[实用新型]太阳能卧式水箱全天候热水器

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种太阳能定温放水，光伏水泵强制循环，电热管辅助加热的低位水箱全天候热水器，利用水位阀控制太阳能热水器补水，尤其是利用外水压实现定温放水。在水箱满时自动停止供水，之后利用太阳能光伏电池提供再循环的能量，提高水温。水箱低位放置，使用时热水没有搀混，热水100％得到利用，阴雨天气利用电加热辅助加热，实现全天候热水器功能。

背景技术

目前，公知的太阳能热水器主要为高位水箱(立式)的自然循环系统，几十年没有根本性的突破，包括真空管热水器仍沿用其原理和布局结构。自然循环系统热水器其结构简单但体积笨大。特别是高位立式水箱带来的麻烦：1、水箱位置在系统的最高处，重心太高，极不安全，水箱不能低置或分离；2、影响建筑美观；3、占用较大的屋顶面积；4、热水使用需冷水补入，出现掺混，热水利用率低；5、以及集热器工作温度在＞60℃的高温区，结垢严重，系统使用寿命短；以上弊端严重的限制了自然循环太阳能热水器在各种建筑上更广泛的应用。

发明内容：

本实用新型提供的太阳能卧式水箱全天候热水器，其优点是：1、水箱卧放在系统的最低重心处，极其安全，水箱低置并且能与集热器分离；2、系统与建筑完美结合，3、占用较小的屋顶面积；4、热水使用不需冷水补入，没有掺混；热水利用率100％；5、系统工作温度低≤55℃没有结垢，使用寿命延长；以上性能使得太阳能卧式水箱全天候热水器得以在各种建筑上更广泛的应用。

该太阳能热水器系统在功能极大改善的情况下，仍然只利用太阳能不需额外市电实现控制，符合环保节能原则。

技术方案：

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：完全利用太阳能量制造热水和自动控制。利用水位阀控制打开和关闭进水。水位阀通过节流器连接集热板上集管的一端，一旦集热板水满，水位阀浮杯浮起内即关闭进水。在太阳能的作用下，集热板水温上升，当达到(55℃＝T0)节温器设定温度(不限于此温度)时，节温器自动打开，热水利用重力流入水箱，水位阀内的水位下降，当下降到底部时浮杯落下，水位阀自动打开，冷水通过补水管进入集热器的下集管将热水挤出，由于节温器与节流器的口径相差很大，被挤出的热水大量进入水箱，其中极小部分进入水位阀空腔，当水位阀空腔水位上升到高位置时浮杯浮器起，水位阀自动关闭进水；若节温器还在开启状态，但进水已被关闭，水位阀空腔内的又水通过节流器回流到上集管，此时水位阀内的水位又再次下降，当下降到底部时，水位阀又自动打开，冷水又通过补水管进入集热器的下集管将热水继续挤出，周而复始，直到板内55℃热水全部挤出，冷水到达节温器，节温器接触到冷水自动关闭。此时冷水只能通过节流器进入水位阀，阀内水位上升，如前所叙当水位上升到高位置时，水位阀自动关闭进水，水位暂时稳定。太阳能集热器回到初始状态；在太阳能的作用下如此不断工作，获的定温的热水进入水箱储存备用。在使用热水时，没有冷水补入，当然就没有掺混现象，所以热水可得到100％利用。以上功能的实现还带来了另一个好处：就是不论天气如何，只要有太阳能就能得到的55℃的热水，决定热水的数量多少只与天气好坏(太阳能辐射功率)有关。克服了自然循环系统，天气不好就只能得到一捅无法沐浴的如＜40℃的水。

水位阀的存在保证了水箱内水不会溢出，当然水箱排气管必须高于水位阀。所以尽管水箱低置但不承压；在本系统中，集热板进水时有一定水压(就是自来水的压力)，由于水位阀的存在，解决了通常定温放水集热板必须承压的难题。原理是利用一个泻压孔即节流器与水位阀连接，在水位阀打开进水时，冷水一面向集热板补水将热水挤出，一面通过泻压孔将水注入水位阀空腔内(泄压效果)，使水位阀浮杯缓慢浮起并关闭进水(集热器不承压)；在水位阀浮杯落下后，启动进水阀又进行补水。这样不断间歇的补水，直到冷水到达节温器，节温器接触到冷水自动关闭。此时浮球阀空腔内的水不能流出，水位暂时稳定，形成的水压仅是比集热板高一点(20～30厘米)，就此实现了系统定温放水但集热板不承压。在本系统中，无论外水压如何变化不会影响系统的工作。

一旦水箱热水补满，随时间其温度必然不断下降。此时利用太阳能光伏电池及控制器通过传感器和水泵实现水箱内的水再次循环：水泵将水箱内低位的水抽出，进入集热器加热，再回到水箱的高位实现循环加热升温；其中传感器的设定温度(T1)必须大于等于节温器的开启温度(T0)。只要T1≥T0，强制循环再次加温就自动开始进行。解决了不使用水时，水箱水温度不断下降的问题。