顶入到储水箱内，储水箱的水位控制在节能水位以下，饮水箱的水位控制在最高水位以下，水能被及时使用，不在集热器、储水箱及饮水箱内积存，所以 可防止和减少水因结垢和反复加热而滋生细菌及致癌物质、产生来硝酸盐，可得到适合食用的水。
图I为本发明太阳能食用水制备系统实施例结构示意图；图2为本发明太阳能食用水制备系统另一实施例结构示意图。图3为采用本发明方法制备食堂用水时的电控流程示意图；图4为采用本发明方法制备直接食用水时的电控流程示意图。附图标记说明I-混水管3-储水箱过滤呼吸阀4-储水箱液位探测装置5-储水箱满水位液面6-空气连通管7-饮水箱液位探测装置8-饮水箱呼吸过滤阀9-饮水箱最高水位液面9'-饮水箱最低水位液面10-电加热器11-饮水箱水温传感器12-饮水箱13-饮水箱供水管15-储水箱最低水位液面16-储水箱节能水位液面17-储水箱18-储水箱水温传感器20-风扇散热器21-水泵过滤器BI-循环泵23-单向阀26-集热器27-出水口28-集热器水温传感器29-第二呼吸过滤阀30-储水箱供水管31-三级过滤器32-供水管Dl-供水电磁阀D3-集热器排空电磁阀D4-储水箱排空电磁阀D5-饮水箱排空电磁阀D6-混水电磁阀D7-饮水箱电磁阀DJl辅助加热BI-循环泵F-散热器附图缩略用语说明Yl-储水箱水位Yl满-储水箱满水位液面Yl节-储水箱节能水位液面Yl低-储水箱最低水位液面Y2-饮水箱水位Y2高-饮水箱最高水位液面Y2低-饮水箱最低水位液面Tl-集热器出水温度Tl上限-集热器出水上限温度Tl下限-集热器出水下限温度T2-储水箱水温T3-饮水箱水温T3高-饮水箱最高水温T3低-饮水箱最低水温
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述一、如图1-4所示，本发明太阳能食用水制备系统包括下列系统集热系统、储水系统、用水系统、换热降温系统、定时强制排水系统及电控系统组成。(一 )集热系统包括金属-玻璃真空管型太阳能集热器26 (以下简称集热器)、设置在集热器上的集热器水温传感器Tl、设置在供水管32上的供水电磁阀Dl，集热器水温传感器Tl及供水电磁阀Dl均与电控系统电连接，由电控系统采集和处理集热器水温传感器28的温度信号Tl，并根据该温度信号控制供水电磁阀Dl的开启或关闭，集热器26的下部与供水管32管连接。本系统中采用大热管集热器，热介质与水在玻璃管外产生热交换，水不进入到玻璃管内，所以在玻璃管内不结水垢，不会产生沉淀物，水从玻璃管端部的热交换段获取热量后即进入到储水箱内，所以不会对储水箱内的水进行反复持续地加热，避免集热器内积存水垢，防止亚硝酸盐的产生，从而为获得可食用的水提供了前提条件。最好将集热器水温传感器Tl设置在集热器上部的出水口 27处，这样，可以更精确地测得集热器供水的水温。( 二)储水系统由储水箱17、储水箱液位探测装置、储水箱水温传感器及储水箱换气装置组成，储水箱液位探测装置及储水箱水温传感器均与电控系统电连接，由电控系统采集和处理储水箱液位探测装置及储水箱水温传感器的信号，并根据所采集到的信号控制供水电磁阀Dl的开启与关闭。储水箱液位探测装置至少可探测到储水箱内的三个液位并将液位信号传递给电控系统，由电控系统处理该信号，并依据该信号控制供水电磁阀Dl的开启与关闭。所以储水箱液位探测装置可以是一个至少能探测三个液位的液位传感器与电控系统电连接，如浮球式液位传感器，也可以是三个液位传感器分别与电控系统电连接，每个液位传感器探测一个液位，并将信号传递给电控系统；由储水箱17的上部与集热器的出水口 27管连接；换气装置为空气过滤阀，它最好设置在储水箱的顶部。