光电互补太阳能热水器.pdf

一种光电互补太阳能热水器，它主要包括太阳能集热管、储水箱、控制器，所述的储水箱的箱体上安装有至少二个连接座，连接座内装有单向阀，连接座上接有太阳能集热管以及使集热管串联连通用的直通管和U形管；所述的太阳能集热管是由内玻璃管和外玻璃管组成，内、外玻璃管封口于一端口，使它们之间形成有真空，在内玻璃管的外壁上复合有吸热膜层；所述的连接座与储水箱制成一体；所述的储水箱主要包括连接座、内胆、外壳和两者之间的保温材料；储水箱的箱体上设置有透气阀、进水口和出水口，进水口上串接有进水电磁阀；它具有热能利用率高，用水温度基本一致，不会堆积杂物，不易结水垢，热水保温好、防集热管冻裂，控制灵敏，结构合理；适用范围广等特点，是一种安全可靠的环保新产品。

1、  一种光电互补太阳能热水器，它主要包括太阳能集热管A、储水箱C、控制器E，其特征在于所述的储水箱C的箱体上安装有至少二个连接座B，连接座上接有太阳能集热管A以及使集热管串联连通用的直通管9和U形管7。

2、  根据权利要求1所述的光电互补太阳能热水器，其特征在于所述的太阳能集热管A是由内玻璃管1和外玻璃管2组成，内、外玻璃管封口于一端口3，使它们之间形成有真空，在内玻璃管1的外壁上复合有吸热膜层4。

3、  根据权利要求1或2所述的光电互补太阳能热水器，其特征在于所述的太阳能集热管内置有接入连接座B弯管孔上的直通管9，所述的连接座B与储水箱C制成一体。

4、  根据权利要求1或3所述的光电互补太阳能热水器，其特征在于所述的储水箱主要包括连接座B、内胆12、外壳14和两者之间的保温材料13；储水箱C的箱体上设置有进水口18和出水口19，进水口18上串接有进水电磁阀20；所述的储水箱C上安装有电加热管22、透气阀D和安装温度传感器21的弯管15，而在储水箱内有水位信号线16、储水箱温度传感器17。

5、  根据权利要求3所述的光电互补太阳能热水器，其特征在于所述的连接座B主要由密封胶件5组成，其上设置有U形管7、单向阀6和通气管8；所述的密封胶件5表面用于插接太阳能集热管；所述的U形管7是连通各个太阳能集热管的通路，U形管7的一端连接直通管9。

6、  根据权利要求4所述的光电互补太阳能热水器，其特征在于所述透气阀D包括进水球形或锥形体23、24和一根顶簧25，它们四周留有间隙并装入在一阀体26内部。

7、  根据权利要求3或4或5所述的光电互补太阳能热水器，其特征在于所述连接座B内的单向阀6主要包括有中间通孔的球形或锥形阀体，在其内装有四周留有间隙的球形或锥形体11。

8、  根据权利要求1所述的光电互补太阳能热水器，其特征在于所述的控制器E主要包括有电磁阀20、温度传感器21和17、水位信号线16和电加热器22；所述的温度传感器至少有一个是安装在靠近连接座出水到储水箱的管件处；所述的电磁阀20、温度传感器21和17、水位信号线16和电加热器22是通过导线与控制器E相连接。

9、  根据权利要求8所述的光电互补太阳能热水器，其特征在于所述的控制器E包括各种电子电器元件组成的控制装置，它与进水电磁阀20、温度传感件21和17、水位信号线16和电加热器22组成了自动控制电路；它们分别通过导线与控制器E相连接；控制器E配置有显示屏，该显示屏上至少有最后端集热管A的水温显示、储水箱C内的水温和水位显示；所述的控制器E至少有连接电磁阀20、温度传感器21和17、水位信号线16和电加热器的接线端或插接口。

