專利名稱：一種儲熱水箱具有分隔保溫功能的太陽能制熱水裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能熱水器領域，具體是一種儲熱水箱(即是室內水箱)具有 分隔保溫功能的太陽能制熱水裝置。
背景技術：
目前，人們在生活中使用的太陽能熱水器，主要有 ^幾安裝式、集中式和 分體式等。其原理都是通過太陽能集熱器吸收太陽光能，利用水的熱交換循環或 導熱介質間接換熱形式將儲水箱內的低溫水加熱供人們生活^Jf]。但由于住宅樓 的建筑結構及各種熱水器自身結構問題，在使用中都存在一定的實際問題。例如，
#^^幾式由于它的型號和規格不統一，造成在住宅樓頂擺放凌亂，影響市容， 又在不同程度上破壞樓頂的防水層面，對于建筑物的安全、防雷、抗震性都存在 一定的隱患。整^^幾太陽能熱水器熱水輸出管線長，使用時需放掉大量冷水，造 成水資源、熱能的浪費；另外置于室外的儲熱水箱在冬季夜晚熱損量大。以往分 體式太陽能制熱水裝置，無i侖;^承壓式ii是非7l^壓式，是7JC直4妄換熱還^^j^質導 熱，在熱交換過程中換熱循環管路的熱能損失非常大，造成太陽能制熱水裝置制 熱效率低，尤其在冬季環境溫度較低的情況下制熱效率會更低；在冬季，汽餾、 凍堵產生汽l封暴管，防凍伴熱帶^^)不當和質量問題易燃^^火，另外依靠帶壓 力頂出儲熱水箱中的熱水的分體式太陽能制熱水裝置，在使用熱水時，低溫自來 水ii7^渚熱水箱，與水箱內熱水混^^后水箱內的熱水會*降溫。
發明內容
針對上述情況，本發明提供一種儲熱水箱具有分隔保溫功能的太陽能制熱水裝置 以解決現有^H^幾安裝式、集中式和分體式等太陽能熱水器產品，在使用中存在 的制熱效率低、管路凍堵、汽脹炸管漏水、低溫自來水ii^儲熱水箱后造成水箱 內的熱水^*大幅度降溫等問題。 ^^發明的才支術方案是
1、 一種儲熱水箱具有分隔保溫功能的太陽能制熱7K裝置，其特征在于該裝置設有室內水箱(1),在室內水箱(1)內設有保溫隔斷壁(5),在保溫隔斷
壁(5)上設有連通管路(26),在室內水箱(1)的上端裝有止水呼吸閥(2)。
2、 按照權利要求1所述的儲熱水箱具有分隔保溫功能的太陽能制熱水裝置， 其特44于該裝置設有與室內水箱(1)的進水口 (34)相連的上水管路(3 ), 在上水管路(3 )上裝有上 W空制閥(4);室內水箱(1)還分別連有循環上水管 路(6)和循環下水管路(13 ),在循環上水管路(6)上裝有循環管路控制閥(7) 和循環水泵(8);在循環下水管路(13)上裝有止回閥(14);室內水箱(1) 的出水口 (35)連有熱水出7jc管路(32)，在室內水箱(1)內裝有水箱溫度傳感 器(27)。
3、 按照權利要求2所述的儲熱水箱具有分隔保溫功能的太陽能制熱水裝置， 其特征在于在循環水泵(8)進水口端的循環上水管3各(6)和-爭過循環管路控 制閥(7)的上水管路(3)之間連有排空管路(15)，在排空管路(15)上裝有 排空管路止回閥(16)。
4、 按照權利要求2所述的儲熱水箱具有分隔保溫功能的太陽能制熱水裝置， 其特;f碌于在循環上水管路(6)與循環下水管路(13 )之間連有下水積 K4非放 管路(41);在下水積7j^非放管路(41)上裝有逆止閥(42),在循環上水管路
(6)上連有積7M非放管路(17)，積水排放管路(17)與下水積7^#放管路(41) 相通，在積水排》文管^各(17)上裝有積水管^4空制閥(18 )，在積水排i史管3各(17) 上裝有故障報警器(19 )。
5、 按照權利要求2所述的儲熱水箱具有分隔保溫功能的太陽能制熱水裝置， 其特;[4于在與室內水箱(1)的出水口 (35)相連的熱水出水管路上裝有傳感 器(10);或者，在室內水箱的水的^J^處裝有控制開關(9)。
6、 按照權利要求2所述的儲熱水箱具有分隔保溫功能的太陽能制熱水裝置， 其特4球于與室內水箱(1)連接的循環上水管路(6)和循環下水管路(13) 上端連有太陽能集熱器(12),在循環下水管路(13)的上端或者在^盾環上水管 路(6)的上端或者在集熱器水箱上端，裝有呼吸器(21)。
