[实用新型]一种全新的置换换热太阳能热水器

说明书

技术领域

本实用新型涉及到一种高效快速加热水温到预定温度，利用电控通过冷水本身的能量置换热水到存储式保温水箱中储藏的分体式太阳能热水器。

背景技术

随着人们对环保事业的越来越重视，太阳能热水器的普及率也越来越高，但太阳能热水器在使用过程中也逐步出现了一些不足和缺点，极大影响人们使用太阳能热水器的积极性，比如目前家用的太阳能热水器，由于太阳能热水器系统中的两大部件，集热器和存储式水箱采用并行架构，即集热器有两根管与水箱内胆连接，因此不论什么季节使用，就首先需要把冷水加满水箱。然后通过太阳的照晒，利用自然循环来缓慢加热水箱中的水；部分太阳能热水器采用双循环，就是集热器中加入除水以外的介质，加热介质，通过水箱中的内置的热转换体换热水箱中的水，降低集热效率带来安全隐患。而且水箱中的水温是不受控的，言下之意，夏天水箱中的水温有可能达到100度，而冬天水温则可能只有二三十度。

能否设计出一种全新换热方式的太阳能热水器，充分依靠自来水的自身能量实现快速的制热和换热，而且在水箱中的热水的温度是可以根据需求设定的，无论什么季节，只要设定温度后，水箱中的水温就保持这个温度，同时整个设置方便简洁，系统安装简单可靠。系统只用水，不采用其它任何介质，同时也解决夏天防爆冬天防冻。

发明内容

一种全新的置换换热太阳能热水器就是为了解决以上问题而发明的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：整个系统包括包括存储式保温水箱、集热器、控制器、电磁阀、水位传感器或水位控制阀、水温传感器及连接各部分的管道和连接线；集热器和存储式保温水箱采用串行连接方法，水路流经电磁阀后先流入集热器中，在集热器中加热到预定的温度，控制器检测水温到预定值，启动相应电磁阀，使自来水再次流入集热器，通过自来水本身的压力把集热器中已经加热的热水置换到存储式保温水箱中，置换完成后，控制器检测到水温低于预定值，关闭相应的电磁阀，新进来的冷水只会在集热器中，如此往复直到存储式保温水箱中的热水加满为止。也就是说，本实用新型的太阳能热水器系统，集热器是把小容量自来水加热到设定温度以后，才把热水置换到水箱中，继续这个过程直到水箱装满热水，水箱中的热水温度是确定可控的；而不是像目前市场上的太阳能热水器，先把冷水放满水箱，然后通过集热器再缓慢加热，热效率低，水箱中的热水是不可控的。本实用新型的太阳能热水器系统的换热主要是通过冷水置换集热器中的热水来实现的，而且置换的动能来自于自来水本身的压力，通过控制器控制电磁阀，这种置换换热的速度非常快速，远远超过水箱自然循环换热的速度。水箱中热水满了以后，这种置换过程马上停止。

其中存储式保温水箱是一种非承压水箱，有外壳、保温层、内胆构成，具有入水口、出水口、透气口、辅助电加热口，以及水位传感器和水温传感器。存储式保温水箱是一个独立体，相对于一体式的屋顶太阳能热水器安装更加方便合理，放置在室内则保温效果比放置在室外的更加优良。而且水箱的容积、横置还是竖放的选择更加方便。水箱中其它的辅助接口根据需要开出。

其中集热器可以是真空管与联箱构成的集热器，也可以是平板式集热器；集热器具有冷水入口、热水出口，在集热器内部的热水出口附近放置一个温度传感器，具有电辅助加热的还有一个电辅助接口，具有排空功能的，在相应部位还有一个安装排空阀的接口。此集热器可以承压也可以不承压，承压集热器和非承压集热器在控制器上的控制电磁阀过程有不同。由于集热器是安装在室外的，需要考虑集热器在寒冷的地方防冻，本发明对应集热器以及相关连接管道的防冻，对于具有联箱结构的集热器，有两种设计方案，其一是通过辅助的电加热口，根据检测到水温太低有可能结冰则启动电加热器，即采用保温防冻法；其二是通过在相应部位安装一个排控阀，在低水温时，抽空联箱及相应管道的水，即采用无水防冻法。而对于平板集热器则只能采用无水防冻法。

其中的电磁阀，一般可以安装两个即进水电磁阀和置换电磁阀；系统也可以把进水电磁阀和置换电磁阀合二为一，综合成为一个具有双重功能的电磁阀只安装一个电磁阀就可以，两者的区别是控制器的控制方式有不同，同时还需要根据集热器是否承压来决定。