一種太陽能熱水器節水及能源綜合利用系統及方法與流程
本發明屬于太陽能熱水器節能技術領域，特別是一種太陽能熱水器節水及能源綜合利用系統及方法。
背景技術：
太陽能熱水器是將太陽能轉化為熱能的加熱裝置，滿足人們的生活需求，考慮其集熱器收集太陽光的效率，水箱及集熱器多安裝于建筑物樓頂。用戶在使用過程中首先放出的是管道中的涼水，以管道長度15m為例，用戶每使用一次太陽能熱水器需放出管道存水約0.003m3，以日均使用15次為例，用戶一年需放出存水約16m3，浪費大量水資源，同時我國北方冬季管道存水容易結冰，容易造成管道凍裂，給用戶的使用帶來了極大不便。
目前針對這種問題多采用加裝循環泵的方法,使用完水后將管道余水抽回水箱，但該方法在節水的同時又浪費了電能，室內安裝循環泵噪聲較大,室外安裝維護不便，設備可靠性變差。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有技術的不足，而提出一種太陽能熱水器節水及能源綜合利用系統及方法。
本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：
一種太陽能熱水器節水及能源綜合利用系統，該系統包括安裝在水箱下的熱水管，在熱水管上部安裝電子控制閥，在電子控制閥下游的熱水管上安裝葉輪發電機組，在葉輪發電機組下游的熱水管上加裝傳感器閥門，在太陽能熱水器的冷水管上安裝電子聯通閥，電子聯通閥的其中一路輸出與葉輪發電機組和傳感器閥門之間的管道連通，所述電子控制閥、葉輪發電機組、電子聯通閥及傳感器閥門均與控制系統連接，由控制系統控制它們的工作狀態，同時，葉輪發電機組的發電輸出與蓄電池連接，為蓄電池充電，蓄電池與控制系統連接，為控制系統供電。
一種如上述權利要求1所述系統的方法，該方法包括步驟如下：
(1)當用戶打開熱水閥門時的運行步驟為：
①傳感器閥門輸出閥門開與閥門開度信號；
②閥門開與閥門開度信號傳導至控制系統；
③控制系統控制電子控制閥打開；
④控制系統控制葉輪發電機組根據閥門開度控制流速與發電；
⑤葉輪發電機組發電供控制系統使用；
⑥用戶側得到合適流速熱水；
(2)當用戶關閉熱水閥門時運行步驟為：
①傳感器閥門輸出閥門關信號；
②閥門關信號傳導至控制系統；
③控制系統控制電子聯通閥聯通冷熱水管并減小冷水管流速；
④冷水系統使用熱水管內存水；
(3)當熱水管存水消耗完成時運行步驟為：
①傳感器閥門輸出水量減小信號；
②水量減小信號傳導至控制系統；
③控制系統控制電子聯通閥恢復冷熱水管狀態，至此熱水管段排空，用戶可正常使用冷水，使用熱水則依次進行上述步驟。
本發明的優點和積極效果是：
1、本發明太陽能熱水器用新的方法達到了節水及能源綜合利用，不僅無需安裝水泵等設備實現了節水功能，而且能夠實現打開熱水閥門即能得到熱水。
2、本發明對水箱中水的勢能進行了合理利用，具有高度的自動化程度，無需用戶手動操作閥門，熱水使用完畢后，管內余水接入冷水系統繼續使用，與此同時排空熱水管，實現防凍與熱水一開即達的效果。
附圖說明：
附圖1是本發明系統結構示意圖；
附圖2是本發明方法流程及控制系統邏輯示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明實施例做進一步詳述：需要強調的是，本發明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發明并不限于具體實施方式中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本發明的技術方案得出的其它實施方式，同樣屬于本發明保護的范圍。
一種太陽能熱水器節水及能源綜合利用系統，如圖1所示，該系統包括安裝在水箱下的熱水管，在熱水管上部安裝電子控制閥，在電子控制閥下游的熱水管上安裝葉輪發電機組，在葉輪發電機組下游的熱水管上加裝傳感器閥門，在太陽能熱水器的冷水管上安裝電子聯通閥，電子聯通閥的其中一路輸出與葉輪發電機組和傳感器閥門之間的管道連通，所述電子控制閥、葉輪發電機組、電子聯通閥及傳感器閥門均與控制系統連接，由控制系統控制它們的工作狀態，同時，葉輪發電機組的發電輸出與蓄電池連接，為蓄電池充電，蓄電池與控制系統連接，為控制系統供電。
一種使用上述太陽能熱水器節水及能源綜合利用系統的方法，如圖2所示，該方法包括步驟如下：
(1)當用戶打開熱水閥門時的運行步驟為：
①傳感器閥門輸出閥門開與閥門開度信號；
②閥門開與閥門開度信號傳導至控制系統；
③控制系統控制電子控制閥打開；
④控制系統控制葉輪發電機組根據閥門開度控制流速與發電；
⑤葉輪發電機組發電供控制系統使用；
⑥用戶側得到合適流速熱水；
(2)當用戶關閉熱水閥門時運行步驟為：
①傳感器閥門輸出閥門關信號；
②閥門關信號傳導至控制系統；
③控制系統控制電子聯通閥聯通冷熱水管并減小冷水管流速；
④冷水系統使用熱水管內存水；
(3)當熱水管存水消耗完成時運行步驟為：
①傳感器閥門輸出水量減小信號；
②水量減小信號傳導至控制系統；
③控制系統控制電子聯通閥恢復冷熱水管狀態，至此熱水管段排空，用戶可正常使用冷水，使用熱水則依次進行上述步驟。
技術特征：
技術總結
本發明涉及一種太陽能熱水器節水及能源綜合利用系統及方法，系統包括水箱及水箱下的熱水管，在熱水管上依次安裝電子控制閥、葉輪發電機組、傳感器閥門，在冷水管上安裝與熱水管連通的電子聯通閥，整個系統由控制系統控制工作狀態，同時，葉輪發電機組與蓄電池連接，蓄電池為控制系統供電；該系統方法包括步驟如有：(1)當用戶打開熱水閥門時的運行步驟：(2)當用戶關閉熱水閥門時運行步驟：(3)當熱水管存水消耗完成時運行步驟。本發明太陽能熱水器用新的方法達到了節水及能源綜合利用，不僅無需安裝水泵等設備實現了節水功能，而且能夠實現打開熱水閥門即能得到熱水。
技術研發人員：李國豪;張利;周連升;鄂志君;王麟;劉玉坤;王梓越;王坤;屈斌;何少聰
受保護的技術使用者：國網天津市電力公司;國家電網公司
技術研發日：2017.03.27
技術公布日：2017.08.18
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