防凍太陽能熱水器蓄水箱及改造的防凍太陽能熱水器蓄水箱的制作方法

本發明涉及一種防凍的太陽能熱水器，具體涉及一種日常生活用防凍太陽能熱水器蓄水箱及改造的防凍太陽能熱水器蓄水箱。

背景技術：

當前，太陽能熱水器在全國范圍內大量廣泛使用，在節能減排、減輕污染等方面產生了良好的經濟效益和社會效益。現在使用的太陽能熱水器的蓄水箱，如圖1、2所示，蓄水箱1包括箱體外殼2、箱體中間泡沫保溫層3和箱體內殼4，蓄水箱由于具有較厚的保溫層，通常在冬季溫度較低時也不會結冰。上下水管5經箱體底部開孔501密封設置在蓄水箱1的底部位置，上下水管5在室內用水位置設置有雙向上下水閥門51，只要室外上部蓄水箱1中有水，連接室內外上下用水的上下水管5中就會有水，所以一到冬季，特別是寒冷地區氣溫降至零下時，底部的上下水管5就會結冰，即使上下水管5設置保溫層，在溫度較低時也會結冰，一旦水管內的水結冰，就會把水管堵死或凍脹開裂，造成太陽能熱水器無法正常使用。

為避免水管受凍，只能排空蓄水箱和上下水管中的水，但同樣導致太陽能也不能用了。沒水不能用，有水怕凍不能用，如何解決這個問題呢？本發明正是基于現有技術存在的問題，而提出一種防凍的太陽能熱水器蓄水箱。

技術實現要素：

基于現有技術存在的上述問題，本發明提出一種防凍的太陽能熱水器蓄水箱，將本發明應用或改裝到現在的太陽能熱水器上，既能確保水箱有水，而且又能防止水管被凍。

本發明解決上述技術問題的技術方案為，一種防凍太陽能熱水器蓄水箱，包括箱體外殼、箱體中間泡沫保溫層、箱體內殼、溢水信號管，所述溢水信號管與箱體內殼的腔體頂部相連通，蓄水箱頂部設置有貫穿箱體外殼、箱體中間泡沫保溫層、箱體內殼的箱體頂部開孔，在箱體頂部開孔中設置有與上下水管連接的引水管，所述引水管的底部開口設置在靠近箱體內殼底部位置，所述引水管與上下水管連接的管路上設置有與引水管連通的導氣接口，所述導氣接口與設置有空氣開關的導氣管連接。

正常使用熱水器時，所述空氣開關處于關閉狀態，通過上下水管對蓄水箱進行上水，蓄水箱蓄滿水時，溢水信號管會出現溢水，指示蓄水箱已經蓄滿水，此時關閉上下水管，整個上下水管以及引水管中都蓄滿了水。溢水信號管既用于指示蓄水箱是否滿水，又在上水過程中將蓄水箱的空氣排除，保障蓄水箱正常上水過程的進行。在使用熱水時，只需通過上下水管放水即可，由于上下水管的出水口低于蓄水箱的位置，因而在虹吸效應的作用下，整個水箱高于引水管底部開口位置的水都會經上下水管流出。在氣溫較低防凍時，在蓄水箱上滿水后，只需打開導氣管上設置的空氣開關，空氣經導氣管、導氣接口進入上下水管中，此時只要打開上下水管底部的出水口，與引水管相連的上下水管中的水流出，而蓄水箱的水不會流出，從而可以避免上下水管凍結或凍壞，實現了有效防凍。

針對現有技術中使用的太陽能熱水器蓄水箱，本發明還公開了一種現有的熱水器蓄水箱的防凍改造結構，包括箱體外殼、箱體中間泡沫保溫層、箱體內殼、溢水信號管，所述溢水信號管與箱體內殼的腔體頂部相連通，箱體底部開孔以密封塞密封，蓄水箱頂部加工貫穿箱體外殼、箱體中間泡沫保溫層、箱體內殼的箱體頂部開孔，在箱體頂部開孔中設置有引水管，引水管經管道與上下水管連接，所述引水管的底部開口設置在靠近箱體內殼底部位置，所述引水管與上下水管連接的管路上設置有與引水管連通的導氣接口，所述導氣接口與設置有空氣開關的導氣管連接。