光电互补太阳能热水器
技术领域
本发明涉及的是一种太阳能热水器，尤其是一种利用太阳光或电加热进行互补式的太阳能热水器，属于太阳能利用技术领域。
技术背景
现有的太阳能热水器是由多根并联的太阳能集热管和储水箱连体构成，所述的储水箱位于上端，多根并联的集热管上端插入储水箱的下部，在集热管中的水是利用冷水下沉、热水上升的原理进行工作。使用时，将冷水放满在储水箱和灌入集热管中，经太阳辐射使集热管中的水逐步升温后供人们使用。由于太阳辐射的热能是通过集热管的缓慢加热使整箱水升温的，而且储水箱上有一个透气孔容易散发热量，故而存在如下不足：1、水加热速度慢，热效率低；2、使用状态下是边用热水边进冷水，热利用率低；3、受阳光强弱的限制，热水温度不能按需要进行设定；4、真空集热管内容易堆积杂物和产生水垢，且无法对管内进行清洗，而所产生的热水又不能食用；5、气候寒冷时容易冻裂真空管，降低使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种通过改变太阳能集热管内的水以串联加热方式来实现高的制热效率，达到以设定出水温度并可全自动控制的光电互补太阳能热水器。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要包括太阳能集热管、储水箱、控制器，所述的储水箱的箱体上安装有至少二个连接座，连接座上接有多根太阳能集热管以及使太阳能集热管串联连通用的直通管和U形管。
所述的太阳能集热管是由内玻璃管和外玻璃管组成，内、外玻璃管封口于一端口，使它们之间形成有真空，在内玻璃管的外壁上复合有吸热膜层。
所述的太阳能集热管内置有接于连接座U形弯管孔上的直通管，所述的连接座与储水箱制成一体。
所述的储水箱主要包括连接座、内胆、外壳和两者之间的保温材料；储水箱的箱体上设置有进水口和出水口，进水口上串接有进水电磁阀；所述的储水箱上安装有电加热管、透气阀和安装温度传感器的弯管，而在储水箱内安装有水位信号线、储水箱温度传感器。
所述的连接座主要由密封胶件组成，其上设置有U形管、单向阀和通气管；所述的密封胶件表面用于接太阳能集热管的；所述的U形管是连通各个太阳能集热管的通路，U形管的一端接直通管。
所述单向阀包括球形或锥形体，它四周留有间隙并装入在一阀体内部，该阀体装入于连接座中。所述的单向阀是使集热管内进水时封闭，集热管热量高时将气排入储水箱中，集热管温度太低时储水箱中热量能传导在集热管中的装置。
所述透气阀包括进水球形或锥形体和一根顶簧，它们四周留有间隙并被装入在一阀体内部。所述的透气阀是使储水箱中进水、出水自动排气和吸气的装置；进水时顶开阀体使储水箱中气体排出，出水时吸开阀体使储水箱中进入空气；不进出水时自动关闭使储水箱减少热损耗。
所述的控制器主要包括有电磁阀、温度传感器、水位信号线和电加热器；所述的温度传感器至少有一个是安装在靠近连接座出水到储水箱的管件处；所述的电磁阀、温度传感器、水位信号线和电加热器是通过导线与控制器相连接。
所述的控制器包括各种电子电器元件组成的控制装置、它与进水电磁阀、温度传感件、水位信号线和电加热器组成了自动控制电路；它们分别通过导线与控制器相连接；控制器配置有显示屏，该显示屏上至少有最后端的集热管水温显示、储水箱内的水温和水位显示；所述的控制器至少有连接电磁阀、温度传感器、水位信号线和电加热器的接线端或插接口，并且有自动或手动补水功能。
本发明所述的太阳能集热管、储水箱组合成一体成为光电互补的太阳能热水器；它安装在建筑物的外部，控制器安装在室内相应的位置。
受太阳辐射集热管温度升高，热信号被送入室内的控制器中，当最后的集热管内的水达到设定的温度时进水电磁阀打开，冷水经集热管的下端逐根挤入下一根集热管而进入储水箱中；当冷水进入时，连接器中的单向阀体受挤压力后向上顶闭，使集热管内的水完全为串联式被挤入储水箱内，此时透气阀受储水箱中气体压力而顶开阀体让气体溢出；当最后的集热管内的温度低于设定的进水温度时，进水电磁阀关闭，连接器中的单向阀体向下，使集热管和储水箱中的水导通；当集热管内温度高于设定的进水温度而储水箱中的水已满时，此时集热管受太阳辐射温度不断升高会产生高压气体，由于连接器中的单向阀是导通的，高压气体通过单向阀直接进入储水箱，气压再升高时储水箱上的透气阀受气压而自动顶开。当太阳光微弱或阴雨雪天时，集热管无集热作用时，控制器指令将集热管内的水挤入储水箱，并启动电加热管，使储水箱中的水温保持在50℃左右供用户使用。用户用水时，因储水箱中产生负压力而不易使水排出，此时透气阀体被负压吸开，空气进入储水箱内。