设置水箱换气装置的目的是，保证储水箱17内部空气的自由度，使储水箱17与外界大气自由联通，防止用水或补水时储水箱内的空气压力与外界压力失去平衡，针对目前太阳能水箱基本都是敞口设计，水箱不通过任何设备而直接与大气相通，使水体暴露在空气中，造成二次污染的不足，采用过滤呼吸阀3作为水箱换气装置，来保证进入水箱内的空气是洁净、无菌的。该过滤呼吸阀不仅保证空气自由出入水箱，而且，可以过滤、清洁进入水箱内的空气，保证进入水箱的空气不会对水体造成二次污染。储水箱与集热器出水口间通过储水箱供水管30管连接。(三)用水系统由饮水箱12、饮水箱水温探测装置、饮水箱水位探测装置及辅助加热装置组成，饮水箱的进水口与储水箱的出水口通过饮水箱供水管13管连接，在该饮水箱供水管13上设置有饮水箱电磁阀D7。饮水箱水温探测装置、饮水箱水位探测装置、辅助加热装置及饮水箱电磁阀D7均分别与电控系统电连接，由电控系统采集和处理饮水箱的水位信号及饮水箱的水温信号，控制饮水箱电磁阀D7的开启与关闭和辅助加热的开启与关闭。饮水箱水位探测装置至少可以探测两个液位并将信号传递给电控系统，由电控系 统对采集到的液位信号进行采集和处理，该液位探测装置可以是一个至少可以探测二个液位的液位传感器,如浮球式液位传感器,也可以由两个普通的液位传感器如饮水箱液位上限传感器7及饮水箱液位下限传感器7'与电控系统电连接组成。优选辅助加热装置为电加热器10。电加热器设置在饮水箱最低水位液面以下，防止电加热器干烧。在饮水箱12顶部设置有饮水箱换气装置，该饮水箱换气装置可以是饮水箱过滤呼吸阀，更好是连通储水箱17内腔及饮水箱12内腔的空气连通管6，由空气连通管6的一端连通储水箱17的上部，另一端连通饮水箱12的顶部；当饮水箱换气装置采用空气连通管6时，饮水箱的空气通过该空气连通管6从储水箱补入或排出，保证饮水箱空气自由度的同时，也保证了进入饮水箱的空气是经过过滤的洁净空气。这样不但可节省过滤呼吸阀的用量，也可以在饮水箱液位上限传感器出现故障时，防止饮水箱内的水满后外溢。为了保证饮水箱内的水位最高水位液面和最低水位液面间，饮水箱低于储水箱设置，至少饮水箱最高水位液面位置低与储水箱最低水位液面位置，否则，在饮水箱供水管路中设置水泵。(四)换热降温系统由风扇散热器20、循环泵BI管连接组成，风扇散热器及循环 泵分别与电控系统电连接，电控系统依据集热器水温传感器28、储水箱水温传感器18采集到的水温信号控制风扇散热器和循环泵的开启或关闭。在集热器26与储水箱17之间设置循环泵BI及风扇散热装置，可以避免集热管高温，防止水体高温后结垢。因为进入饮用水制备系统的水不可能达到100%的纯净度，避免集热器高温不仅可防止集热器及水箱内结垢，保证水体洁净，还可以避免因系统内水结垢造成的集热器集热效率降低，提高系统的集热效率。该换热降温系统设置在储水箱17及集热管26的连通管路上，如可设置在储水箱供水管30上，最好设置在储水箱下部与集热管底部相连通的管路上。(五)定时排水系统由设置在集热器上的集热器电磁排空阀D3、设置在储水箱上的储水箱电磁排空阀D4、设置在饮水箱上的饮水箱电磁排空阀D5分别与电控系统电连接组成。当系统达到设定时间时，电控系统开启集热器电磁排空阀D3、储水箱电磁排空阀D4、饮水箱电磁排空阀D5，同时除集热器排空电磁阀D3、储水箱排空电磁阀D4、饮水箱排空电磁阀D5之外的所有电控元件失电，停止工作，到系统的排空时长后，系统恢复到工作状态；上述三个排空阀最好设置在被排水容器的底部，避免水积存在容器中。