[发明专利]分层复合循环太阳能热水器

说明书

本发明为一种太阳能热水器。

现有的太阳能热水器，其集热器内的热水是从热水箱的固定高度循环进入到热水箱内的。若为自然循环，由于集热器内的热水温度随天气情况、季节和每天时间的不可而不一样，集热器内带有用热能的热水，会因水温低于热水箱内进水高度处的水温而不能进入热水箱得以利用，造成浪费，降低了装置的热效率；而当集热器内水温过高于热水箱内进水高度处的水温时，进入热水箱内的热水又将上冲导致混水(高、低温水相混)，同样降低了装置的热效率。若采用泵送强制循环，高、低温水相混同样不能避免。

本发明的目的是提供一种能充分利用集热器内热水的热量，不会混水，热效率高的分层复合循环太阳能热水器。

本发明产品的结构是：与保温循环热水箱下部相通的下循环管通过热水循环泵与集热器的下部连通，集热器上部的强制循环上水管分别与处于热水箱不同位置高度的一个以上的进热水管相连，各个进热水管与强制循环上水管之间均串联有一常闭电磁阀，热水箱内于各进热水管的高度位置处分别设有相应的热水箱温度传感器，集热器上部设有集热器温度传感器，各热水箱温度传感器单元的输出端与采样脉冲器的输入端电连接，采样脉冲器的输出端以及集热器温度传感器单元的输出端分别与温度比较单元的输入端电连接，温度比较单元的输出端与控制电磁阀的继电器板组的输入端电连接，继电器板组的输出端与能控制水泵启停的水泵信号输出单元的输入端电连接。上述电气部件都有市售商品，而有关电路单元也是已有技术，在一般电子线路图册上就有现成的可用。

本发明最好在集热器上部、或在强制循环上水管上还设有通过一常开电磁阀而单独与热水箱最上一个进热水管相连的自然循环上水管，同时热水循环泵与1-5个常开电磁阀、或一止回阀并联。在停电、出现故障及人为要求情况下进行自然循环；而在一般情况下，则由温度比较单元自动将集热器上部的温度传感器信号与热水箱内不同深度的温度传感器信号进行对比、分析而自动切换到热水箱相应深度层面进行强制循环，从而可将集热器内全部热量有效地输送到热水箱内不同温度层，避免集热器的热散失，同时又不造成混水，提高了装置的热效率，并可克服现有太阳能热水器自然循环与强制循环分离设计的缺点，并具有低温启动性能，可防止冬季结冰破坏。

本发明的主要优点就在于热效率很高。

图1为实施例的管路联结结构示意图。

图2为实施例的电原理框图。

图3为实施例的电原理图。

实施例：见图1-3。与保温循环热水箱4下部相通的下循环管11通过热水循环泵15与集热器10的下部连通，集热器10上部的强制循环上水管16分别与处于热水箱不同位置高度的三根进热水管9相连，各根进热水管9与强制循环上水管16之间均串联有一常闭电磁阀8，图中它们分别为2DT、3DT和4DT。还设有通过一常开电磁阀6，即1DT而与热水箱最上一根进热水管17相连的自然循环上水管7，强制循环上水管16与自然循环上水管7连通。同时热水循环泵15与另外2个常开电磁阀13，即5DT、6DT或与一止回阀14并联。热水箱内于各进热水管的高度位置处分别设有相应的热水箱温度传感器5，即1WD、2WD、3WD、4WD，集热器热水出口处也设有集热器温度传感器5，即5WD。热水箱温度传感器单元18的输出端与采样脉冲器19的输入端电连接，采样脉冲器19的输出端以及集热器温度传感器单元20的输出端分别与温度比较单元21的输入端电连接，温度比较单元21的输出端与继电器板组22的输入端电连接，继电器板组22的输出端与能控制水泵启停的水泵信号输出单元23的输入端电连接。热水箱温度传感器单元18还与采样开关24连接，采样开关24连接有温度显示器25。图1中1为补水管，2为层流器，3为出热水管，12为控制器(由采样脉冲器、温度比较单元、继电器板组、水泵信号输出单元、采样开关等组成)，细虚线表示电控联结关系。图3中各虚线框内的单元与图2中相应件号的方框相对应。电路工作基本原理是：水箱上多个温度传感器1WD、2WD、3WD、4WD的温度值T1、T2、T3、T4经放大后被采样脉冲器19中的集成块集成后产生采样信号，与集热器温度传感器5WD的温度值T0在温度比较单元中进行比较，然后经继电器板组上的电路推动继电器工作，使电磁阀按要求通断，同时信号进入水泵信号输出单元，经运算放大后通过三极管推动水泵线圈工作。水箱温度传感器的信号经运算放大器处理后进入采样开关，经场效应管分别处理各层水温信号后，由温度显示器显示出来。

工作程序：

设各温度传感器的温度值为：5WD=T0，1WD=T1、2WD=T2、3WD=T3、4WD=T4。