具有遮阳防冻功能的太阳能热水器的制作方法

本实用新型属于太阳能热水器领域，具体涉及一种具有遮阳防冻功能的太阳能热水器。

背景技术：

太阳能热水器是利用太阳光将水温加热的装置。太阳能热水器分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，真空管式太阳能热水器占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关零配件组成，把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，然后集热管将水集热得到所需热水。

专利申请号为cn201721895854.6的专利，公开了一种新型防冻真空管承压分体式太阳能热水器，该新型防冻真空管承压分体式太阳能热水器，包括纵向设置的保温水箱、换热内胆、远红外光波加热管和真空管集热器，换热内胆由球体结构和分别贯穿于球体结构左右两侧的圆柱体结构构成，球体结构位于保温水箱中部且与真空管集热器相连，球体结构和真空管集热器内含防冻液，圆柱体结构上下两端均通过不锈钢钢管固定于保温水箱箱壁，圆柱体结构内含导热油。

该专利替换掉了真空集热管内的水，防冻效果好，零下35℃仍可正常使用，其换热内胆占用面积小，加热效率更高，加热均匀性好且结构稳固。但是对于暴露在外界的出水管，特别是北方地区，热水器在使用后残留在出水管的水分往往会冻结成冰。这样会导致两个问题：一是会堵塞出水管，影响后续的使用；二是水分结冰膨胀，也容易撑坏出水管。

技术实现要素：

为了达到上述目的，本方案提供一种具有遮阳防冻功能的太阳能热水器，包括机架、集热管、加热管和水箱，所述集热管固定在机架上且集热管倾斜设置，所述加热管连通集热管和水箱，所述集热管和加热管内设有传热油，且加热管的一部分盘旋设置在水箱内；还包括遮阳机构和防冻机构，所述遮阳机构包括膨胀罐、软管、连接绳、滑轮和遮阳布，所述膨胀罐与集热管连通，且膨胀罐与集热管之间设有压力调节阀，所述软管与膨胀罐连通，所述连接绳的一端连接在软管上，另一端绕过滑轮连接在遮阳布上，所述遮阳布的固定端安装在机架上；所述防冻机构包括气缸、第一进气管、第二进气管、进水阀和储水囊，所述水箱的出水管分为竖直段和水平段，整体呈l形，所述出水管内设有补水管，所述补水管的顶部设有浮球；所述气缸与出水管的竖直段连通，所述气缸内设有隔板，且隔板将气缸分割为第一空腔和第二空腔，所述第一空腔通过第一进气管与进水阀连通，所述进水阀固定在水箱内，且进水阀与补水管连通；所述第二空腔通过第二进气管与出水管的水平段连通，所述储水囊与出水管的拐角处连通，所述第一进气管和第二进气管均为软管。

本方案的原理在于：当夏天太阳光过于强烈，或者太阳能热水器内的水含量较低时，集热管的温度会急剧升高，导致集热管内的压强大幅度提高。此时遮阳机构启动，压力调节阀打开，一部分集热油进入到膨胀罐中，并将软管填满拉直，然后软管则会拉动连接绳，将遮阳布展开，阻挡阳光继续对集热管进行加热。当集热管的温度降低后，压强降低，必要的时候，手动泄压，使得软管变弯，同时在重力的作用下，遮阳布向下移动，太阳能热水器即可正常工作。

当冬天外界温度过低出水管内残留的水结冰时，体积变大，水分会进入到气缸中，推动气缸移动，第一空腔内的空气受到挤压进而推动进水阀打开，水箱内的水则可从补水管中流出。同时，第二空腔内的空气受到挤压还会将补水管底部中水分挤入储水囊中。

与传统的太阳能热水器相比，本方案同时具有遮阳机构和防冻机构，能够同时满足冬天和夏天高温以及冰冻等各种恶劣的环境。夏天时，本方案通过遮阳机构的设置，在集热管的压强过大的时候，可自动的进行遮阳处理，有效地减少了集热管因为压强过大而被撑破的几率。冬天时，本方案利用水结冰体积膨胀的原理，一方面打开进水阀，使得补水管导通，避免出水管结冰不能用水的问题。另一方面也将出水管水平段（即底部）的水挤压到储水囊中，即便储水囊结冰，也可以使出水管的底部导通。

进一步，所述进水阀包括阀壳和阀芯，所述阀芯滑动设置在阀壳内，所述阀壳的两端均设有防止阀芯脱出的挡块，所述阀壳和阀芯上均设有进水通道，当阀壳和阀芯的进水通道导通时进水阀导通。该进水阀结构简单，进水效果好。