7、 按照權利要求6所述的儲熱水箱具有分隔保溫功能的太陽能制熱水裝置， 其特征在于在集熱器(12)上端有集熱器水箱(20),在集熱器水箱(20)兩 側上端分別裝有插入式進水管口 (22)和插入式出水管口 (23)，它們分別與循 環上水管路(6)和循環下水管路(13 )相連；在裝有插入式進水管口 ( 22 )和插入式出水管口 (23)的集熱器水箱(20)下面裝有真空集熱管(25)，真空集熱 管(25 )里面裝有金屬換熱管(33 ),金屬換熱管(33 )上有喇p八口密封管頭(36)， 喇叭口密封管頭(36)的一端為換熱管管口 (38)、喇叭口密封管頭(36)的另 一端連有底部封堵的換熱管體(37)，金屬換熱管(33)在喇叭口密封管頭(36) 的位置通過密封環(39)與水箱連接口 (40)相連。 本發明的有益效果是
1 、本發明由于在室內水箱內采用了保溫隔斷壁以及穿過保溫隔斷壁的連通管 路的設計，使本裝置在能夠完成系統換熱循環、循環管路排空等功能程序的同時， 在^^)熱水時避免了低溫自來水直4妄頂進水箱，熱水停止^fM后冷熱7]c^^使室 內水箱中的水旨降溫問題，保證了通過保溫隔斷壁而隔斷出的室內水箱內的高 溫箱中的水不能直接被低溫自來水';f洽降溫，從而在使用熱水時能夠有較高溫度 的熱水。
2、 本發明是由承壓室內水箱、換熱循環管路、循環水泵和各種控制、傳感部 件以及智能控制系統組成的一種新型分體式太陽能制熱水裝置中可切換壓力的室 內水箱組合配套裝置，可以使每戶的分體式太陽能制熱水裝置中的太陽能集熱器 在建筑上實現統一集中布置，儲熱水箱(即是室內水箱)放置室內，解決了^W 產品在使用中存在的擺放凌亂、影響市容、破壞4婁頂的防水層面等一系列問題， 實現太陽能與建筑一體化。
3、 本發明在太陽能制熱水系統換熱循環及循環管路排空時，室內水箱處于常 壓循環狀態；熱水使用時，室內水箱處于承壓狀態。由于^用了系統循環換熱時 室內水箱無壓力和^^)熱水時室內水箱帶壓力兩種狀態自動轉換的設計，使循環 換熱后循環管路中的水靠自然落差流入室內水箱，讓換熱循環管路得以排空；在 ^J ]熱水時，帶壓水(自來水)經上水管路注入室內水箱，將室內水箱中的熱水 通過出水口經熱水出水管^各頂出混水閥，讓用戶在佳月熱水時，就象4M岸義壓貯 水式電熱水器一樣方便、舒適、安全。
4、 本發明由于實現了循環管路排空，解決了以往分體式太陽能制熱水裝置在 采用水直接循環換熱形式時，換熱后的循環管路中水變冷的熱能損^^。采用換熱 介質間接換熱形式時，在換熱過程中的熱能損耗問題，大大提高了太陽能制熱水 效率。
5、 本發明因為實現了循環管^4非空，循環管路在系統換熱時，熱能損耗非常少，循環管路可以適度加長，使貯水箱可以相對的遠離太陽能集熱器而放置于室 內，解決了以往太陽能熱水器貯水箱離用水點遠，在使用熱水時，需放掉大量涼 水的問題。
6、 本發明(圖1)中的排空管路設計，使循環下7jC管路和循環上水管路中的 水同時^ii室內水箱，提高了循環管^4非空it^，減少了本發明系統中需延時開 啟、關閉的控制閥延時時間，即節能又不能因為循環換熱和循環管3備悱空時間過 長影響熱水的正常^Jf]。
7、 本發明裝置中，循環管路實現了排空，循環換熱后循環管路中無存水，故 此不會產生管路凍堵現象。解決了過去為防止管路凍堵而力。設伴熱帶造成的能源 損耗以及伴熱帶^J ]不當起火燃燒的安全隱患問題。
8、 本發明應用時采用了下水積7^#放管路和積水排放管路及管路上故障報警
器( 一關殳可為水流傳感器)設計(如圖1所示)循環換熱和循環管路棑空后，
雖然集熱器水箱和室內水箱中的7jC仍保持換熱循環前的注滿水量，但循環下7jC管 路和循環上水管路中會有換熱循環前室內水箱的承壓狀態切換為換熱循環后常壓 狀態過程中產生的少量膨脹水，膨脹水量過多時可以通過下水積7j^非放管路和積 7^#放管蹈"#出系統，可避免循環管路中因為膨脹水蓄積的現象而不能實現循環
管路正常排空問題的發生；另外當循環下水管路上的止回閥損壞時，在上水控制 7j^只7J^非放管路、積7ja非放管^4非放出去；而當上水管路與循環上水管3化間的
控制閥，如循環管^4空制閥或排空止回閥損壞時，在上水控制閥處在開啟狀態時，
上水管路中的帶壓水或帶壓自來7jC-4p份頂進室內水箱，""^P份水經循環上水管 路通過積7^#放管^##放出去；上7j^空制閥損壞時，系統循環換熱、排空程序結 束前，帶壓7R或帶壓自來7jC通iih水管路i^室內水箱也ii/v循環上水管路和循 環下水管路，當系^/f盾環換熱、排空程序結束時，這部分水^it過積7M非放管路