二、本系统工作时，通过如下方法制备食用水使用时，系统置于工作状态，电控系统开始工作，对集热器、储水箱和饮水箱的水温进行检测，对储水箱和饮水箱的水位进行检测，并开始对系统的工作时间进行计时，检测整个系统是否在工作时间。系统按如下方式对各容器内的水温及水位进行控制I、当集热器水温传感器28感知到集热器出水口 27的水温达到出水上限温度时，供水电磁阀Dl开启，冷水通过供水管32及集热器26下部的进水口顶入到集热器内，将热水从集热器上部出水口 27顶进储水箱17，当出水口处的水温达到出水下限温度时，供水电磁阀Dl关闭。在上述过程中，集热器向储水箱正常供水，所供的水在出水上限温度和出水下限温度间。出水口的上限温度要低于水的易结垢水温，目前，公认的水的易结垢水温为85°C左右。优选出水上限温度为65°C _85°C，出水下限温度为50°C _60°C。2、当储水箱液位传感器4探测到储水箱的水位达到储水箱满水液面5时电控系统控制供水电磁阀Dl处于关闭状态，当出水口 27处的水温Tl达到或超过出水上限温度后，循环泵BI启动，强制水在集热器26及储水箱17内循环，如果通过强制循环，储水箱的水温T2不能下降，仍上升达到80-85°C时，则风扇散热器20开启，强制循环的同时进行强制散热；当储水箱的水温T2降至集热器的出水下限温度时风扇散热器20关闭，强制散热停止。当出水口 27处的水温达到出水下限温度时循环泵BI关闭，停止强制循环。系统通过上述工作，限制了集热器和储水箱内的水温，使二者中的水的温度一直处于水的易结垢温度下，减少水在集热器及储水箱内结垢，为制备食用水创造了前提条件。3、当储水箱液位传感器4探测到储水箱的水位低于储水箱最低水位液面15时，供水电磁阀Dl开启，集热器为储水箱17补水，当储水箱17的水位达到储水箱节能水位液面16时，供水电磁阀Dl关闭。这样，即使集热器出水口 27处的水温没有达到出水上限温度，只要储水箱内的水位低于储水箱最低水位液面，则集热器也向储水箱内供水，保证储水箱内的水保持在最低水位液面15之上，但又低于节能水位液面，这样既保证储水箱内保持一定水位，也防止向储水箱内输入过多没达到温度标准的低温水，达到节能的目的。优选饮水箱的最低水位液面位于储水箱的五分之一深度处，节能水位液面位于储水箱的四分之一深 度处。4、当饮水箱液位传感器7探测到饮水箱12的液位Y2低于饮水箱最低水位液面9'时，饮水箱电磁阀D7开启，储水箱17向饮水箱12开始补水，当Y2达到最高水位液面9时，饮水箱电磁阀D7关闭；当饮水箱12水温低于饮水箱最低水温时，电加热器10开启；当饮水箱水温达到或超过饮水箱最高水温时，电加热器10关闭，如此反复，控制饮水箱的水温在最高水温与最低水温间，控制饮水箱内的水位在最高水位和最低水位间。优选饮水箱最高水温为82V _85°C，与之相应的饮水箱最低水温为90°C _95°C，当饮水箱的水温控制在此温度范围时，本系统适用于提供直接食用水。饮水箱的最低水位液面的水容积与储水箱的最低水位液面的水容积相匹配，这样才能保证储水箱有足够的水供给饮水箱。为了节能，当本系统用于食堂做为洗菜或做饭等要求水温较低的场合时，按如下方式对饮水箱内的水温及水位进行控制。当饮水箱液位传感器7探测到饮水箱12的液位Y2低于饮水箱最低水位液面9，和/或饮水箱水温低于最低水温T3时，电加热器10开启；当饮水箱水温传感器11探测到饮水箱水温T3低于饮水箱最低水温时，则饮水箱电磁阀D7开启、此时混水电磁阀D6处于关闭状态，T3达到饮水箱最高水温，则饮水箱电磁阀D7关闭，混水电磁阀D6开启，向饮水箱内加冷水；当T3低于饮水箱最低水温，混水电磁阀D6关闭，饮水箱电磁阀D7开启；如此反复向饮水箱内注水，并控制饮水箱的水温T3，使饮水箱的水温T3在饮水箱最高水温与饮水箱最低水温间。