排空型太阳能热水器防冻装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及排空型太阳能热水器防冻装置，该装置分4型。装置运用电磁学原理和流体力学原理，其特征主要由热水器水箱、穿入热水器水箱内部的排空管道、上下水管道、在太阳能热水器水箱下水管接口处安装的电磁阀、导线、水位水温上水下水排空智能显示仪、三通阀、水龙头开关构造的新型管道结构。本装置实现了单管上水下水并水；保证了在上完冷水和使用完热水后，管路总能保持排空状态，实现热水即开即用；同时从根源上解决了冬天因温度处于零下管道内水结冰堵塞和冬天因温度处于零下管道内水结冰膨胀使管道冻裂的问题。本装置不仅适用于所有太阳能热水器，而且可根据其原理装配各种电热水器、燃气热水器等，实现节水节能。
【专利说明】排空型太阳能热水器防冻装置
一、【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能热水器排空装置，是一种新型的单管道排空、防阻、防冻装置。属新能源太阳能热水器应用【技术领域】。
二、【背景技术】
[0002]21世纪新能源——太阳能，逐步地被广泛利用，太阳热水器以其安全、节能、用量大、用途广、使用方便等优点日益得到了广大消费者的青睐。然而，太阳热水器在冬季使用的问题日益突出，一直困扰着消费者。
[0003]目前，太阳能热水器管道的防冻主要措施有:加热防冻、循环管道防冻、防冻液防冻、排空防冻等。虽然他们能解决部分防冻问题，但有的措施需要动力，有的措施操作实施不便，成本高，同时还额外消耗大量能源，都不够完善，简介如下:
[0004]加热防冻即电伴热带防冻，额外消耗电能，安装和使用成本高；机械动力循环，装置成本高，耗电量大；滴水循环防冻，此方法效果明显、不需要增加投资和改动设备，但以浪费水资源为代价；防冻液防冻，防冻液的使用冰点温度(浓度配比)、使用过程中要定期检测液体的冰点温度、色泽、损耗量以及对管路的腐蚀性，一旦泄漏对人造成伤害；简单的机械式排空方式，实际生产工艺繁琐或者不适宜工业化生产；电动排空方式，寿命短，使用受限。
三、
【发明内容】
[0005]运用电磁学原理，采用电磁阀，所有运作的力来自于线圈产生的电磁力。由静铁芯、线圈、动铁芯(衔铁)构成的电磁头将电能转为机械能。通电时电磁线圈产生的电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧力把关闭件压在阀座上，阀门关闭。
[0006]运用流体力学原理，静止流体中任意一点压强的大小与方位无关，即同一点的压强各向等值。由欧拉平衡方程可知，重力场中流体的静力学基本方程为P = PQ+P gh，其中Ptl为液面上的大气压强。
[0007]本发明提供第一种排空型太阳能热水器防冻装置，装置主要由热水器水箱、排空管道、上下水管道、电磁阀、导线、智能显示仪(控制水位、水温、上水、下水)、三通阀、水龙头开关组成。装置在太阳能热水器水箱下水管接口处安装电磁阀，在电磁阀下方下水管附近利用三通阀连接一个排空管穿入热水器水箱内部，且排空管道直达热水器水箱内顶部绝热材料附近。排空管道与通气孔相通，进而连通外界大气。当电磁阀关闭后，使水管内的水与大气相通，形成一个连通器，管内气压与外界大气压相同，管道内上下水面存在压强差AP= P.g.Ah,因此水在重量作用下从下面的管道口流出。
[0008]本发明是利用电磁阀、排空管道等，构造新型的管道结构。装置实现单管上水下水并水，还保证了在上完冷水和使用完热水后，管路总能保持排空状态，待用户下次用水时，管道里流出来的就是太阳能热水器集水箱内的热水，实现热水即开即用。同时从根源上解决了冬天因温度处于零下管道内水结冰堵塞和冬天因温度处于零下管道内水结冰膨胀使管道冻裂的问题。
[0009]本发明提供第二种排空型太阳能热水器防冻装置，是在上述第I种排空型太阳能热水器防冻装置基础上，在上水的单向电磁阀与任一用水开关中间安装一个集水箱，收集在上完冷水和使用完热水后管道排空时流出的冷水或热水，另作它用(如用于厨房洗菜、洗手等)，实现节水。
[0010]本发明提供第三种排空型太阳能热水器防冻装置，是在上述第I种排空型太阳能热水器防冻装置基础上改进的，其特点是在太阳能热水器水箱下水管接口处安装的是一个双向电磁阀，或平行安装两个方向相反地单向电磁阀，且在热水器水箱下面附近的排空管道中安装一个电磁阀，实现控制从太阳能热水器集水箱底部上水。
[0011]本发明提供第四种排空型太阳能热水器防冻装置，在太阳能热水器水箱下水管接口处安装电磁阀，电磁阀的开关可通过导线安装在热水用水处，也可连接到智能显示仪上。在电磁阀下水管附近利用三通阀连接一个排空管，排空管道在热水器水箱外部，且高于热水器水箱内部最高水平面，排空管道与通气孔相通。此装置是一种可在现行使用的太阳能热水器上改装的单管排空装置。此装置也可和第3种装置一样，通过安装单向和双向电磁阀，实现控制从太阳能热水器集水箱底部上水。
[0012]上述第二、三、四种排空型太阳能热水器防冻装置和第一种一样，都是利用电磁阀、排空管道，构造的新型管道结构。都能实现单管上水下水并水，保证在上完冷水和使用完热水后，管道内始终保持排空状态，热水即开即用，同时从根源上解决冬季上下水管道因温度在摄氏零度以下阻塞甚至冻裂的问题，还能实现节水节能。排空型太阳能热水器防冻装置不仅适用于所有太阳能热水器，而且适用于所有电热水器、燃气热水器等。