排;改出去；積7jof路控制閥損壞時，系統循環換熱時，循環換熱水會經循環上水 管路通過積7^#放管^#放出去；因此下水積7^#放管路和積7^#放管路的設計，
避免了因系統各種控制閥件的損壞或膨脹水量過多而造成的循環下7K管路或循環
上7K管路中充滿水不能實現正常排空，致使冬季循環管路凍堵問題的發生；在該
裝置系統積7W非放管路上裝有故障報警器，當系統某個控制閥件的損壞產生不正
常水流通過時及時報警，使損壞的控制閥件盡快得以維護；并且太陽能集熱器如200910135100.4
果產生高溫膨脹氣體和微量的高溫膨脹水都能通過已排空的循環管路、下7JC積水 排放管路和積7^#放管路順暢的#^和排出，改變了過去太陽能集熱器只能通過 呼吸閥呼吸的歷史，避免了太陽能集熱器在冬季呼吸閥因汽餾凍堵而產生汽"封暴 管、刻旦等事故的發生。
9、 本發明應用時采用真空集熱管吸收太陽光能,燜曬其中金屬換熱管中的水， 使其升溫來與集熱器7K箱中的低溫水進行熱交換，完成集熱器制熱水過程。由于 真空集熱管中無水，所以不存在以往采用真空集熱管直4剡諸水進行熱交換，而出 現的因為冷熱差大、結凍、；^長等情況下產生爆管漏水現象，集熱器制熱運行更 安全可靠。
10、 本發明應用時，插入式進水管口和插入式出7K管口由于都從集熱器水箱
上端插入集熱器水箱內 一段長度(5-20mm),因》化循環管路排空后集熱器水箱 內仍保持原來的水量，同時產生的虹吸現象使集熱器水箱上端的水^^i工吸出來， 為特殊寒冷情況下，其中的水結冰膨脹預留了安全空間。
11、 本發明中室內水箱按承壓貯水式電熱水器標準設計，具備電熱7j^器的基 本功能，當在天氣影響下太陽能制熱水溫度不夠時，可隨時采用電輔助加熱以保 證熱水的連續^^]。同時本發明中室內水箱也JU^i^卸壓功能。
圖l為;^發明結構示意l-室內水箱；2-止水呼^及閥；3-上水管路；4-上7W空制閥；5-保溫隔斷壁；6-循環上水管3各；74盾環管^4空制閥；8循環水泵；94空制開關；10-傳感器；11-下 水管口； 12-集熱器；13-循環下水管路；14-止回閥；15-排空管路；16-排空管路 止回閥；17-積 W非放管路；18-積7jc管^4空制閥；19-故障報警器；20-集熱器水箱； 21-呼吸器；22-插入式進水管口； 23~#入式出水管口； 24-集熱器水箱溫度傳感器； 25-真空集熱管；26-連通管路；27-水箱溫度傳感器；28-智能控制儀；29-閥組連 接板體；30-電加熱器；31-混水閥；32-熱水出水管路；33-金屬換熱管；34-進水 口； 35-出水口； 41-下水積7W非放管路；42-逆止閥；46-;也漏。
圖2為本發明實施應用例中集熱器真空集熱管中金屬真換熱管結構示意33-金屬換熱管；36-喇叭口密封管頭；37-換熱管體；38-換熱管管口。
圖3為本發明實施應用例中集熱器水箱與真空集熱管、^r屬換熱管連接剖面
圖；20-集熱器水箱；25-真空集熱管；33-^^換熱管；38-換熱管管口； 39-密封 環；40-水箱連接口。
圖1中A表示本發明系統中膨脹7jC4放區；圖l中G表示室內水箱1內的高 溫水箱；D表示室內水箱1內的j氐溫水箱。
務沐實施方式
本發明結構主要由室內水箱1、保溫隔斷壁5，連通管路26、止水呼吸閥2， 循環上水管3各6、循環下水管^各13、循環水泵8和各種控制閥等部分構成，室內 水箱1分別連有循環上水管路6和循環下水管路13,室內水箱1與循環上水管路 6和循環下水管路13的連接可分別單獨在室內水箱1上設有連接口 ，也可利用室 內7JC箱的出水口和i^7jc口分別作為循環上水管路6和循環下7jC管路13的連接口 ，
或者也可利用室內水箱的出水口和進水口分別作為循環下7K管路13和循環上水 管^各6的連4妾口。其具體結構如下