当饮水箱液位Y2达到饮水箱最高水位液面9时，混水电磁阀D6、饮水箱电磁阀D7均关闭，如果此时T3已达到饮水箱最高水温，则辅助加热器停止加热，如果此时饮水箱水温T3仍然低于饮水箱最高水温，辅助加热器依然处于开启状态，当T3达到或超过饮水箱最高水温时，辅助加热器关闭，停止对饮水箱内的水加热。通过上述控制，饮水箱12内的水位保持在饮水箱最高水位液面9与饮水箱最低水位液面9'间，饮水箱内的水温T3保持在最高水温与最低水温间。在此，饮水箱最高水温可为48°C _55°C，与之相应的饮水箱最低水温为40°C _45°C，当饮水箱内的水温控制在此温度范围时。根据用户的用水量结合节能，确定饮水箱的最低水位液面和最高水位液面。
上述过程是在本食用水制备系统处于正常供水状态下的工作情况。而在通常情况下，在夜间用水量会减少或停止用水，如果仍按上述情况对饮水箱的水进行水位和水温控制，则会造成能源的浪费。为了节能，在用水量不多的夜间系统停止对饮水箱的水位和水温进行监控。当到达系统的计时时间，则系统进入自动排水状态控制系统开启集热器排空电磁阀D3、储水箱排空电磁阀D4、饮水箱排空电磁阀D5，同时除集热器排空电磁阀D3、储水箱排空电磁阀D4、饮水箱排空电磁阀D5之外的所有电控元件失电，停止工作。到达系统设定的排空时长，系统排空水，系统停止自动排水状态。这样做的目的是防止系统内的水存留时间过长，滋生细菌，影响系统内水的质量。通常设置排水的间隔时间为5天，也就是每六天进行一次自动排水，自动排水作业最好设置在晚上进行，控制系统会自动将系统内的水全部排出，然后再重新上水至储水箱的节能水位线16处、饮水箱的最低液位9’处，不影响第二天的系统使用。实施例I系统置于“工作状态”，集热器水温传感器、储水箱水温传感器、饮水箱水温传感器、储水箱液位传感器、储水箱液位传感器对相应的集热器、储水箱和饮水箱的水温进行检测，对相应的储水箱和饮水箱的水位进行检测，并开始对系统的工作时间进行计时，检测系统是否在工作时间。A、当集热器出水口 27的水温达到出水上限温度65°C时，供水电磁阀Dl开启，冷水通过供水管32及集热器26下部的进水口顶入到集热器内，将热水从集热器上部出水口 27顶进储水箱17，当出水口处的水温达到出水下限温度60°C时，供水电磁阀DI关闭。B、当储水箱的水位达到储水箱满水液面5时电控系统控制供水电磁阀Dl处于关闭状态，当出水口 27处的水温Tl达到或超过出水上限温度65°C，循环泵BI启动，当储水箱的水温T2达到易结垢水温85°C时，则风扇散热器20开启，当储水箱的水温T2降至水温下 限60°C时风扇散热器20关闭。当出水口 27处的水温达到出水下限温度60°C时循环泵BI关闭，停止强制循环。C、当储水箱的水位低于1/5水位时，供水电磁阀Dl开启，集热器为储水箱17补水，当储水箱17的水位达到储水箱节能水位液面16时,供水电磁阀Dl关闭。D、当饮水箱12的液位Y2低于饮水箱最低水位液面9'时，饮水箱电磁阀D7开启，储水箱17向饮水箱12开始补水，当Y2达到最高水位液面9时，饮水箱电磁阀D7关闭；当饮水箱12水温低于饮水箱最低水温85°C时，电加热器10开启；当饮水箱水温达到或超过饮水箱最高水温95°C时，电加热器10关闭，如此反复，控制饮水箱的水温在最高水温95°C与最低水温85°C间，水位在最低水位液面及最高水位液面间，获得一定量的可直接饮用的热水。当检测到系统处于非工作时间，饮水箱水温传感器、饮水箱液位传感器停止运行。当到达系统的计时时间，则系统进入自动排水状态控制系统开启集热器排空电磁阀D3、储水箱排空电磁阀D4、饮水箱排空电磁阀D5，同时除集热器排空电磁阀D3、储水箱排空电磁阀D4、饮水箱排空电磁阀D5之外的所有电控元件失电，停止工作。到达系统设定的排空时长，系统排空水，系统恢复到“工作状态”。实施例2
