太阳能热水器快速升温及优先排放热水系统.pdf

一种太阳能热水器快速升温及优先排放热水系统，旨在解决现有太阳能热水器存在的缺陷，采用一种结构简单，方便适用的简易设施，使太阳能热水器产生的热水都集中在冷水上部，下部的水还未加时就可排放出热水，并始终优先排放热水。在太阳能热水器内胆中水管接口处设置三通1，三通一口接水满自闭阀2、再接进水单向阀3及进水管4，另一接口接排水单向阀5及排水管8和水浮子10。由于水浮子始终带动排水管8及热水收集管9的管口浮在水面上，热水收集管9始终能把真空管中加热了的水收集到水面上部；排水管8始终保持优先排放上层热水，水满自闭阀2当水箱上满水后能自动停止上水。可使太阳能热水器性能更加完善，有效提高用户的满意度。

1.  一种太阳能热水器上部快速升温及优先排放热水系统，其特征在于：它包括三通接头，水满自闭阀，进水管单向阀，进水管，排水管单向阀，排水管，可转动直角弯头，水浮子，温控器.在太阳能热水器内胆中水管接口处设置三通接头，该接头一接口接水满自闭阀——进水单向阀——进水管；另一接口装入排水单向阀后接可转动直角弯头，后接排水管；排水管及热水收集管由同一水浮子带动其远端升降，保证把热水收集到水面，并能始终优先排放上层热水；温控阀能确保水在真空管中加热到设定温度时才被收集到水箱中的水面之上，使上部水快速达到所需温度.

2.  根据权利要求1所述的太阳能热水器快速升温及优先排放热水系统，其特征在于进水管包括水满自闭阀和单向阀.

3.  根据权利要求1所述的太阳能热水器快速升温及优先排放热水系统，其特征在于水满自闭阀中的台形旋转阀，能保证在一定磨损情况下封闭严密，上满水后能自动关闭。

4.  根据权利要求1所述的太阳能热水器快速升温及优先排放热水系统，其特征在于排水管带有排水单向阀(带滚球的或带叶片的).

5.  根据权利要求1所述的太阳能热水器快速升温及优先排放热水系统，其特征在于排水管及热水收集管由同一水浮带动，并使水浮子始终保持在水面上.

6.  根据权利要求1所述的太阳能热水器快速升温及优先排放热水系统，其特征在于热水收集管管口一部分在水面之下，一部分在水面以上，保证产生的达到温度的热水都能收集到冷水上面；

7.  根据权利要求1所述的太阳能热水器快速升及温优先排放热水系统，其特征在于排水管8管口(可成喇叭形)向下弯曲并在水面之下，能有效排放出上层热水。

8.  根据权利要求1所述的太阳能热水器快速升温及优先排放热水系统，其特征在于温控是利用物体线胀系数之不同制得，能自行开合及调节热水收集管管口进水量之大不，保证水箱上部收集到达到温度的热水.

9.  根据权利要求1所述的太阳能热水器快速升温优先及排放热水系统，其特征在于真空管中的分隔片，能把冷热水分开，确保加热后水上升到集热室，达到设定的温度后才被收集到水箱中冷水的上边。