四、【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型I排空型太阳能热水器防冻装置的结构示意图
[0014]图2是本实用新型II排空型太阳能热水器防冻装置的结构示意图
[0015]图3是本实用新型III排空型太阳能热水器防冻装置的结构示意图
[0016]图4是本实用新型IV排空型太阳能热水器防冻装置的结构示意图
[0017]本实用新型包括:
[0018]I热水器水箱2玻璃真空管3通气孔4绝热材料5传感器6电磁阀7排空管道8单向电磁阀9水龙头开关10智能显示仪11导线12上下水管道13三通阀14集水箱(图2)
五、【具体实施方式】
[0019]下面结合附图1、图2对本实用新型做进一步的说明。
[0020]上水过程:通过智能显示仪(10)打开单向电磁阀⑶开关，冷水沿上水管道(12)经过排空管道(7)进入热水器水箱(I)。智能显示仪(10)显示上完水，上水自动停止。然后打开水龙头开关(9)，排空管道(7)通过通气孔(3)与外界大气连通，上水管道(12)中的冷水在自身重力作用下全部排空，或流入集水箱(14)。
[0021]用水过程:使用热水时，通过智能显示仪(10)打开电磁阀(6)开关，再打开热水用水开关，热水沿着下水管道(12)流出，即开即用。用水结束后，通过智能显示仪(10)关闭电磁阀(6)，阻断热水。由于排空管道(7)通过通气孔(3)与外界大气连通，下水管道(12)中的热水在自身重力作用下通过打开的用水开关或水龙头开关(9)全部排空，或流入集水箱(14)。
[0022]下面结合附图3对本实用新型做进一步的说明。
[0023]上水过程:通过智能显示仪(10)打开电磁阀(6)上水开关，打开单向电磁阀(8-01)开关，冷水沿上水管道(12)经过电磁阀(6)进入热水器水箱(I)。智能显示仪(10)显示上完水，上水自动停止。然后通过智能显示仪(10)打开单向电磁阀(8-02)开关，同时打开水龙头开关(9)，排空管道(7)通过通气孔(3)与外界大气连通，上水管道(12)中的冷水在自身重力作用下全部排空。
[0024]用水过程:使用热水时，通过智能显示仪(10)打开电磁阀(6)下水开关，再打开热水用水开关，热水沿着下水管道(12)流出，即开即用。用水结束后，通过智能显示仪(10)关闭电磁阀(6)，阻断热水。然后通过智能显示仪(10)打开单向电磁阀(8-02)开关，由于排空管道(7)通过通气孔(3)与外界大气连通，下水管道(12)中的热水在自身重力作用下通过打开的用水开关或水龙头开关(9)全部排空。
[0025]下面结合附图4对本实用新型做进一步的说明。
[0026]上水过程:通过智能显示仪(10)打开单向电磁阀⑶开关，冷水沿上水管道(12)经过排空管道(7)和通气孔(3)进入热水器水箱(I)。智能显示仪(10)显示上完水，上水自动停止。然后打开水龙头开关(9)，排空管道(7)通过通气孔(3)与外界大气连通，上水管道(12)中的冷水在自身重力作用下全部排空。
[0027]用水过程:使用热水时，通过智能显示仪(10)或直接打开电磁阀(6)开关，再打开热水用水开关，热水沿着下水管道(12)流出，即开即用。用水结束后，通过智能显示仪(10)或直接关闭电磁阀(6)，阻断热水。由于排空管道(7)通过通气孔(3)与外界大气连通，下水管道(12)中的热水在自身重力作用下通过打开的用水开关或水龙头开关(9)全部排空。
[0028]若此装置和III型装置一样，安装了单向和双向电磁阀，就可实现控制从太阳能热水器集水箱底部上水。上水和用水过程和附图3的说明类似。
[0029]综上所述，上下水结束后均能将管道内冷热水完全排出，使管道处于排空状态，达到防阻、防冻、热水即开即用的效果，同时节水节能。
【权利要求】
1.一种排空型太阳能热水器防冻装置，其特征在于主要由热水器水箱、排空管道、上下水管道、电磁阀、导线、智能显示仪、三通阀、水龙头开关组成，在太阳能热水器水箱下水管接口处安装电磁阀，在电磁阀下方下水管附近利用三通阀连接一个排空管穿入热水器水箱内部，且排空管道直达热水器水箱内顶部绝热材料附近。
2.如权利要求1的排空型太阳能热水器防冻装置，其特征是在上水的单向电磁阀与任一用水开关中间安装一个集水箱，以便收集在上完冷水和使用完热水后管道排空时流出的冷水或热水，另作它用，实现节水。
3.如权利要求1的排空型太阳能热水器防冻装置，其特征是在太阳能热水器水箱下水管接口处安装的是一个双向电磁阀，或平行安装两个方向相反地单向电磁阀，且在热水器水箱下面附近的排空管道中安装一个电磁阀，实现控制从太阳能热水器集水箱底部上水。
4.如权利要求1的排空型太阳能热水器防冻装置，其特征在于:在太阳能热水器水箱下水管接口处安装的电磁阀的开关可通过导线安装在热水用水处，也可连接到智能显示仪上，在电磁阀下方下水管附近利用三通阀连接的排空管道在热水器水箱外部，且高于热水器水箱内部最高水平面，排空管道与通气孔相通。
【文档编号】F24J2/46GK204063640SQ201420179900
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】杨长铭, 王阳恩, 赵顺龙 申请人:长江大学