如圖1所示，該裝置在室內水箱1內設有保溫隔斷壁5;保溫隔斷壁5將室 內水箱1內腔隔斷形成高溫水箱G和^i顯水箱D,在保溫隔斷壁5上裝有穿過保 溫隔斷壁5的連通管^各26，可利用多個保溫隔斷壁5和連通管5各26讓室內水箱 內可設有多級高、低溫水箱，在室內水箱1上端裝有止水呼吸閥2，在室內水箱1 內設有下水管口 11，下水管口 ll連有循環下水管路B,在循環下7K管路13上裝 有止回閥14,在室內水箱1內裝有水箱溫度傳感器27和電加熱器30;室內水箱 1下端設有進水口 34,進水口 34連有循環上水管路6，循環上7jc管路6與上水管 路3相通，在上水管路3上裝有上水控制閥4 (一般可為電磁閥)；在循環上水 管路6上裝有循環管^l^空制閥7 (—般可為電磁閥)；在循環上水管路6上裝有 循環水泵8;室內水箱1的出水口 35連有熱水出水管路32,熱水出水管路32上 裝有傳感器10;或者，在室內水箱1的水的^fM處裝有控制開關9 (一般可為接 近開關式傳感器)與智能控制儀28通過控制線相連或通過無線遙控信號形式相連 控制；熱水出7jc管路32和上水管路3之間裝有混水閥31;在室內水箱1下面管 路上設有各功能閥件水控制閥4、水流傳感器IO、循環管鴻襲制閥7等連接處 有一閥組連接板體29。
如圖l所示，在循環下水管路13的上端裝有呼吸器21;或者，在循環上水 管路6的上端，或者，在集熱器7K箱20上端裝有呼吸器21;
該裝置的循環下水管路13和循環上水管路6的上端連有集熱器12,集熱器12設有集熱器水箱20，在集熱器水箱20內裝有集熱器水箱溫度傳感器24;在集 熱器水箱20兩側頂端分別裝有插入式進水管口 22和插入式出水管口 23,插入式 進7jof 口 22和插入式出水管口 23都從集熱器水箱20頂端插入水箱內膽里側一段
如圖2、圖3所示，在集熱器水箱20下面裝有一排真空集熱管25,真空集 熱管25里面裝有金屬換熱管33,金屬換熱管33上有喇叭口密封管頭36，喇叭口 密封管頭36的一端為換熱管管口 38,喇叭口密封管頭36的另一端連有底部封堵 的換熱管體37, ^屬換熱管33在喇叭口密封管頭36的位置通過密封環39與水 箱連接口 40相連；
如圖1所示，在循環水泵8進水口端的循環上水管路6和跨過循環管^4空制 閥7的上水管路3之間連有排空管路15;在排空管路15上裝有排空管路止回閥 16;在循環上水管路6與循環下水管路13之間連有下水積7W非放管路41，下水 積水排放管路41上裝有逆止閥42,在循環上水管路6上連有積水排放管路17, 積水排放管路17與下7jc積 K4非放管路41相通,在積7W非放管路17上裝有積水管 路控制閥18 (—般可為電磁閥)；在積水排放管路17上裝有故障報警器19 (一 般可為水流傳感器)，積水排放管路17與地漏46相通；
如圖l所示，本發明中，智能控制儀28通過電控線路分別與上水控制閥4、 循環管路控制閥7、循環水泵8、集熱器水箱溫度傳感器24、水箱溫度傳感器27、 積水管^4空制閥18、故障報警器19電加熱器30的電控線相接；
智能控制儀28通過電控線路與控制開關9，或者傳感器IO、的電控線相接； 智能控制儀28通過接收各信號指揮相應的電控部件動作，循環換熱及循環換熱 后循環管路中的7j^非空^^室內水箱1中^,智能控制儀28又接收各信號指 揮相應的電控部件動作，切斷循環管路，完成太陽能制熱水過程。佳月熱水時， 帶壓水(自來水)進入室內水箱1中將其中熱水頂出混水閥31。在本發明中該裝 置運行過程可實現自動故障報警，保證^^]更安全。
智能控制儀28通過常規PLC或單片機^^呈序編程元件編程完成本發明所述 的智能控制程序。
該發明裝置通過其控制系統接收傳感組件發出的信號，指揮各控制閥、循環 水泵等部件動作，使本發明裝置中室內水箱中的低溫水與集熱器吸收太陽光能后 產生的高溫水進行循環換熱，經過數次循環換熱使室內水箱中的水溫度升高，完成太陽能制熱7JC過程。并且由于采用了系統循環換熱時，室內水箱無壓力和室內 水箱帶壓力使用熱水的兩種狀態自動轉換的設計，使循環換熱后循環管路中的水 靠自然落差流入室內水箱，讓換熱循環管路得以排空；在使用熱水時，帶壓水(自 來水)首先進入室內水箱中低溫水箱D (低溫區)的下部，將低溫區上部的較高 溫度的水先通iti4通管路頂入高溫水箱G (高溫區)的下部，最終是將高溫區上
部的高溫熱水經出水口頂出混水閥，讓用戶在4吏用熱水時，就象^J^7 義壓貝i水式 電熱水器一樣方便、#it、安全，而且低溫自來水iiA室內水箱后只Aitii^低