進一步地，所述導氣接口設置在引水管與上下水管相連接的管路的頂端，從而可以將整個上下水管的水有效排空。

進一步地，所述上下水管設置有雙向上下水閥門，所述雙向上下水閥門有兩個工作位置和一個關閉位置，在打開到第一工作位置時可以對蓄水箱上水，在打開到第二工作位置時，可以放熱水進行使用，在關閉位置時上下水管封閉。

進一步地，所述引水管的底部開口箱體距內殼底部的距離為2-20mm，優選5-20mm，再優選地，距離為10-20mm，該距離既能方便地對蓄水箱進行上水，也能有利于蓄水箱水的流出。

進一步地，所述溢水信號管設置有高于蓄水箱的溢流口和設置于室內的排水口，所述排水口設置有閥門；在引水管上部設置n形管，n形管的兩端分別與引水管和上下水管的連接管相連通，在n形管的頂端設置小孔并連接導氣接口，導氣接口再與導氣管相連接。

本發明的有益效果為：

1、經濟實惠、方便生活。現在人們的生活質量不斷提高，冬季洗澡已成為正常生活的一個方面，冬季用熱水洗衣洗菜且不說，就洗澡這一項經濟賬的節約就很可觀，冬季需5-7天洗澡一次，而且在農村(以魯西南地區為例)洗澡一次收費至少5元，城里洗澡還要高一些，每次5元，每月5次，一年中需6個月要在保溫下洗澡，每人一年的費用為：5元×5次×6個月＝150元。如果用所述太陽能熱水器洗澡，一般所述蓄水箱容積為120升，冬季如果是半陰天，溫度可達到30℃，陽光比較好可到50℃，而人們正常洗澡水溫要求42℃，如果連曬兩三日的話，溫度更高，完全可以達到洗浴條件，120升水可持續放水約40分鐘，足夠兩人洗浴一次，費用：0.12m³×4元＝0.48元，保溫浴霸電熱器配合使用約1小時，功率為1100瓦，即1小時費用為：0.55元×1.1千瓦×1小時＝0.605元，其它洗浴費用冬夏均等(洗浴用物品)，合計費用為：0.48元+0.605元≈1.1元，1.1元×5次×6個月＝33元，150元×2人-33元＝267元，這是兩個人一年用所述太陽能洗浴節約的最低費用，不僅節約而且方便，避免了到澡堂攜帶洗浴物品和換洗衣物的繁瑣，還能保證健康安全，洗澡后不會因室內外溫差過大而引起感冒，不會因人多交叉傳染疾病。

2、節能減排。所述120升自來水，初溫為14℃，要燒到42℃，需要標準煤約2Kg，可排CO₂氣體4.986Kg(查閱資料得此數據)，這個數只是理論數據，實際用煤可能比這個還要大，再說，人們的心理都是這樣的，洗到同樣的效果，在家用水是一定比在外用水少，這種節約是一種綜合性的，通過對比，這只是一臺所述太陽能熱水器節約減排的數量就這樣可觀，都統計在一起，效果更加突出，這是利國利民的好事情。

附圖說明

圖1現有技術中太陽能熱水器蓄水箱結構剖視圖；

圖2本發明太陽能熱水器蓄水箱主視圖；

圖3為圖2中A-A剖視圖；

圖4為圖3中B-B剖視圖；

圖5為現有技術中的太陽能熱水器蓄水箱根據本發明所作的改進后的剖視圖；

圖6為在引水管頂部設置n形管的實施例結構示意圖。

附圖標記說明：

1蓄水箱，2箱體外殼，3箱體中間泡沫保溫層，4箱體內殼，5上下水管，501箱體底部開孔，51雙向上下水閥門，52引水管，53箱體頂部開孔，54密封塞，55 n形管，6溢水信號管，61上部溢流口，62排水口，7導氣管，71空氣開關，72導氣接口

具體實施方式

如圖2-4所示，本發明的防凍太陽能熱水器蓄水箱，包括箱體外殼2、箱體中間泡沫保溫層3、箱體內殼4、溢水信號管6，溢水信號管6與箱體內殼4的腔體頂部相連通，蓄水箱1頂部設置有貫穿箱體外殼2、箱體中間泡沫保溫層3、箱體內殼4的箱體頂部開孔53，在箱體頂部開孔53中設置有與上下水管5連接的引水管52，引水管52的底部開口設置在靠近箱體內殼4底部位置，以方便熱水器蓄水箱中的絕大部分水能夠流出使用，引水管52與上下水管5連接的管路上設置有與引水管52連通的導氣接口72，所述導氣接口72與設置有空氣開關71的導氣管7連接。