太阳能热水器快速升温及优先排放热水系统
一、技术领域
本发明涉及太阳能热水器，是一种太阳能热水器快速升温且能优先排放热水的装置。
二、背景技术
目前市场上的太阳能热水器，存在以下缺陷：热水器中的水基本上是整体慢慢升温的，这样把满桶水加热到所需的温度用的时间较长，没法尽快取用热水；再一个，向余有部分热水的热水器中补充冷水后，如不经太阳照射升温，需要使用热水时，要先排出后注入的冷水之后才能放出热水，有时由于注入的冷水太多而无法排放出热水，既不方便又浪费水资源，这种情况经常遇到。
三、发明内容
本发明旨在解决现有太阳能热水器存在的上述缺陷，采用一种结构简单方便适用的简易设施，既能使热水器能尽快排出热水——在水箱中的水没有全部被加热时，即可进行冲洗，又能在注入冷水后，仍能正常使用剩余的热水，有效的改善了热水器的性能。
四、本发明采用的技术方案
在热水器内胆中(进排)水管口先接一三通，三通一口接水满自闭阀，阀后接进水单向阀(只能从此阀向水箱中补充水，不能向外排水)；后再接一段下方开有若干小孔的水管。
三通另一接口内装一排水单向阀(此阀保证只能由水箱向外排水)，再接一可以转动的直角弯头，弯头后接一排水管，排水管末端接一开口向下的弯头，在弯头处装一水浮，水浮随水面的升降而升降，带动直角弯头转动，保证与水浮相连的排水管口始终处于水面之下1.5cm左右。
水箱内各集热真空管口用一条槽状不锈钢铁皮，罩住一大部分，并与水箱壁形成一封闭集热室；各真空管中都插入一适当长的分离片，分离片上端与槽状铁皮边缘相连。
在水浮上另固定一开口正对水面，与排水管平行、等长的集热管，集热管下方也装上可转动的直角弯头，此弯头与排水直角弯头背向(使集热管与排水管能一起随水浮的上下移动而转动)，与集热室中的一段带温控阀的水管相连。此装置能随时把加热到一定温度的水集中到冷水上方，并能始终优先排放上层热水。
有益效果是：水箱中的水分步加热，加热过的水由于密度较小，本装置使热水与冷水自然分离，可随时取用加热了的水，缩短了等待时间，并能始终优先排放热水，且当水箱中余有部分热水时，向内补充冷后，仍可使用下余热水，有效提高了热水器的性能。
五、附图说明
结合附图和实例对本发明进一步说明：
附图一为本发明原理的俯视图
附图二为集热管与排水管管口位置示意图
附图三为隔离片与集热室的正视图与侧视图
附图四为水满自闭阀结构的示意图
附图五为可转动直角弯管与排水单向阀的示意图
附图六为温控器示意图
附图一中：1-三通接头，2-水满自闭长寿阀(适当变形可做水龙头)，3-进水管单向阀，4-进水管，5-排水管单向阀，6、7-可转动直角弯头，8-排水管，9-集热管，10-水浮子，11-温控器架，12-温控器阀门。13-集热室，14-水满自闭阀水浮，15-真空管口；
附图二中：1-集热管口，2-排水管口；
附图三中：1-水箱，2-集热室，3-隔离片，4-真空管；
附图四中：1-台型旋转阀，2-防漏水压缩弹簧，3-封装螺钉，4-封装盖，6-转动动力臂，7-配重球，8-调节链，9-水浮子。10-空隙室.
附图五中：1-滚球，2-排水单向阀，3-直角弯头，4-连接螺冒。
附图六中：1-塑料管，2-温控器活动臂，3-温控器阀门，4-温控器固定壁，5-复位弹簧，6-环形活动端，7-活动臂连接孔，8-叶片与固定架连接孔，9-阀门叶片，10-杠杆支点，11-阀门固定架(各段之间活动连接)，12--钢管头。
五、具体实施方案
以下结合附图(一)介绍本发明的实施实例。
当太阳能热水器中注满水后，在太阳的照射下，真空管中的水吸热升温，由于在4度C以上，随着温度升高水的密度越来越小，加热了的水密度变小沿真空管上侧壁(因为真空管是倾斜安装的)进入集热室13。最初集热室温控阀门关闭，当集热室水温升到50度C时(此温度为设定温度，也可设定为60度C或其它温度)，温控器阀门开始逐渐打开，热水沿热水收集管向上进入水箱水面的最顶层，集热室中水越热，温控阀门开口越大，即随着阳光的强弱，温控阀门能自动调节。(在水浮子10的带动下，直角弯头6、7转动，热水收集管9的管口上部始终在水平面以上，管口下边始终在水平面下边，确保加热后的水能循环上升到水面顶部；排水管8的管口在水面下边1.5厘米左右，确保排水时能优先排放上部的热水，热水层厚度要超过1.5cm。)冷水沿分离片下方真空管下侧面进入真空管中加热，加热后再沿真空管上侧壁分离片上方进入集热室，经热水收集管上升到水箱水面最上部。这个过程持续下去直到把水箱中的水全部加热。在之后的加热过程中温控阀始终打开，水箱底部的水不断进入真空管得到加热，加热过的温度最高的水送到水面上部，这个过程在有阳光照射时一直进行下去。
当一部分水被加热后，如需用热水，即可通过排水管8排放出热水。
当热水用去一部分后，向水箱补充冷水时，由于排水单向阀和进水单向阀的作用，冷水只能从进水管4缓缓注入水箱下部，热水浮在上部.注水后，再用热水，在两单向阀的作用下，从排水管8中放出的仍是热水，注入冷水后不影响继续使用余下的热水，热水器中的热水能充分得到利用，从而提高了太阳能热水器的性能。
参看附图(四)，当水箱中注满水后，水满自闭阀在水浮子14的带动下刚好旋转到关闭状态，自动停止上水。从室内向热水器水箱中注水，与从热水器中向室内放热水现在大都用的是同一支水管，用热水时由用户先在室内关闭排水上水一体阀的上水阀，再放热水；上水时打开上水阀即可。
可转动直角弯管结构参看附图(五)。
温控器结构参看附图(六)，其工作过程如下：
当水温低于所设定温度(如50度C)时，阀门关闭；当温度达到所设定温度时，由于某种塑料管的线胀系数远大于金属架的线胀系数，塑料管膨胀增长，相当于支承点向左移动，从而金属架的活动臂端6，向左的移动量更大，拉动阀门叶片孔2，使叶片张开。热水通过阀门沿集热管上升到水箱水面。当温度低于设定温度时，塑料管收缩，在弹簧的作用下，温控器金属活动臂相对申长，叶片闭合管口，阻止未加热到设定温度的水上升，从而保证了上部水的温度.由于活动臂端6为环状，集热室水温更低时，活动臂再申长，对叶片已不起作用，管口始终闭合。为使温控阀门在所设定温度下封闭严密，可先把阀门及阀门架装在一小段钢管上(因钢管的线胀系数与金属架和阀门片的相同)，再把这段钢管与温控器塑料管相连.
本系统有以下功能：
一、使水箱中加热了的水都集中在冷水上部，在水箱中一部分水被加热后即可使用热水，缩短了能排放出热水的时间；
二、能优先排放热水，在水箱中有部分热水时，向水箱中补充了冷水后，向外优先排放热水，余下的热水仍可继续利用；
三、水箱中上满水后，能自动停止上水，避免水从水箱中溢出，并且水箱不承受水管的水压。