溫區，高溫區熱水溫度不會發生較大變化。同時，太陽能集熱器如產生高溫膨脹 氣體能通過排空的循環管路和排空管路，經積水排放管路順暢的釋放，改變了過 去太陽能集熱器只能通過呼吸閥呼吸的歷史。
系統安裝完畢時，本發明的工作過程是 一、室內水箱上水沖莫式
開啟智能控制儀28電源，系統自動i^室內水箱上7j^莫式(智能控制儀28 每次斷電后再啟動時老P^^^于iH^莫式)
方案一，上水管路3上的上水控制閥4為常開閥時(一般為常開電磁閥)
1 、帶壓水或帶壓自來水經上水管路3和上水控制閥4進入室內水箱1,將混 水閥31 4t至熱水端開啟，室內水箱1注滿水，混水閥31出水后關閉混水閥31。
2、圖1中，循環上水管路6上關閉的循環管路控制閥7(—般為常閉電磁閥) 切斷室內水箱1和上水管^各3與循環上水管^各6的連通;循環下水管3各13上止回 閥14切斷其上端的循環下7J^管路13被逆止的管路段，在循環水泵8進水口端的 循環上水管路6和跨過循環管^-t空制閥7的上水管路3之間連有排空管路15;在 排空管路15上的排空管路止回閥16切斷其右側上端與其連接的循環上水管路6 被iEjh的管路段；
致使圖1中，該發明裝置系統中在上水和非換熱循環狀態時，帶壓水或帶壓 自來7K通itJi7K管路i^室內水箱1,而不能ii^循環上水管路6和循環下水管 路13;
方案二，上水管路3上的上水控制閥4為常閉閥時(一般為常閉電磁閥)如 圖1所示
1、在系統上水時，將混水閥31旋至熱7K^開啟，上水管路3上的上水控制閥 4開啟并延時(一fe^時3—10分鐘后關閉)，帶壓水或帶壓自來水經上水管3各3
ii和上7J^空制閥4ii/v室內水箱1,室內水箱1注滿水混水閥31出7^后關閉混水閥 31,上水控制閥4開啟延時結束，上水4空制閥4自動關閉。
2、循環上水管路6上關閉的循環管^^空制閥7 (—般為常閉電磁閥)切斷室 內水箱i和上水管路3與循環上水管路6的連通；循環下水管^各13上止回閥14
水管路6和跨過循環管^i空制閥7的上水管路3之間連有排空管路15;在排空管 路15上的排空管路止回閥16切斷其右側上端與其連接的循環上7jc管路6被逆止 的管路段；致使該發明裝置中，水箱在上水時，帶壓水或帶壓自來水通iih水管 路進入室內水箱，而不能進入循環上水管路6和循環下水管路13中；
二、換熱循環、熱7K^J I沖莫式
如圖1所示
1、自動溫差換熱、循環、排空才莫式當集熱器12上的真空集熱管25吸收太 陽光能，將其中金屬換熱管33中的水進行炳曬加熱，產生熱7K與集熱器水箱20 內的低溫水進行重力式冷熱交換，^f吏其溫度上升，當升至與室內水箱1中的水溫 溫差設定值時，智能控制儀28 4妻受集熱器水箱溫il傳感器24和水箱溫vl傳感器 27發出的信號指揮系統各組件動作，自動啟動溫差循環換熱程序(如手動強制循 環時按智能控制儀28上循環鍵)
方案一，上水管路3上的上水控制閥4為常開閥(一般為常開電磁閥)時 溫差循環4奐熱程序啟動，上水控制閥4關閉，切斷上水管路3，上水管路3中的 帶壓水或帶壓自來 K無法進入室內水箱；循環管路控制閥7開啟，循環水泵8起 動，室內水箱1內低溫水箱D中的7j^皮抽出，同時高溫水箱G中的水通過穿過保 溫隔斷壁5伸到高溫水箱G底部的連通管^各26祐 A/v低溫水箱D中，同時室內 水箱1通過上端的止水呼吸閥2吸進空氣；同時積水管^-l空制閥18關閉，切斷積 7W非放管路17，下水積7W非放管路41上的逆止閥42左側的下水積 J^非放管路41 路段被逆止閥42單向逆止，切斷循環上7jc管路6至循環下水管路13方向的連通； 從室內水箱1內低溫水箱D中被抽出的水通itJi次循環后已被排空的循環上水管 路6時，不能iiA積7K4非放管路17和也不能通過下水積7^#放管路41直接ii^ 循環下水管路13;只能經循環上水管路6進入集熱器水箱20內，將集熱器水箱 20中高溫水頂出，經上次循環后已被排空的循環下水管路13經止回閥14,通過 室內水箱1的下水管口1先^^v室內水箱1內高溫水箱G中，再通過穿過保溫隔斷壁5伸到高溫水箱G底部的連通管^各26 p^M氐溫7K箱D中；當集熱器水箱 20與室內水箱1中的水經過循環換熱后溫差降到設定值時，或者到預設的循環換 熱結束時間時，智能控制儀28發出信號，指揮系統各組件自動動作(手動再按智 能控制儀28上循環鍵)；
