專利名稱：分體式太陽能熱水器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱水器，尤其涉及一種太陽能熱水器。
背景技術：
隨著對能源需要的日益增加，越來越多的自然能源，即風能、水能、太陽能等被逐漸應用于人們的生活，利用太陽能的例子更多，如太陽能電池，太陽能熱水器等。比較常見的太陽能熱水器為一體式太陽能熱水器，即太陽能熱水器的水箱與集熱器制造為一體，由于一體式太陽能熱水器有通氣孔、閘閥和溢流管，進出水管為一根管，洗浴時，必須關閉閘閥，利用水箱中已有的水進行洗浴，因此，在洗浴時是不能給水箱補充水，這就給人們帶來不便；而且一體式太陽能熱水器的集熱器為非承壓集熱，由于水箱中盛滿水，體積較大，因而不能很好的與建筑相結合，甚至在安裝時可能破壞坡屋頂的結構。尤其在惡劣的天氣環境下，集熱器極有可能被凍裂而致使大量自來水通過房頂流出，因而多數城市及小區禁止安裝一體式太陽能熱水器，這大大影響到對太陽能的利用。
為了方便使用及提高對太陽能的利用，又出現了分體式太陽能熱水器，一般的分體式太陽能熱水器采用熱管式真空管太陽能集熱器、U型管玻璃金屬真空管太陽能集熱器、或者平板型太陽能集熱器，上述集熱器由于可以承受一定的壓力，所以熱水器水箱和集熱器可以設計成分離的，從而克服了一體式太陽能熱水器不方便安裝到建筑物上和惡劣氣候下被凍裂的缺點。但是，由于熱管式真空管太陽能集熱器、U型管玻璃金屬真空管太陽能集熱器或平板型太陽能集熱器的成本高，致使此類太陽能熱水器的價格昂貴，不適合普通工薪階層的需要，同樣不適合推廣應用。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于提供一種集熱效果好、成本低的分體式太陽能熱水器為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案分體式太陽能熱水器，包括集熱器、水箱、在集熱器及水箱之間形成循環系統的集熱器進水管與集熱器出水管、設置在水箱上進冷水的水箱進水管和出熱水的水箱出水管、保持集熱器內與大氣相通的排氣孔、設置于集熱器上的聯集箱、設置于集熱器進水管的常閉式電磁閥與水泵、以及控制上述循環系統的電腦控制板，集熱器出水管上設置有僅供熱水從集熱器流向水箱的單向閥。
優選的，所述水箱上設置有檢測水箱內水溫的第一溫度傳感器，集熱器上設置有檢測集熱器內水溫的第二溫度傳感器。
優選的，上述電腦控制板根據上述第一、第二溫度傳感器檢測的溫度差開啟或關閉電磁閥、水泵。
優選的，所述第一溫度傳感器為帶有感溫探頭的溫度傳感器，上述感溫探頭深入水箱中。
優選的，所述水箱進水管與水箱出水管之中的一個管道上設置有水流傳感器，上述電腦控制板根據水流傳感器檢測的信號關閉電磁閥與水泵。
優選的，上述水箱出水管上連接有將水箱中放出的熱水與冷水進行混合的混合閥。
優選的，上述水箱內還設置有輔助電加熱水箱中水的電加熱管優選的，所述排氣孔設置于聯集箱、集熱器進水管、集熱器出水管中的至少一個上，且排氣孔的位置高于聯集箱的上表面。
優選的，上述集熱器與水箱分開設置于建筑物的室內與室外。
與現有技術相比，本發明具有如下優點本發明太陽能熱水器在水箱與集熱器之間的進水管上設置電磁閥和水泵，通過電腦板控制電磁閥和水泵工作，在水箱與集熱器的出水管之間設置單向閥，利用電腦板控制的電磁閥、水泵、水流傳感器、溫度傳感器，實現分體式太陽能熱水器集熱器與水箱之間的能量轉換，因此在使用(或者洗浴)時，同樣可以給水箱補充水，而且還有利于提高集熱效果；將現有技術中與玻璃真空管插接配合的水箱改為小容積的聯集箱，從而實現水箱與集熱器分離，集熱器的重量和體積大大減小，可以很方便地將集熱器設置在房頂或建筑外墻上，而水箱設置在遠離集熱器的室內；聯集箱、集熱器進水管或者集熱器出水管上設置有排氣孔，因此集熱器可以采用非承壓玻璃真空管，有利于降低成本。