出水上限温度为70°C，出水下限温度为55°C。D中，当饮水箱12的液位Y2低于饮水箱最低水位液面9'和/或饮水箱12水温低于饮水箱最低水温45°C时，电加热器10开启；当饮水箱水温T3低于饮水箱最低水温45°C时，则饮水箱电磁阀D7开启，T3达到饮水箱最高水温48°C，则饮水箱电磁阀D7关闭，混水电磁阀D6开启，向饮水箱内加冷水；当T3低于饮水箱最低水温45°C，混水电磁阀D6关闭，饮水箱电磁阀D7开启；当饮水箱水温达到或超过饮水箱最高水温45°C且饮水箱水位达到最高水位液面9时，电加热器10关闭，如此反复向饮水箱内注水，并控制饮水箱的水温T3在45 °C -48 °C间，制得可用于洗菜等的低温热水。其余同实施例I。实施例3出水上限温度为75°C，出水下限温度为60°C，其余同实施例I。 实施例4出水上限温度为80°C，出水下限温度为58°C，饮水箱最高水温50°C，饮水箱最低水温40°C，其余同实施例2。实施例5出水上限温度为68°C，出水下限温度为53°C，饮水箱最高水温55°C，饮水箱最低水温43 °C，其余同实施例2。
权利要求
1.一种太阳能食用水制备系统，包括集热系统、储水系统、用水系统及电控系统，其特征在于， 所述的集热系统由金属-玻璃真空管型太阳能集热器(26)及设置在所述集热器出水口(27)处的集热器水温传感器(28)组成，所述集热器的进水口设置在集热器的下端，并与供水管(32)相连通，所述的出水口(27)设置在所述集热器(26)的上端，在所述的供水管(32)上设置有供水电磁阀Dl ； 所述的储水系统由储水箱(17)、储水箱水温传感器(18)、储水箱液位探测装置(4)组成，所述储水箱液位探测装置(4)最少能识别储水箱最低水位液面(15)、储水箱节能水位液面(16)； 所述的用水系统由饮水箱(12)、饮水箱水温传感器(11)、饮水箱液位探测装置(7)组成，所述饮水箱液位探测装置(7)最少能识别饮水箱最低水位液面(15)和饮水箱最高水位液面(16)； 所述集热器的出水口(27)通过储水箱供水管(30)与所述储水箱(17)管连通，所述储水箱(17)与所述饮水箱(12)通过饮水箱供水管(13)管连通，在所述的供水管(13)上设置有饮水箱电磁阀D7 ； 由所述的电控系统采集和处理所述集热器水温传感器(28)、所述储水箱液位探测装置(4)的电信号，并依据所述电信号控制所述供水电磁阀Dl的开启与关闭； 由所述的电控系统采集和处理所述的饮水箱水温传感器(11)、饮水箱液位探测装置(7)的电信号，并依据所述的电信号控制所述的饮水箱电磁阀D7及辅助加热的开启与关闭； 在所述的储水箱及所述饮水箱上设置有无菌换气装置。
2.如权利要求I所述的一种太阳能食用水制备系统，其特征在于所述太阳能食用水制备系统还设置有换热降温系统，所述的换热降温系统由风扇散热器(20)、循环泵BI管串接连通组成，所述换热降温系统管连通所述的集热器与所述的储水箱，所述的储水箱液位探测装置(4)还能识别储水箱满水位液面(5)、所述电控系统采集和处理所述储水箱水温传感器(18)、所述集热器水温传感器、所述储水箱液位探测装置的电信号，并依据所述的电信号控制所述风扇散热器(20)、所述循环泵BI的开启与关闭。