如圖1所示，循環水泵8停止，循環管路控制閥7關閉，此時循環下7K管路 13水依靠自然落差經止回閥14通過室內水箱1的下水管口 11 ^ii室內水箱1中； 循環上水管路6中的水也依靠自然落差經循環水泵8、排空管路15、排空管路止 回閥16、通iih7K管路3 ii7v室內水箱1中，室內水箱1又通iUi端的止7jc呼吸 閥2將循環換熱過程中吸進的氣^#出；循環上水管路6、循環下水管路13中的 7W非空后，積水管^^空制閥18和上7jc控制閥4重新自動開啟；連接帶壓自來水上 水管路3開通，室內水箱1由循環換熱及換熱管路排空過程中的常壓狀態切換為 承壓狀態；除了循環管路有微量的膨脹水外，集熱器水箱20和室內水箱1中的水 ^^上仍保持換熱循環前的注滿水量，系統按上述情況動作，依次反復自動完成 換熱循環和換熱循環后循環管路排空過程，將室內水箱l中水升溫，完成太陽能 制熱水it禾呈；
方案二，上水管路3上的上7K控制閥4為常閉閥時
溫差循環換熱程序啟動，循環管路控制閥7開啟，循環水泵8^^動，上7K管 路3上關閉的上7j^空制閥4切斷上水管路3，上水管路3中的帶壓7jc或帶壓自來 水無法ii7v室內水箱；室內水箱1內^i顯水箱D中的7j^皮抽出，同時高溫水箱G 中的水通過穿過保溫隔斷壁5伸到高溫水箱G底部的連通管路26被pA7v低溫水 箱D中，同時室內水箱1通itJi端的止水呼吸閥2吸進空氣；同時積水管^4空制 閥18關閉，切斷積7^#放管路17,下水積7^#放管路41上的逆止閥42左側的 下水積7K4非放管路41路段被逆止閥42單向逆止，切斷循環上 K管路6至循環下 7jc管路13方向的連通；使從室內水箱1內低溫水箱D中被抽出的水通itJi次循 環后已被排空的循環上水管路6時，不能ii7v積7ja非放管路17和也不能通過下水 積7JC排放管路41直接ii^循環下水管路13;只能經循環上水管路6進入集熱器 水箱20內，將集熱器水箱20中高溫水頂出，經上次循環后已4皮排空的循環下水 管路13經止回閥14通過室內水箱1的下水管口 11 il v室內水箱1內高溫水箱G 中，再通過穿過保溫隔斷壁5伸到高溫水箱G底部的連通管路26 pA7v低溫水箱 D中；當集熱器水箱20與室內水箱1中的水經過循環換熱后溫差降到設定值時，或者到預設的循環換熱結束時間時，智能控制儀28發出信號，指揮系統各組件自
動動作(手動再按智能控制儀28上循環鍵)，如圖1所示，循環水泵8停止，循 環管路控制閥7關閉，此時循環下水管路13水依靠自然落差經止回閥14通過室 內水箱1的下水管口 11 ^ii室內水箱1中；循環上水管路6中的水也依靠自然落 差經循環水泵8、排空管路15、排空管路止回閥16、通itJi水管路3ii7v室內水 箱1中，室內水箱1又通itJi端的止水呼吸閥2將循環換熱過程中吸進的氣^# 出；循環上水管路6、循環下7jC管路l3中的7jC排空后，積7jc管^4空制閥18自動 開啟，上7j^空制閥4仍處于關閉狀態，切斷室內7JC箱1與帶壓自來水上水管路3 的連通，室內水箱1由循環換熱及換熱管鴻浙空過程中的仍為常壓狀態，集熱器 水箱20和室內水箱1中的水^^上仍保持換熱循環前的注滿7jc量，系統按上述情 況動作，依次反復自動完成換熱循環和換熱循環后循環管路排空過程，將室內水 箱i中水升溫，完成太陽能制熱水過程； 2、熱水M過程
方案一，上水管路3上的上水控制閥4為常開閥時打開混水閥31轉至熱水 端，帶壓7jc或帶壓自來水通itJL水管路3頂進室內水箱1內低溫水箱D中，將低 溫水箱D上層較高溫度的水通過保溫隔斷壁5上端伸到高溫水箱G底部的連通管 路26頂進高溫水箱G的底層，將高溫水箱G上端的高溫水經室內水箱1的出水 口 35通過熱水出水管路32頂出混水閥31;停止^^]熱水，關閉混水閥31，完成 使用熱水過程，室內水箱1除了在系統循環換熱和循環管路排空過程中為常壓狀 態外，其它工作過程都為承壓狀態；