下面結合附圖對本發明作進一步描述圖1為本發明太陽能熱水器的整體結構示意圖。
圖2為本發明太陽能熱水器的控制系統的工作流程圖。
圖3為本發明可電輔助加熱太陽能熱水器的電路原理圖。
具體實施例方式
請參照圖1所示，本發明太陽能熱水器100包括水箱5、向水箱5注入冷水的水箱進水管1、自水箱5流出熱水的水箱出水管2、集熱器10、集熱器10與水箱5進行冷、熱水循環的循環系統(未標號)、以及設置在水箱5一側的電腦控制板13。
所述水箱5的內膽開有至少4個孔，分別為連接進水管1進行冷水注入的進水口、連接出水管2以供熱水流出的出水口、連接集熱器進水管3的冷水循環口和連接集熱器出水管4的熱水循環口。所述水箱5的外壁設置有可感知水箱5內水溫的第一溫度傳感器14，所述第一溫度傳感器14將測得的水箱5內水溫的信號傳送到電腦控制板13。優選的，所述第一溫度傳感器14可以采用帶有感溫探頭的傳感器，傳感器的插接頭插在電腦控制板13上，而探頭則深入到水箱5中與水箱5內的水接觸。
所述水箱進水管1上設置有閘閥8，在水箱進水管1與水箱5之間還設置有水流傳感器12，在閘閥8打開時，水流傳感器12感測是否有冷水進入水箱5。所述水箱出水管2上設置有混合閥11，冷熱水經過混合閥11后進行混合并通過水箱出水管2的出口流出。
上述循環系統包括自水箱5將冷水注入集熱器10中的集熱器進水管3、從集熱器10中將熱水注入水箱5的集熱器出水管4，上述集熱器進水管3為冷水循環管，其上連接有電磁閥6和水泵7，電磁閥6一端與水箱5相連，另一端與水泵7的一端相連，水泵7的另一端與集熱器10相連；上述集熱器出水管4為熱水循環管，其上連接有保證熱水只能由集熱器10流入水箱5而不反向流動的單向閥15。上述電磁閥6為常閉式電磁閥，其是否開啟由上述電腦控制板13控制，在集熱時，電磁閥6受電腦控制板13控制開啟，上述電磁閥6與水泵7為本發明太陽能熱水器100的必要元件，采用常閉式電磁閥6可以保證本發明太陽能熱水器100即使在停電時也可時使用(或者洗浴)。
所述集熱器10是非承壓的集熱器，包括框架、并排置于框架上的多支全玻璃真空管、聯集箱16、密封圈、保溫棉、設置在聯集箱16上并可插入真空管的圓孔，所述玻璃真空管的一端封閉，另一端開口并插入聯集箱16的圓孔中，由密封圈進行防漏水密封。所述集熱器10的聯集箱16側壁上還設置有第二溫度傳感器17，第二所述溫度傳感器可以感測到集熱器10中的水溫，并將測得的信號傳給電腦控制板13。
由于在集熱器10上設置了聯集箱16，因此本發明太陽能熱水器100可以設置為分體式熱水器，上述水箱5可以與集熱器10相分離，由于水箱5與集熱器10相分離，因此，集熱器10的重量和體積均大大減小，從而可以很方便的將集熱器10設置在房頂或建筑外墻上，而水箱5設置在室內。上述聯集箱16的頂端表面上還可以設置有始終與大氣壓相通的排氣孔9，所述排氣孔9的位置高于聯集箱16的上表面，以保證聯集箱16在貯滿水之前水不會溢出。當然，所述排氣孔9也可不設置于聯集箱16上，而是設置在集熱器進水管3或者集熱器出水管4上，只要其設置的位置高于聯集箱16的上表面，就可以達到同樣的效果。
