一种高效太阳能热水器制造技术

本发明专利技术公开了一种高效太阳能热水器，包括太阳能集热装置、高温水箱、低温水箱、水泵、电磁阀、液位计、温度探测器、控制器。本系统针对传统太阳能热水器热水温度越高集热效率越低、上下水管道贮存冷水造成水资源浪费、热水器使用时舒适性降低的问题，将集热装置与冷、热水箱串联，热水箱内置电热丝，分阶段加热热水，客户端使用时即时流出热水，防止高温水箱干烧；定时将集热装置及管道内的余水流入冷、热水箱，实现最大限度减少系统热量损失并达到管道防冻目的。该系统集热装置的效率得到提高，向外散热量得到减少，热水器的使用舒适性得到增强，并节约水资源。

【技术实现步骤摘要】
一种高效太阳能热水器
本专利技术属于太阳能热水器技术应用领域，具体涉及一种高效太阳能热水器。
技术介绍
目前，太阳能热水器是我国大力提倡普及的热水器设备。相比其他热水器，太阳能热水器不但节省常规能源，没有任何污染物或废弃物产生，可以高效产出热水，而且运行费用几乎为零，长期使用经济效益好，使用寿命也很长，切实响应了我国建设能源节约型、环境友好型社会的号召。太阳能热水器有众多优点，尽管如此，它也有一些技术上的不足之处限制其发展。效率问题：太阳能热水器在刚开始运行时，水箱内热水与外界换热温差大，换热效率高。然而随着热水器水箱内温度升高，换热温差逐渐减小，效率也随之降低。然而在家庭使用时，往往不需要过高温度的热水，造成热水与大量冷水混合后才能供给使用。一次性容纳过多水量问题：传统太阳能热水器为保证使用时有充足多的热水，系统往往能够容纳过量水量，在使用时却难以全部用尽，造成系统出现余水贮存，影响水质、浪费水资源。管路贮存余水问题：太阳能热水器室外管道中会贮存余水，使用时需要先将该部分冷水放掉，才有热水流出。这既影响了使用效果，又造成了水资源浪费。加热效果问题：太阳能热水器加热效果受天气影响较大，在阴雨天热水器加热效果不理想，需要其他辅助加热设备。类似的现有太阳能热水器优化设计中，可以在太阳能热水器出水口加设循环泵，将管道内冷水送回太阳能热水器。然而，系统加设循环泵，增大了太阳能热水器系统的总压，使得压力较低的自来水管网冷与热水在混水阀处难以混合，客户端流出水温度过高。此外，冬季管道较长的情况下，从太阳能热水器流下的热水经管道换热后，温度总会降低，该方法无法在严寒天气满足用户对热水的要求。或者在客户端出水口加设电加热装置加热管道的冷水，但在出水口热水处于流动状态，装电加热装置对流动水的加热效果并不好。家用热水温度一般在50℃～60℃，而太阳能热水器能够将热水加热至60～85℃，在使用时往往要加入大量冷水。而随着太阳能热水器内热水温度的增高，太阳能集热装置吸收太阳能加热热水就越困难，而太阳能热水器在单位时间内向外散失的热量也越多。及时将太阳能热水器储水箱内的高温热水引走，混合冷水，使太阳能热水器集热装置内的热水与换热器一直处于大温差换热状态，并减少热水与空气的温差，能够使太阳能热水器在单位时间内提供更多的有效热水。
技术实现思路
本专利技术的目的是采用新型控制方法，通过集热装置与低温水箱，高温水箱之间的循环加热，使得集热装置内部热水保持在大温差，提高了换热效率；将高温热水储存在高温水箱中，即需即取，节水；夜间集热器及管道中的余水回流，减少系统热能散失，同时排空管道中的水，达到防冻、节水目的；在高温水箱中设置电热丝，在太阳能辐射强度不够时，作为辅助加热。本专利技术所采用的技术方案是：一种高效太阳能热水器，包括太阳能集热装置1及其内检测太阳能集热装置1水温的集热装置温度探测器8、低温水箱7及其内检测低温水箱7水温的低温水箱温度探测器9、高温水箱6及其内检测高温水箱6的高温水箱温度探测器10；所述低温水箱7与自来水管相连，通过冷水上水管与所述太阳能集热装置1连接，所述太阳能集热装置1通过热水下水管与三通电磁阀14的进口连接；所述三通电磁阀14的两个进口分别通过管道与所述低温水箱7和高温水箱6连接；当所述高温水箱6与所述低温水箱7之间的温差大于设定温度时，所述三通电磁阀14连通通往所述低温水箱7的管道；当所述高温水箱6与所述低温水箱7之间的温差小于设定温度时，所述三通电磁阀14连通通往所述高温水箱7的管道；在太阳能集热装置1热水下水过程同时，所述低温水箱7下部低温水通过冷水上水管流入所述太阳能集热装置1。所述低温水箱7安装在所述高温水箱6上方；在所述低温水箱7与高温水箱6之间设置有补水管和溢水管；在所述所述太阳能集热装置1设置有用于探测集热装置内部液位是否达到使集热装置的集热面充分利用太阳能的集热装置液位计13，若未达到，则通过冷水上水管引入低温水箱7内冷水；在所述高温水箱6内设置有防止高温水箱6干烧的高温水箱液位计12；当高温水箱液位计12检测到低水位时，所述低温水箱7通过补水管向高温水箱6补水；当高温水箱液位计12检测到高水位时，高温水箱6通过溢流管将多余水输入低温水箱7中；在所述低温水箱7内设置有探测到低温水箱低水位时通过自来水管引入冷水保证低温水箱7水量以及探测到低温水箱7高水位避免引入多余水的低温水箱液位计11。所述设定温度为5～10℃。所述高温水箱6内部下方设有在太阳能不足时用于加热高温水箱6内热水的电热丝。在所述冷水上水管上设有用于驱动冷水流动的供水泵2。在所述高温水箱6和所述低温水箱7外分别设置有保温层。与现有技术相比，本专利技术创新具有的有益效果是：1)集热装置中的水温保持较低水平，集热面与集热装置内部热水处于大温差换热状态保证集热效率，集热装置内部热水与外界空气处于小温差状态减少系统散热，集热装置高效利用太阳能。2)设置室内低温水箱，使其作为缓冲水箱为集热设备提供需加水、在系统水量达到下限时从自来水管网引水、容纳系统每个加热循环产生的多余热水，达到对系统内的水分阶段循环加热目的，使系统在能够保障热水供应的基础上，对冷热水实行即需即取，从而实现系统最小限度从外界引入循环用水、高效集热即达到节水、高效利用太阳能作用。3)太阳能热水器生产的热水储藏在室内高温水箱中，使用时可即时出热水，充分满足用户对热水的需求；4)夜间或需要防冻时，系统将集热装置及室外管道中的余水在重力作用下通过冷水上水管回流进入低温水箱，减少系统夜间向外散热，防止管道冻裂，避免管道无用水浪费；5)用低温水箱内低温水保护高温水箱不被干烧，在非必要情况下自来水管网中冷水不会流入系统，实现最大限度节水。附图说明图1为本专利技术的系统示意图；图2为本专利技术的热水器工作控制流程图；图3是本专利技术的防干烧控制流程图；图4是本专利技术的分阶段加热循环控制流程图；图5是本专利技术客户端使用控制流程图；图6是本专利技术定时控制流程图。图中：1、太阳能集热装置，2、供水泵，3、混水阀，4、喷头，5、控制器，6、高温水箱，7、低温水箱，8、集热装置温度探测器，9、低温水箱温度探测器，10、高温水箱温度探测器，11、低温水箱液位计，12、高温水箱液位计，13、集热装置液位计，14、下水三通电磁阀，15、防过热电磁阀，16、回流电磁阀，17、自来水供水电磁阀，18、水箱供水电磁阀，19、高温水箱保温层，20、低温水箱保温层，21、电热丝。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术创新进行详细说明。本专利技术如图1所示，包括太阳能热水器集热装置1、供水泵2、混水阀3、喷头4、控制器5、高温水箱6、低温水箱7、集热装置温度探测器8、低温水箱温度探测器9、高温水箱温度探测器10、低温水箱液位计11、高温水箱液位计12、集热装置液位计13、下水三通电磁阀14、防过热电磁阀15、回流电磁阀16、自来水供水电磁阀17、水箱供水电磁阀18、高温水箱保温层19、低温水箱保温层20、电热丝21。太阳能集热装置1位于室外，冷水进水口1-a与冷水上水管h连接，热水出口1-b与热水下水管i连接，其内部设置集热装置温度探测器8检测太阳能集热装置1出口附近水温，设置集热装置液位计13，检测内部液位是否达到要求使太阳能集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效太阳能热水器，其特征在于，包括太阳能集热装置（1）及其内检测太阳能集热装置（1）水温的集热装置温度探测器（8）、低温水箱（7）及其内检测低温水箱（7）水温的低温水箱温度探测器（9）、高温水箱（6）及其内检测高温水箱（6）的高温水箱温度探测器（10）；所述低温水箱（7）与自来水管相连，通过冷水上水管与所述太阳能集热装置（1）连接，所述太阳能集热装置（1）通过热水下水管与下水三通电磁阀（14）的进口连接；所述下水三通电磁阀（14）的两个进口分别通过管道与所述低温水箱（7）和高温水箱（6）连接；当所述高温水箱（6）与所述低温水箱（7）之间的温差大于设定温度时，所述三通电磁阀（14）连通通往所述低温水箱（7）的管道；当所述高温水箱（6）与所述低温水箱（7）之间的温差小于设定温度时，所述三通电磁阀（14）连通通往所述高温水箱（7）的管道；在太阳能集热装置（1）热水下水过程同时，所述低温水箱（7）下部低温水通过冷水上水管流入所述太阳能集热装置（1）。