方案二，上水管路3上的上水控制閥4為常閉閥時打開混水閥31轉至熱水 端，室內水箱1的熱水出水管路32和循環下水管路13中的水靠自然落差流出混 水閥31，熱水出水管路32上的傳感器10 (—般可為水流開關)動作發出信號， 智能控制儀28接受傳感器10發出的信號打開上7W空制閥4;或者，控制開關9 (一般可為接近開關式傳感器)發出有線信號或無線遙控信號，智能控制4義28 接受信號打開上7W空制鬧4，此時帶壓7jc或帶壓自來7jc通iLh水管路3頂進室內 7jc箱l內低溫水箱D中，將低溫水箱D上層較高溫度的7jc通過保溫隔斷壁5上端 伸到高溫水箱G底部的連通管路26頂進高溫水箱G的底層，將高溫水箱G上端 的高溫7K經室內水箱1的出水口 35通過熱水出7jc管路32頂出混水閥31;停止使 用熱水，關閉混水閥31,傳感器10動作，或控制開關9(一般可為接近開關式傳感器)動作，智能控制儀28接受信號指揮上水控制閥4關閉，切斷上水管^各3， 完成4錢熱水過程，此過程中室內水箱1處于7 :壓狀態；
循環管^4空制閥7與上7K4空制閥4有互鎖功能，即在系統循環換熱開啟循環 管3各控制閥7時，上水控制閥4不能一皮開啟；而在^f吏用熱水上 J^空制閥4開啟時， 循環管路控制閥7不能一皮開啟；
三、膨脹水的排放與積7j^卜放管路的安全、報警
在系統循環換熱排空后，雖然集熱器水箱20和室內水箱1中的水仍保持換熱 循環前的注滿7K量，但將循環換熱前承壓狀態的室內水箱1切換為換熱循環后常 壓狀態的室內水箱1，在此過程中會產生的少量膨脹水(圖1中A表示本發明系 統中膨月^7K4放區)，如不當即排放會蓄積在循環管路中，使室內水箱l上端的 循環管路中的水不能實現徹底排空；
1、 膨脹水的排放
方案一，上水管路3上的上7K控制閥4為常開閥時如圖l所示，循環上水 管路6、循環下水管路13中的水排空結束時，上水管路3上的上7W空制閥4重新 開啟，連接帶壓自來水上水管路3開通，室內水箱1由循環換熱及換熱管路排空 過程中的常壓狀態切換為承壓狀態，下次系統循環換熱時室內水箱l再次切換為 常壓狀態會產生的微量膨脹水，當膨脹水蓄積過多時可通過下水積水排放管路 41、 iilih閥42、積7^#放管路17排放出系統夕卜，保證循環管路中無膨脹水蓄積， 實現循環管路正常排空；
方案二，上水管路3上的上水控制閥4為常閉閥時
如圖l所示，該裝置循環換熱和循環管5I4非空后，雖然集熱器水箱20和室內 水箱1中的水仍保持換熱循環前的注滿水量,但循環下水管路13和循環上水管路 6中可能會存有循環換熱時，使用熱水后室內水箱1的承壓狀態切換為循環換熱 后常壓狀態過程中產生的少量膨脹水；當膨脹水蓄積過多時可通過下水積7W非放 管路41、逆止閥42、積7K4非放管路17排放出系統外，保證循環管路中無膨月^7K 蓄積，實現循環管路正常排空；
2、 積7^#放管路的安全與報警
當循環下水管路13上的止回閥14損壞時,在上7jc控制閥4處在開啟狀態時， 帶壓水經循環下水管路B和循環下7jc管路上損壞的止回閥14、下水積 jct非放管 路41、積7W非放管路17排放出去；而當上水管路3與循環上水管路6之間的控
15制閥，如循環管路控制閥7或排空管路止回閥16損壞時，在室內水箱1承壓狀態
下，并上7K4空制閥4處在開啟狀態時，上7K管路3中的帶壓水或帶壓自來水4卩 份頂進室內水箱1, K分水經循環上水管路6通過積7M非放管路17排放出去； 上水控制閥4損壞時，系統循環換熱、排空程序結束前，帶壓7jC或帶壓自來水通 iiJi水管路itA室內水箱1也i^7v循環上水管路6和循環下水管路13,當系統循 環換熱、排空程序結束時，這部分水^it過積7K4非放管路17排放出去；積7K管路 控制閥18損壞時，系統循環換熱時，循環換熱水會經循環上水管路6通過積7J^非 放管路17排放出去；室內水箱1的常壓狀態與承壓狀態切換過程中產生的膨脹水 量過多時能通過下水積7j^非放管路41和積7^#放管路17排出系統；因此下水積 7j^非放管路41和積7^#放管路17的設計，避免了因系統各種控制閥件的損壞或 膨脹水量過多而it^的循環下水管路13或循環上水管路6中充滿水不能實mi常 排空，致使冬季循環管路凍堵問題的發生；在該裝置系統積7j^非放管路17上裝有 故障報警器19，當系統某個控制閥件的損壞產生不正常水流通過時及時報警，使 損壞的控制閥件盡快得以維護；并且，太陽能集熱器12如果產生高溫膨脹氣體和 微量的高溫膨脹水都能通過已排空的循環管路、下水積7j^非放管路41和積水排放 管路17順暢的釋放和排出，改變了過去太陽能集熱器12只能通過呼吸閥呼吸的 歷史，避免了太陽能集熱器12在冬季呼吸閥因汽餾凍堵而產生汽S鈔暴管、刻旦等 事故的發生。