3.如权利要求I所述的一种太阳能食用水制备系统，其特征在于还设置有定时排水系统，所述的定时排水系统由计时器、设置在集热器(26)上的集热器电磁排空阀D3、设置在储水箱上的储水箱电磁排空阀D4、设置在饮水箱上的饮水箱电磁排空阀D5组成，所述电控系统采集和处理所述计时器的电信号，并依据所述的电信号控制所述电磁排空阀D3、D4、D5分别由所述的电控系统控制开启与关闭。
4.如权利要求I所述的一种太阳能食用水制备系统，其特征在于所述储水箱高于所述饮水箱设置，且所述储水箱的节能水位液面(16)高于所述饮水箱的最高水位液面(9)。
5.如权利要求I所述的一种太阳能食用水制备系统，其特征在于所述的无菌换气装置由设置在所述储水箱上的储水箱过滤呼吸阀(3)及设置在所述饮水箱上的饮水箱过滤呼吸阀⑶组成。
6.如权利要求I所述的一种太阳能食用水制备系统，其特征在于所述的无菌换气装置由设置在所述储水箱上的储水箱过滤呼吸阀(3)及空气连通管组成，由所述空气连通管的一端连通所述饮水箱的顶部，另一端连通所述储水箱满水位液面(5)以上的储水箱内腔。
7.如权利要求1-6各项之一所述的一种太阳能食用水制备系统，其特征在于所述的供水管(32)与所述的饮水箱(12)通过混水管(I)管连通，且所述的混水管(I)与所述的供水管的连通位置位于所述的供水电磁阀Dl与所述的供水管的供水端之间。
8.如权利要求1-6各项之一所述的一种太阳能食用水制备系统，其特征在于所述的供水管的供水端设置有三级过虑器(31)，所述的储水箱供水管上设置有过滤呼吸阀(3)。
9.一种利用太阳能食用水制备系统制备食用水的方法，其特征在于采用如权利要求1-8各项之一所述的太阳能食用水制备系统，按如下工作模块制备 (一)准备工作将系统置于“工作状态”，由所述的集热器水温传感器对所述的集热器的水温进行检测，由所述的储水箱水温传感器对所述的储水箱的水温进行检测，由所述的饮水箱水温传感器对所述的饮水箱的水温进行检测，由所述的储水箱液位探测装置对所述储水箱的水位进行检测，由所述的饮水箱液位探测装置对所述的饮水箱的水位进行检测，所述的集热器水温传感器、储水箱水温传感器、饮水箱水温传感器、储水箱液位探测装置、饮水箱液位探测装置将检测到的信号传递给所述的电控系统，由所述的电控系统对所述的信号进行处理，控制所述的供水电磁阀D1、所述的饮水箱电磁阀D7、所述的辅助加热器的开启与关闭；供水管由集热器下端向集热器内供水； (二)所述集热器制备一定水温的水并供给所述储水箱当集热器的水温达到出水上限温度时，由集热器向储水箱供水，当集热器的水温降至出水下限温度和/或储水箱的水位达到储水箱满水位液面(5)时，集热器停止向储水箱供水；所述的出水上限温度低于水的易结垢温度； (三)控制储水箱的水在节能水位及最低水位间当储水箱的水位低于储水箱最低水位液面(15)时，集热器为储水箱(17)补水，当储水箱(17)的水位达到储水箱节能水位液面(16)时，集热器停止向储水箱补水； (四)、向饮水箱供水，饮水箱得到一定水位一定水温的水，供用户使用当饮水箱的液位低于饮水箱最低水位液面(9')时，向饮水箱(12)补水，当饮水箱(12)的液位达到最高水位液面(9)时，停止向饮水箱补水；当饮水箱(12)水温低于饮水箱最低水温时，辅助加热器开启；当饮水箱水温达到或超过饮水箱最高水温时，辅助加热器关闭。