进一步，所述气缸内的活塞与气缸之间设有弹性件。弹性件的设置，可使得气缸自动回复到原位，不用经常手动调节，操作更加方便。

进一步，所述弹性件为不锈钢压簧。不锈钢压簧弹性好，使用寿命长。

进一步，所述连接绳的数量为多组。多组连接绳在展开遮阳布时更加的平稳。

进一步，所述补水管为保温管。保温管的设置，补水管更不易结冰，效果更好。

进一步，还包括第二活塞和连杆，所述气缸呈t形，且气缸的进气口的横截面积小于气缸出气口的横截面积，所述第二活塞滑动设置在气缸的进气口处，所述活塞滑动设置在气缸的出气口处，所述连杆连接在活塞和第二活塞之间。这样就形成了放大效应，只要有少量的结冰就能够推动活塞进行一个较大距离的移动，推动效果更好。

附图说明

图1为本实用新型实施例的示意图。

图2为本实用新型实施例中水箱处的示意图。

图3为图2中a1处的放大图。

图4为图2中a1处的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架10、水箱20、出水管30、补水管31、浮球32、气缸40、第一进气管41、第二进气管42、进水阀43、阀壳4301、阀芯4302、储水囊50、集热管60、膨胀罐71、软管72、滑轮73、遮阳布74、加热管80、第二活塞90。

如图1所示，本实施例提供一种同时具有遮阳和防冻功能的太阳能热水器。热传导方面，不是通过直接加热水，而是通过加热管80内的油进行二次热传导。加热管80在集热管60中循环，并盘旋在水箱20内进行传热。除了机架10、集热管60和水箱20等常规结构外，本方案还包括两个部分，分别是遮阳机构和防冻机构。

遮阳机构包括膨胀罐71、软管72、连接绳、滑轮73和遮阳布74。膨胀罐71与集热管60连通，且膨胀罐71与集热管60之间设有压力调节阀。软管72与膨胀罐71连通，连接绳的一端连接在软管72上，另一端绕过滑轮73连接在遮阳布74上，遮阳布74采用黑色的布，其下端安装在机架10上。连接绳的数量可多设置几组，本方案设置了2组。多组连接绳在展开遮阳布74时更加的平稳。

如图2所示，防冻机构包括气缸40、第一进气管41、第二进气管42、进水阀43和储水囊50，水箱20的出水管31分为竖直段和水平段，整体呈l形。出水管31内设有补水管31，补水管31采用保温管制成，更不易凝结成冰。补水管31的顶部设有浮球32，但补水管31贯穿浮球32，遮阳可以使得补水管31导通，补水更加容易顺畅。

气缸40整体呈t形，向下倾斜设置。其上方为出气口，横截面积更大，活塞滑动设置在这个部分；下方为进气口，横截面积较小，第二活塞90滑动设置在这个部分。气缸40内的活塞与气缸40之间设有弹性件。弹性件的设置，可使得气缸40自动回复到原位，不用经常手动调节，操作更加方便。弹性件采用不锈钢压簧。不锈钢压簧弹性好，使用寿命长。第一空腔通过第一进气管41与进水阀43连通，进水阀43固定在水箱20内，且进水阀43与补水管31连通。

如图3和图4所示，进水阀43包括阀壳4301和阀芯4302，阀芯4302滑动设置在阀壳4301内，阀壳4301的两端均设有防止阀芯4302脱出的挡块，阀壳4301和阀芯4302上均设有进水通道。当阀壳4301和阀芯4302的进水通道导通时进水阀43导通。该进水阀43结构简单，进水效果好。

气缸40的下方则是第二空腔，第二空腔通过第二进气管42与出水管31的水平段连通，储水囊50与出水管31的拐角处连通，第一进气管41和第二进气管42均为软管，比如橡胶管或者伸缩管均可。

在具体使用操作时，主要分为夏天和冬天两个不同的时段。

当夏天太阳光过于强烈，或者太阳能热水器内的水含量较低时，集热管60的温度会急剧升高，导致集热管60内的压强大幅度提高。此时遮阳机构启动，压力调节阀打开，一部分集热油进入到膨胀罐71中，并将软管72填满拉直，然后软管72则会拉动连接绳，将遮阳布74展开，阻挡阳光继续对集热管60进行加热。当集热管60的温度降低后，压强降低，必要的时候，手动泄压，使得软管72变弯，同时在重力的作用下，遮阳布74向下移动，太阳能热水器即可正常工作。

当冬天外界温度过低出水管31内残留的水结冰时，体积变大，水分会进入到气缸40中，推动气缸40移动，第一空腔内的空气受到挤压进而推动进水阀43打开，水箱20内的水则可从补水管31中流出。同时，第二空腔内的空气受到挤压还会将补水管31底部中水分挤入储水囊50中。

与传统的太阳能热水器相比，本方案同时具有遮阳机构和防冻机构，能够同时满足冬天和夏天高温以及冰冻等各种恶劣的环境。夏天时，本方案通过遮阳机构的设置，在集热管60的压强过大的时候，可自动的进行遮阳处理，有效地减少了集热管60因为压强过大而被撑破的几率。冬天时，本方案利用水结冰体积膨胀的原理，一方面打开进水阀43，使得补水管31导通，避免出水管31结冰不能用水的问题。另一方面也将出水管31水平段的水挤压到储水囊50中，即便储水囊50结冰，也可以使出水管31的底部导通。

需要提前说明的是，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。