在該裝置系統積水排》史管3各17上裝有故障報警器19,當系統某個控制閥件 的損壞產生不正常水流通過時及時報警，使損壞的控制閥件盡快得以維護。
權利要求
1、一種儲熱水箱具有分隔保溫功能的太陽能制熱水裝置，其特征在于該裝置設有室內水箱(1)，在室內水箱(1)內設有保溫隔斷壁(5)，在保溫隔斷壁(5)上設有連通管路(26)，在室內水箱(1)的上端裝有止水呼吸閥(2)。
2、 按照權利要求1所述的儲熱水箱具有分隔保溫功能的太陽能制熱水裝置， 其特4i^于該裝置設有與室內水箱(1)的進水口 (34)相連的上水管路(3 ), 在上水管路(3 )上裝有上 W空制閥(4);室內水箱(1)還分別連有循環上水管 路(6)和循環下水管路(13 ),在循環上水管路(6)上裝有循環管路控制閥(7) 和循環水泵(8);在循環下水管路(13)上裝有止回闊(14);室內水箱(1) 的出水口 (35)連有熱水出水管路(32),在室內水箱(1)內裝有水箱溫度傳感 器(27)。
3、 按照權利要求2所述的儲熱水箱具有分隔保溫功能的太陽能制熱水裝置， 其特征在于在循環水泵(8)進水口端的循環上水管3各(6)和^,過循環管路控 制閥(7)的上水管路(3)之間連有排空管路(15),在排空管路(15)上裝有 排空管路止回閥(16)。
4、 按照權利要求2所述的儲熱水箱具有分P禹保溫功能的太陽能制熱水裝置， 其特;[i^于在循環上水管路(6)與循環下水管路(13 )之間連有下水積 ja非放 管路(41);在下水積7^#放管路(41)上裝有逆止閥(42)，在循環上水管路(6)上連有積水排放管路(17),積水排放管路(17)與下水積7W非放管路(41) 相通，在積水排放管路(17)上裝有積水管^4空制閥(18),在積7]^非放管路(17) 上裝有故障報警器(19)。
5、 按照權利要求2所述的儲熱水箱具有分隔保溫功能的太陽能制熱水裝置， 其特征在于在與室內水箱(1)的出水口 (35)相連的熱水出水管3各上裝有傳感 器(10);或者，在室內水箱的水的^J ]處裝有控制開關(9)。
6、 按照權利要求2所述的儲熱水箱具有分P禹保溫功能的太陽能制熱7JC裝置， 其特4碌于與室內水箱(1)連4妄的循環上水管^各(6)和循環下水管5各(13 ) 上端連有太陽能集熱器(12),在循環下水管^各(13)的上端或者在循環上水管 路(6)的上端或者在集熱器水箱上端，裝有呼吸器(21)。
7、按照權利要求6所述的儲熱水箱具有分隔保溫功能的太陽能制熱水裝置， 其特征在于在集熱器(12)上端有集熱器水箱(20),在集熱器水箱(20)兩 側上端分別裝有插入式進水管口 (22)和插入式出水管口 (23),它們分別與循 環上7K管路(6)和循環下水管路(13 )相連；在裝有插入式進水管口 ( 22 )和插 入式出水管口 (23)的集熱器水箱(20)下面裝有真空集熱管(25),真空集熱 管(25 )里面裝有金屬換熱管(33 ),金屬換熱管(33 )上有喇叭口密封管頭(36), 喇叭口密封管頭(36)的一端為4奐熱管管口 (38)、喇p八口密封管頭(36)的另 一端連有底部封堵的換熱管體(37),金屬換熱管(33)在喇叭口密封管頭(36) 的位置通過密封環(39)與水箱連纟妄口 (40)相連。
全文摘要
本發明涉及太陽能熱水器領域，是一種儲熱水箱具有分隔保溫功能的太陽能制熱水裝置，該裝置設有室內水箱(即是儲熱水箱)，在室內水箱內設有保溫隔斷壁，在保溫隔斷壁上設有連通管路，在室內水箱上端裝有止水呼吸閥，實現分體式太陽能制熱水裝置循環換熱時，室內水箱無壓力和使用熱水時帶壓力的兩種狀態的自動轉換及循環換熱后循環管路中的水排空流入室內水箱中，并且在使用熱水時帶壓力自來水頂進由保溫隔斷壁分隔出的低水溫室，將低水溫室中的水由下至上經保溫隔斷壁上端的連通管路頂進高水溫室底部，將高水溫室中的水由下至上經室內水箱的出水口連有的熱水出水管路頂出混水閥，解決低溫自來水進入室內水箱，與水箱內熱水混合后整體降溫問題。
文檔編號F24J2/24GK101566394SQ200910135100
公開日2009年10月28日 申請日期2009年4月23日 優先權日2008年4月23日
發明者王克濤 申請人:王克濤