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述的模块(二)中，当集热器的水温达到水温上限时，循环泵BI开启，强制水在所述的集热器与所述的储水箱内循环，当所述的储水箱的水温大于等于80°C_85°C时，风扇散热器(20)开启，对强制循环的水进行散热，当储水箱的水温降至集热器的出水上限温度时，风扇散热器(20)关闭，停止散热；当集热器出水口处的水温降到出水下限温度时，循环泵关闭，停止强制水循环。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述的模块(四)中，按如下方式完成所述的向饮水箱(12)补水饮水箱电磁阀D7开启，储水箱(17)向饮水箱(12)补水，当饮水箱水位达到最高水位液面(9)时，饮水箱电磁阀D7关闭。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于所述的饮水箱最高水温为90°C_95°C，所述的饮水箱最低水温为80°C -85°C。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述的模块(四)中，按如下方式完成所述的向饮水箱(12)补水并控制饮水箱的水温 当饮水箱水位低于饮水箱最低水位液面和/或饮水箱水温T3低于饮水箱最低水温时，辅助加热器10开启，当水位达到最高液位且饮水箱水温大于等于所述饮水箱最高水温时，辅助加热器10关闭； 当饮水箱水温T3低于饮水箱最低水温时，饮水箱电磁阀D7开启，混水电磁阀D6此时关闭；饮水箱水温T3达到饮水箱最高水温时，饮水箱电磁阀D7关闭，混水电磁阀D6开启，向饮水箱(12)内加冷水； 当饮水箱液位Y2达到饮水箱最高水位液面(9)时，混水电磁阀D6、饮水箱电磁阀D7均关闭。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于所述的饮水箱最高水温为48°C-55°C，所述的饮水箱最低水温为40°C -45°C。
15.如权利要求9所述的方法，其特征在于由所述的计时器进行计时、当系统到达所述的计时时间，所述控制系统开启集热器排空电磁阀D3、储水箱排空电磁阀D4、饮水箱排空电磁阀D5，同时除集热器排空电磁阀D3、储水箱排空电磁阀D4、饮水箱排空电磁阀D5之外的所有电控元件失电，停止工作，到系统的排空时长后，系统恢复到“工作状态”。
16.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于所述的出水上限温度为65°C-85°C,出水下限温度为50°C -60°C。
17.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述的集热器的水温为所述的出水口(27)处的水温。
全文摘要
本本发明针对现有技术中太阳能热水器制备热水时，水容易结圬沉积，产生亚硝酸盐，不能达到饮用标准的不足，提供一种太阳能食用水制备系统及采用该系统制备食用水的方法，该系统包括集热系统、储水系统、用水系统及电控系统，由电控系统控制集热系统的出水温度，储水系统的水位及用水系统的水温和水位，采用该系统及本方法可防止或有效减少亚硝酸盐的产生，从而获得达到饮用水标准的食用水。
文档编号F24J2/05GK102705898SQ201210167018
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者侯广荣, 姜延彬, 李志远, 王静 申请人:秦皇岛中荣太阳能有限公司