【技术特征摘要】
1.一种高效太阳能热水器，其特征在于，包括太阳能集热装置(1)及其内检测太阳能集热装置(1)水温的集热装置温度探测器(8)、低温水箱(7)及其内检测低温水箱(7)水温的低温水箱温度探测器(9)、高温水箱(6)及其内检测高温水箱(6)水温的高温水箱温度探测器(10)；所述低温水箱(7)与自来水管相连，通过冷水上水管与所述太阳能集热装置(1)连接，所述太阳能集热装置(1)通过热水下水管与下水三通电磁阀(14)的进口连接；所述下水三通电磁阀(14)的两个出口分别通过管道与所述低温水箱(7)和高温水箱(6)连接；当所述高温水箱(6)与所述低温水箱(7)之间的温差大于设定温度时，所述三通电磁阀(14)连通通往所述低温水箱(7)的管道；当所述高温水箱(6)与所述低温水箱(7)之间的温差小于设定温度时，所述三通电磁阀(14)连通通往所述高温水箱(7)的管道；在太阳能集热装置(1)热水下水过程同时，所述低温水箱(7)下部低温水通过冷水上水管流入所述太阳能集热装置(1)。2.根据权利要求1所述的高效太阳能热水器，其特征在于，所述低温水箱(7)安装在所述高温水箱(6)上方；在所述低温水箱(7)与高温水箱(6)之间设置有补水管和溢流管；在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈九法，李亚楠，刘玉兰，饶义本，田权，安玉磊，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32