[发明专利]太阳能热水器系统节水防冻装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能热水器系统的组成装置，特别涉及非封闭式太阳能热水器系统中的节水防冻装置。

背景技术

目前所见，非封闭式太阳能热水器系统的热水器储水箱几乎都是被安装于用户住宅的屋顶上，因其热水的取用是靠具有高低落差的位能来实现的。整个系统的各组件须由室外、室内管道连接而成，如不采取其它措施、管道中始终留存有水。故用户需使用热水时，都先要放掉管道中的冷水，才能获得来自于热水器储水箱中的热水，且使用完毕，管道中的热水又渐变为与环境温度相应的冷水。每次这样的重复过程，不仅浪费水资源、同时也浪费热能。特别是，当冬季环境温度经常低于0℃时，室外管道中的水又不可避免地会结冰，导致管道“冻堵”，即使热水器储水箱中有热水也不能流至室内使用，严重时管道还被冻裂。针对上述存在问题，我国太阳能热水器的生产企业都在寻求将管道排空的技术解决方案，以下专利技术具有代表性。

中国专利公告号CN20096172Y公开了一种“太阳能热水器新型排空阀”，该技术方案是在球阀下安装与大气相通的单向阀，以实现管道中水的排空。该排空阀原理上能达到管道排空的目的，但在使用过程中发现了它的不足之处，如：用户反应安装阀后用水不够畅通；因管道中水排不尽、冬季仍有冻堵现象；取用热水时、有时水下不来等。分析其原因，是单向阀通径受限及其性能不太可靠所致，在向储水箱进水时，单向阀会有水渗漏，冬季容易冻结而丧失排空功能；在取用热水时、管道中热气体上升，单向阀排不掉，导致气堵用不上水。

中国专利公告号CN2833280，公开了一种“太阳能热水器管道排空阀”，该技术方案是通过电磁线圈产生与永磁体极性相同的磁场而产生相互排斥力，推动阀体中活塞运行，使管道与大气相通而进行管道排空的。经实际使用该技术也存在以下缺陷：排空需要通电，一旦瞬时停电功能失效；热水所结水垢会影响活塞体移动运行的可靠性；且永磁体随着时间的推移，其磁场衰弱最终影响活塞头开关的可靠性；所采用的塑料通气软管除安装不方便外，长时间浸泡在热水中也易造成水质污染等。

由此可见，太阳能热水器的生产企业都把主要精力是放在阀的功能性和可靠性改进的研究上，而这些改进至今并未取得人们预想的效果。

发明内容

本发明是基于对太阳能热水器整体系统进行研究，提出的一种太阳能热水器系统节水防冻装置。该装置是通过改变系统组成件的构成及其连接方式，实现所述管道排空，以达到太阳能热水器系统的节水防冻目的。

本发明的技术解决方案：

本发明的节水防冻装置，设置于由储水箱、电动控制阀、智能控制器、温度传感器及室内外连接管、阀组成的太阳能热水器系统内。该装置主要由电动控制阀及其旁路导气管组合构成，位于储水箱下方，其中，电动控制阀其上、下端口连接于储水箱进出水主管道(以下简称主管道)之中，旁路导气管的下端口与电动控制阀下端口相连相通；其上端口从电动控制阀上端的主管道中穿越、进入储水箱中，且其端口出露在储水箱水体的溢流面之上，并通过储水箱的溢流管与大气相通。

本发明的进一步技术解决方案：

(1)电动控制阀的上、下端口分别设置有上、下连接器，上连接器的上端与储水箱进出水口连接，下连接器的下端与主管道相连接；旁路导气管的下端口与下连接器相连相通，其上端口从上连接器中穿越、进入储水箱中，且其端口出露在储水箱水体的溢流面之上，并通过储水箱的溢流管与大气相通。

(2)在主管道的室内最低处设置放水电动阀；

(3)在主管道的室外段上设置温度传感器。

本发明的有益效果：

(一)本发明取消现有技术的采用阀体实现系统管道排空的结构，设计与电动控制阀并联的旁路导气管，经试验使用，在零下25℃的环境条件下也能确保管道不被冻结，其排空功能更可靠，有效地解决了现有排空阀通径小、使用时易产生气堵水流不畅，或进水时易渗漏、管道排水不尽，仍会产生冻堵等问题。

(二)本发明在室内主管道的最低处设置有放水电动阀，在室外管道上设置有温度传感器，且由智能控制器根据人们的使用要求、环境温度、电动控制阀的状态进行识别和控制，可确保太阳能热水器不使用时或环境温度较低状态下、系统的管道中无水，管道不被冻结，又能做到阀一打开就有热水流淌供给，既节水又节能，用户使用十分方便。

(三)本发明电动控制阀可采用上下连接器装配式与系统主管道及旁路导气管连接，易于安装、维护，也有利于采取保温措施。