請參照圖2所示，本發明太陽能熱水器100的控制系統包括上述的電腦控制板13、水流傳感器12、設置在水箱5上的第一溫度傳感器14、設置在集熱器10上的第二溫度傳感器17、以及設置在集熱器進水管3上的電磁閥6和水泵7。水箱進水管1上的水流傳感器12可以感知水箱5內是否進水，如果進水則給電腦控制板13發出信號，以控制集熱器進水管3上水泵7和電磁閥6的開啟或關閉。上述第一溫度傳感器14可以感知水箱5中的水溫，并將測得的溫度信號傳給電腦控制板13。上述集熱器10上的第二溫度傳感器17對集熱器10中的水溫進行感測，并將測得的溫度信號傳給電腦控制板13。所述電腦控制板13上設置有一個功能鍵(未圖示)和一個調節鍵(未圖示)，當同時按下上述的功能鍵和調節鍵時，電磁閥6開啟，對集熱器10進行注水。
請參照圖1-圖3所示，本發明太陽能熱水器100的工作原理如下預先通過電腦控制板13設定水箱5內水的預定水溫值，當集熱器10的第二溫度傳感器17檢測到集熱器10中的水溫高于水箱5中的預定水溫值時，電腦控制板13控制水泵7啟動，從而打開電磁閥6，將水箱5中的冷水通過集熱器進水管3傳入至集熱器10中，同時將集熱器10中的熱水通過集熱器出水管4傳至水箱5內上部；當集熱器10中的水溫低于水箱5內水的預定溫度值時，電腦控制板13控制水泵7停止工作，同時關閉電磁閥6，由于關閉了熱水器進水管3上的電磁閥6，集熱器10中的水與水箱5中的水不發生交換，而且，由于集熱器出水管4上設置有單向閥15，集熱器10中的水與水箱5中的水也不會通過熱水器出水管4進入集熱器10不發生熱交換。
請參照圖3所示，在初次使用本發明太陽能熱水器100時，首先打開水箱進水管1上的閘閥8，此時水箱5進水，電磁閥6和水泵7處于關閉狀態，水流傳感器12將進水信號傳給電腦控制板13，此時需要按住上述電腦控制板13上的功能鍵和調節鍵大約4秒時間，強制打開電磁閥6，使水泵7進行強制循環，對集熱器10進行注水。等水箱5及集熱器10中貯滿水后，關閉閘閥8。通過電腦控制板13對集熱器10中水溫與水箱5中水溫的預定溫度差進行設定，電腦控制板13根據第一、第二溫度傳感器14、17測得的水箱5內的水溫、集熱器10內的水溫的溫度差與預定的溫度差進行比較，控制集熱器進水管3上的電磁閥6和水泵7的工作。優選的，水箱5內的水溫與集熱器10內的水溫的預定溫差范圍設定為10℃～15℃，當然，水箱5內的預定溫度范圍也可以設置為其他范圍。
在不使用(或不洗浴)時，水箱進水管1的閘閥8關閉，水箱5上的水箱進水管1、水箱出水管2關閉，水箱5內不再進水，電腦控制板13通過水箱5和集熱器10上的第一溫度傳感器14、第二溫度傳感器17檢測到的水箱5、集熱器10中水的溫差，打開或關閉電磁閥6，如果集熱器10的第二溫度傳感器17測得的集熱器10內的水溫與水箱5的第一溫度傳感器14測得的水箱5內的水溫的溫度差到了預定的溫度差時(以10℃～15℃為例)，電腦控制板13按照預定的程序，啟動集熱器進水管3上的電磁閥6和水泵7，使水箱5和集熱器10中的水進行熱交換，從而水箱5中較低溫度的水通過電磁閥6與水泵7被傳送到集熱器10中，而集熱器10中較高水溫的水則由集熱器出水管4進入水箱5中，直到上述溫差低于設定的溫度差值(一般情況下該溫度差值設定為4℃)時，此時水流傳感器12發出電訊號給電腦控制板13，電腦控制板13則控制集熱器進水管3上的電磁閥6和水泵7關閉，以使集熱器10與水箱5之間不發生水的交換，也不會發生熱交換。另外，由于集熱器出水管4、集熱器進水管3或者聯集箱16上設有排氣孔9，集熱器10始終與大氣相通，因此集熱器10不承受水的壓力。
需要使用(或洗浴)時，水箱進水管1上的閘閥8打開，同時混合閥11打開，此時電磁閥6與水泵7是關閉的，由于集熱器出水管4上有單向閥15，集熱器10與水箱5之間不發生熱交換。