上下水管5設置有雙向上下水閥門51，上下水管5通過雙向上下水閥門51與供水管以及洗浴噴頭連接，所述雙向上下水閥門51有兩個工作位置和一個關閉位置，在打開到第一工作位置時，供水管可以對蓄水箱上水，在打開到第二工作位置時，可以放熱水至噴頭進行使用，在關閉位置時上下水管封閉。

在本實例中，導氣接口72設置在引水管52與上下水管5相連接的管路的頂端。通過導氣管7上的空氣開關，可以控制引水管52與上下水管5相連接的整個處于蓄水箱外部的管路的水的排空。當打開空氣開關71時，空氣由導氣管7進入引水管52與上下水管5相連的管路，此時打開雙向上下水閥門51至放水狀態，可以排空管路中的水。當關閉空氣開關71時，只需將雙向上下水閥門51轉換至向蓄水箱上水狀態，引水管52和上下水管5相連的整個管路就會充滿水，成為正常使用狀態。從而利用導氣管7可以方便地將整個上下水管的水有效排空，避免上凍，也可以在不排空蓄水箱內水的狀態下方便管路的維修。

本實施例中，引水管52的底部開口箱體距內殼4底部的距離為10-20mm，該距離的選擇要求不能直接靠近所述蓄水箱下部內壁，以防箱內水垢沉積堵塞內置引水管的底端開口影響正常使用，由不能離蓄水箱下部內壁過遠，以防止水箱內的水不能全部使用。該距離既能方便地對蓄水箱進行上水并能防止水垢堵塞引水管52，也能有利于蓄水箱水的全部流出使用。

本實施例中，溢水信號管6設置有兩個溢水流出口，一個高于蓄水箱的上部溢流口61，另一個為設置于室內的排水口62，該排水口62可以設置閥門。因而在蓄水箱上水滿時，水會由溢水信號管6的上部溢流口61流出，同時在排水口62的閥門打開的情況下，溢水也會由排水口62流出，說明蓄水箱1已經上水完畢。

正常使用熱水器時，空氣開關71處于關閉狀態，通過上下水管5對蓄水箱1進行上水，蓄水箱1蓄滿水時，溢水信號管6會出現溢水，指示蓄水箱1已經蓄滿水，此時關閉上下水管5，整個上下水管5以及引水管52中都蓄滿了水。同時，溢水信號管6既用于指示蓄水箱1是否滿水，又在上水過程中將蓄水箱1中的空氣排出，保障蓄水箱1正常上水過程的進行。在使用熱水時，只需通過上下水管5放水即可，由于上下水管5的出水口低于蓄水箱1的位置，因而在虹吸效應的作用下，整個蓄水箱高于引水管52底部開口位置的水都會經上下水管5流出。在氣溫較低防凍時，在蓄水箱1上滿水后，只需打開導氣管7上設置的空氣開關71，空氣經導氣管7、導氣接口72進入上下水管5及與引水管52相連接的管路中，此時只要打開上下水管5底部的雙向上下水閥門51至放水狀態，與引水管52相連的上下水管中的水就會流出，而蓄水箱的水不會流出，從而可以避免上下水管凍結或凍壞，實現了有效防凍。

圖5為根據本發明的蓄水箱結構，對現有技術中的太陽能熱水器蓄水箱進行了防凍改進的結構。本發明的現有的熱水器蓄水箱的防凍改造結構中，包括箱體外殼2、箱體中間泡沫保溫層3、箱體內殼4、溢水信號管6，所述溢水信號管6與箱體內殼4的腔體頂部相連通，箱體底部開孔501以密封塞54密封，蓄水箱1頂部加工貫穿箱體外殼2、箱體中間泡沫保溫層3、箱體內殼4的箱體頂部開孔53，在箱體頂部開孔中設置有引水管52，飲水管經管道與上下水管5連接，所述引水管52的底部開口設置在靠近箱體內殼4底部位置，所述引水管52與上下水管5連接的管路上設置有與引水管52連通的導氣接口72，所述導氣接口72與設置有空氣開關71的導氣管7連接。其余改造結構與本發明圖2-圖4公開的實施例結構相同，此處不再贅述。

該改造結構，僅將現有的上下水管結構改造到由蓄水箱1上部進入，并在引水管52與上下水管5相連接的結構中設置導氣管7的結構，就能實現現有的太陽能熱水器蓄水箱的防凍，結構簡單，改造成本低，效果顯著。