本发明因各根集热管为串联式加温，与现有热水器的技术相比，具有以下优点：1、热能利用率显著提高；2、太阳能集热和电加热互补，不受天气现象的变化均有热水。3、不会堆积杂物，不易结水垢，热水可以食用；4、用水温度基本一致，控制灵敏，储水箱保温效果好；4、气候寒冷时储水箱中的水温仍保持高温，水温通过金属管的热传导使集热管中的水保持有低温而不使之冻裂真空管。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明所述的连接座结构示意图。
图3是本发明所述的透气阀结构示意图。
具体实施方法
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：附图1所示，本发明主要是由太阳能集热管A、连接座B、储水箱C、透气阀D和控制器E组成。
所述的集热管A由内玻璃管1和外玻璃管2两端经过封口并从3处抽取真空后而制成，在内玻璃管的外壁上复合有吸热膜层4。所述的太阳能集热管是现在市场普遍的成熟产品。
结合附图2所示，所述的连接座B包括密封胶件5、单向阀6、U形管7、通气管8、直通管9、进水管10。其中单向阀7是中间通孔的，在其内装有四周留有间隙的球形或锥形体11。直通管9接入在U形管7的孔内；在连接座B上接入直通管9和多根集热管A，使集热管形成串联组合。
储水箱C是内层为内胆12、中层为保温材料13，外层是外壳14，保温材料13将连接座上的U形管7、通气管8、进水管10、及安装温度传感器的弯管15包裹组成一体；它包括水位信号线16、储水箱温度传感器17、进水口18和出水口19。进水电磁阀20、进水口18、出水口19是用水管进行连接的。
结合附图3所示，所述的透气阀D包括球形或锥形体23、24及顶簧25，它们被装入在阀体26内部。
控制器E包括各种电子电器元件组成的控制装置，温度传感器21、进水电磁阀20、水位信号线16、储水箱温度传感器17、电加热管22。这些阀与器件是通过导线与控制器E相连接。
市电向控制器E提供工作电源，控制器E通过接线端及导线向温度传感器21、进水电磁阀20、水位信号线16、储水箱温度传感器17、电加热管22相互传递变量信号，信号由各种电子电器元件组成的控制系统触发控制电器的终端装置，实现了编程自动控制。
因为太阳能集热管A吸热温度能高于100℃以上，所以多根集热管A形成如上所述的串联后，水经进水电磁阀20串联逐根挤入集热管A而连续激热升温。当热水没有达到设定的要求时，水在集热管内存留加热，待最后的集热管A到达设定的温度时，信号通过温度传感器21传递给控制器E，控制器E触发进水电磁阀20开启将热水排至储水箱C内。
由附图说明它的工作过程为：初次使用时，控制器E触发进水电磁阀20打开，水进入集热管A并使储水箱C内将电加热管22淹没时启动电加热，使水温加热到设定值时停止加热。当集热管A受太阳辐射逐步升温达到设定的水温要求时，热信号经温度传感器21送到室内的控制器E，控制器E触发进水电磁阀20打开，水的压力顶闭单向阀体11，使热水经串联挤入各根集热管A进入储水箱C，低于设定温度时则关闭进水电磁阀20，单向阀6则自动导通。当太阳微弱或雨雪天时水温达不到设定值时，控制器E触发电加热管22进行加热。当储水箱C的容积达到100％时，控制器E停止触发进水电磁20。当储水箱C中水满而集热管A中温度继续升高产生气体时，气体经单向阀6的通道进入储水箱C，储水箱C中气压升高时，水箱透气阀D的进水球形或锥形阀23自动顶开，气体从进水排气口27溢出。当用户用水时，储水箱C内产生负压，负压吸动透气阀D的出水球形或锥形阀24，使空气进入储水箱C。当储水箱中水位不足时，控制器C触发电磁阀20进行补水并启动电加热。当气候寒冷集热管A内温度太低时，由于储水箱C中的热水通过通气管8及单向阀11会进入集热管A的上端，热水经U形管7及直通管9传导，使集热管A的下端仍保持有一定有温度。当储水箱C内气压升高到一定的压力时，透气阀D进水球形或锥形体23被自动顶开，以保证了安全，如此实现了全自动循环控制。
本光电互补太阳能热水器安装于室外，控制器E安装在室内；它们之间是用导线相连接的。能安装于各种建筑物和场地上，以满足多种多类用户的需要。