另外，本發明太陽能熱水器100的水箱5內還可以增設有電加熱管，當陰雨天氣或者冬天時，還可以得用電加熱管對水箱5內的水進行輔助加熱，從而有利于擴大本發明太陽能熱水器100的應用時間和范圍。
可以理解的，本發明太陽能熱水器100還可以設置聲、光或者數字報警系統(未圖示)，當太陽能熱水器100中某一元件出現故障時(例如，當某一元件出現漏水情況時)，該報警系統可以發出聲、光或者顯示出故障元件的數字代號以報警，在故障消除重新注水時，需要按住上述功能鍵和調節鍵4秒后，強制開啟電磁閥6、使水泵7強制循環，給水箱5和集熱器10充滿水。
當然，也可以電腦控制板13上設置一個注水鍵(未圖示)以替代上述的功能鍵和調節鍵，該注水鍵的作用與上述功能鍵和調節鍵的作用相同，均用于本發明太陽能熱水器100的初次注水或者是意外情況發生后的首次注水。上述水流傳感器12同樣也可以設置在水箱出水管1上。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種分體式太陽能熱水器，包括集熱器、水箱、在集熱器及水箱之間形成循環系統的集熱器進水管與集熱器出水管、設置在水箱上進冷水的水箱進水管和出熱水的水箱出水管、保持集熱器內與大氣相通的排氣孔，集熱器出水管上設置有僅供熱水從集熱器流向水箱的單向閥，其特征在于還包括設置于集熱器上的聯集箱、設置于集熱器進水管的常閉式電磁閥與水泵、以及控制上述循環系統的電腦控制板。
2.如權利要求1所述的分體式太陽能熱水器，其特征在于所述水箱上設置有檢測水箱內水溫的第一溫度傳感器，集熱器上設置有檢測集熱器內水溫的第二溫度傳感器。
3.如權利要求2所述的分體式太陽能熱水器，其特征在于上述電腦控制板根據上述第一、第二溫度傳感器檢測的溫度差開啟或關閉電磁閥、水泵。
4.如權利要求3所述的分體式太陽能熱水器，其特征在于所述第一溫度傳感器為帶有感溫探頭的溫度傳感器，上述感溫探頭深入水箱中。
5.如權利要求1所述的分體式太陽能熱水器，其特征在于所述水箱進水管與水箱出水管之中的一個管道上設置有水流傳感器，上述電腦控制板根據水流傳感器檢測的信號關閉電磁閥與水泵。
6.如權利要求1所述的分體式太陽能熱水器，其特征在于上述水箱出水管上連接有將水箱中放出的熱水與冷水進行混合的混合閥。
7.如權利要求1-6中任一項所述的分體式太陽能熱水器，其特征在于上述水箱內還設置有輔助電加熱水箱中水的電加熱管
8.如權利要求1-6中任一項所述的分體式太陽能熱水器，其特征在于所述排氣孔設置于聯集箱、集熱器進水管、集熱器出水管中的至少一個上，且排氣孔的位置高于聯集箱的上表面。
9.如權利要求8所述分體式太陽能熱水器，其特征在于上述集熱器與水箱分開設置于建筑物的室內與室外。
全文摘要
本發明公開一種分體式太陽能熱水器，包括由玻璃真空管組成的集熱器、水箱、在集熱器及水箱之間形成循環系統的集熱器進水管與集熱器出水管、設置在水箱上進冷水的水箱進水管和出熱水的水箱出水管、保持集熱器內與大氣相通的排氣孔、設置于集熱器上的聯集箱、設置于集熱器進水管的常閉式電磁閥與水泵、以及控制上述循環系統的電腦控制板，集熱器出水管上設置有僅供熱水從集熱器流向水箱的單向閥。由于采用玻璃真空管，因此成本顯著降低，另外，在水箱與集熱器之間的進水管上設置電磁閥和水泵，通過電腦板控制電磁閥和水泵工作，實現分體式太陽能熱水器集熱器與水箱之間的能量轉換，因此大大提高了集熱效率。
文檔編號F24J2/46GK1837711SQ20051005698
公開日2006年9月27日 申請日期2005年3月25日 優先權日2005年3月25日
發明者孫京巖, 侯全舵, 葛風雷 申請人:海爾集團公司, 青島經濟技術開發區海爾熱水器有限公司