對現有的太陽能熱水器蓄水箱防凍改造結構具體如下，把現有的太陽能熱水器的蓄水箱1中的水放干直到正常狀態下不往外流水為止，將原上下水管5從箱體連接處斷開，再將所述蓄水箱1正下方的上下水口封堵嚴實不漏水并不再使用此開口，開口的封堵可以用橡膠密封塞或樹脂材料或玻璃膠，所述的上下水管5所出現的管口待用，在該蓄水箱1正頂上方合適的位置用一個和所述上下水管粗細對應的鉆頭垂直打一個孔53，并將所述蓄水箱箱體的上部箱體層內外打通，然后選擇一段比所述鉆出的孔稍細的管子且能夠插入所述孔中做為內置的引水管52，將所述內置引水管52插入開好的孔53中，但是所述內置引水管52底端開口必須距離所述蓄水箱內底部的內皮層一定距離，優選10-20mm，不要直接靠近所述蓄水箱下部內壁，以防箱內水垢沉積堵塞所述內置引水管的底端開口影響正常使用。所述內置引水管52在所述水箱外部預留適當長度，開口與所述上下水管5待用的一端開口連接并做到牢固密封，然后再處理所述內置引水管52和所述蓄水箱內外壁層及中間泡沫保溫層交匯處，從內到外，依次將所述的箱體內殼4、中間泡沫保溫層3和箱體外殼2密封好，一定做到所述交匯處絕對密封不能漏水漏氣，而且牢固耐用，這樣就把原上下水管改裝完了。其變動是原來所述上下水管的室外開口是從所述蓄水箱的底部進入，而現在改為從頂上方進入，其實所述上下水管在所述箱體內的開口水平面位置基本沒大變，然后在所述內置引水管的最頂上方打一個小進氣孔，并連接導氣接口72，選擇一根細長的導氣管7，將所述導氣管7的一端開口，插到所述引水管最頂端的所述導氣接口72上，另一端則進入室內并安裝好一個空氣開關71，固定在室內使用方便的位置。所述空氣開關71閉合時整個改裝好的系統是密封的，和原來沒改的工作原理相同，這樣整套所述防凍裝置就改造裝完了。

另外，也可以不設置導氣接口，將所述導氣管的一端開口，插入到引水管52最頂端的所述小進氣孔中，其插入深度與所述內置管的管壁同厚度即可，并固定密封好，不得漏水漏氣，另一端則進入室內并安裝好一個空氣開關閥門，固定在室內使用方便的位置。

作為進一步改進的方案，如圖6所示，可以在引水管52上部設置一個n形管55，n形管55的兩端分別與引水管52和上下水管5的連接管相連，在n形管55的頂管設置小孔并連接導氣接口72，導氣結構72再與導氣管7相連接，通過這種結構，空氣通過所述導氣管7進入并到達所述n形管55的最頂上方處，這樣因為自然下流的原因，由于空氣的作用，上下水管內的水，在所述n形管55的“n”形最頂上方進氣處一分為二，所述內置引水管52的水流入所述蓄水箱1內，所述上下水管5內的水流入室內，這樣整個所述上下水管5中就沒有水而只有空氣，從而避免結冰，同時所述蓄水箱1的水在太陽光下依然升溫變熱，只要有陽光不會受氣溫低的影響，而所述上下水管5中沒了水，氣溫低就結不了冰，不會再被冰塊堵塞了。當想用水時，把所述室內的空氣開關關閉，這樣整個所述太陽能的上下水系統又恢復到了原封閉狀態，然后再打開雙向上下水閥門51至上水狀態，讓自來水進入所述上下水管5中，當感覺到所述上水進入到所述蓄水箱1時，將雙向上下水閥門51切換至排水狀態，這樣所述上下水管5中的水回流到室內，同時也把所述蓄水箱1中的熱水引流到室內供人們使用。

該雙向上下水閥門51為具有多個工作位置的混水閥，上下水管5通過該混水閥與供水管以及洗浴噴頭連接，該混水閥至少具有兩個工作位置和一個關閉位置，在打開到第一工作位置時，供水管可以對蓄水箱上水，在打開到第二工作位置時，可以同時放熱水和冷水，并經混水閥混水后供給洗浴使用，通過切換混水閥的開關的位置，可以調節冷、熱水的比例，從而使得洗浴用水達到合適的溫度。