CN105823229A - 一种节水型太阳能热水器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能热水器技术领域，公开了一种节水型太阳能热水器系统，包括太阳能热水器，太阳能热水器上设有冷水进水管、热水出水管，热水出水管的外端与三通调节阀的一个进水口连接，三通调节阀的另一个进水口与自来水管连接，热水出水管的外端侧面通过导流管与一水箱连接，热水出水管上位于导流管连接端与三通调节阀之间依次设有电控阀、手动阀，水箱内设有活塞，活塞把水箱内的空间分隔成储液腔、控制腔，导流管与储液腔连通，控制腔内设有控制器、活塞移动驱动机构，手动阀的阀杆上设有可触发活塞移动驱动机构动作的开关机构，开关机构、电控阀、活塞移动驱动机构均与控制器连接。本发明具有节约水资源、减少热能浪费的有益效果。

Description

一种节水型太阳能热水器系统

技术领域

本发明涉及太阳能热水器技术领域，尤其涉及一种节水型太阳能热水器系统。

背景技术

传统的屋顶真空管式非承压太阳能热水器，安装在屋顶，太阳能热水器上有一根冷水进水管和一根热水出水管，热水依靠落差在重力作用下从热水管流出，当太阳能热水器内部的热水快用完的时候通过冷水管补水，冷水管通常直接和自来水连接。热水管的上端与太阳能热水器连接，热水管的下端与用水点的三通阀连接，通常热水管的长度在几米到十几米之间，这段热水管直接暴露在外面，在冬季，这段水管中通常都是冷水，每次使用热水的时候需要先把这段冷水排尽后才会出热水，造成水资源浪费，而且排水等待时间很长，十几米长的管子中的冷水排尽需要几分钟时间。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的上述问题，提供了一种能节约水资源，打开阀门就能直接出热水的太阳能热水器系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种节水型太阳能热水器系统，包括太阳能热水器，所述的太阳能热水器上设有冷水进水管、热水出水管，所述的热水出水管的外端与三通调节阀的一个进水口连接，三通调节阀的另一个进水口与自来水管连接，所述热水出水管的外端侧面通过导流管与一水箱连接，所述热水出水管上位于导流管连接端与三通调节阀之间依次设有电控阀、手动阀，所述的水箱内设有活塞，所述活塞的外侧设有密封圈，活塞把水箱内的空间分隔成储液腔、控制腔，所述的导流管与储液腔连通，所述的控制腔内设有控制器、活塞移动驱动机构，手动阀的阀杆上设有可触发活塞移动驱动机构动作的开关机构，所述的开关机构、电控阀、活塞移动驱动机构均与控制器连接。

三通调节阀、手动阀、电控阀初始处于关闭状态，需要使用热水时，先打开手动阀，手动阀的阀杆转动时通过开关机构控制活塞移动驱动机构驱动活塞向外移动，从而把热水出水管内的残留冷水全部快速吸入储液腔内，此时控制器控制电控阀打开，太阳能热水器内的热水进入热水出水管，然后打开三通调节阀就能使用热水、调节水温，节约残留在热水出水管内的水资源；使用完之后关闭三通调节阀，然后关闭手动阀，手动阀关闭时，开关机构控制活塞移动驱动机构驱动活塞向内移动压缩储液腔内的水，把储液腔内的水压入导流管、热水出水管，而热水使用完残留在热水出水管内的热水则回流到太阳能热水器内，节约热水出水管内残留的热水能量。

作为优选，所述的电控阀上设有用于指示阀门开合状态的指示灯。当电控阀上的指示灯亮呈绿色时表示电控阀处于打开状态，指示灯呈红色时表示电控阀关闭。

作为优选，所述的控制腔内设有与活塞平行的挡板，挡板的中心固定有连接套，所述的连接套内设有转动套，转动套内设有螺杆，螺杆与转动套之间螺纹连接，螺杆的一端与活塞外端垂直固定连接，所述转动套的一端外侧设有齿轮，所述的控制腔内还设有电机，电机轴端设有与齿轮啮合的主动齿轮，所述的电机、转动套、螺杆构成所述的活塞移动驱动机构。电机转动通过主动齿轮带动转动套转动，转动套带动螺杆移动，机构稳定。

作为优选，所述的活塞外端还设有与螺杆平行的限位杆，所述限位杆穿过挡板与挡板之间滑动连接。限位杆能防止活塞随着螺杆转动。

作为优选，所述控制腔的内壁上设有与限位杆平行的连杆，连杆的中间部位通过连接座与控制腔内壁固定连接，所述连杆的两端各设有一个接近传感器，两个接近传感器均与控制器连接，所述限位杆的外端设有触片，当接近传感器感应到触片时，控制器控制电机停止转动。接近传感器用于精准的控制活塞的位移量，同时为电机的停止提供信号源。

作为优选，所述连杆的两端分别设有压力传感器，所述的接近传感器通过滑动座与连杆滑动连接，所述的滑动座与压力传感器之间设有压簧，所述连杆上设有限位螺栓，两个压力传感器均与控制器连接。如果接近传感器失效或故障时，此时触片靠近接近传感器时无法为触发电机停止信号，电机继续转动，触片直接压在接近传感器上并带动滑动座移动，滑动座移动时压簧被压缩，压力传感器检测到压力增大后产生信号控制电机停止，从而起到双重保险的作用。

作为优选，所述的开关机构包括开关外壳、设在开关外壳内的两个接近开关，阀杆穿过开关外壳，两个接近开关分别位于阀杆的两侧，所述的阀杆上设有感应柱，当感应柱转动到与任意一个接近开关对齐时，活塞移动驱动机构启动。

作为优选，所述导流管与水箱的连接处设有安全保护阀，安全保护阀处于常开状态，所述水箱上设有与储液腔连通的排空阀，排空阀处于常闭状态。当水箱出故障检修时需要先关闭安全保护阀，当水箱内的储液腔内有杂质沉淀时，清洗后通过排空阀排空。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）节约水资源；（2）主动吸水，减少使用热水的等待时间；（3）每次使用后，热水出水管内的热水能回到太阳能热水器内，减少热能浪费。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为水箱的内部结构示意图。

图3为图2中A处放大示意图。

图4为开关机构的结构示意图。

图中：太阳能热水器1、冷水进水管2、热水出水管3、三通调节阀4、自来水管5、导流管6、水箱7、电控阀8、手动阀9、活塞10、开关机构11、电机12、主动齿轮13、连杆14、连接座15、接近传感器16、压力传感器17、滑动座18、压簧19、限位螺栓20、安全保护阀60、排空阀61、阀杆90、感应柱91、储液腔100、控制腔101、控制器102、挡板103、连接套104、转动套105、螺杆106、限位杆107、齿轮108、触片109、开关外壳110、接近开关111。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1所示的一种节水型太阳能热水器系统，包括太阳能热水器1，太阳能热水器1上设有冷水进水管2、热水出水管3，热水出水管3的外端与三通调节阀4的一个进水口连接，三通调节阀4的另一个进水口与自来水管5连接，热水出水管3的外端侧面通过导流管6与一水箱7连接，热水出水管上位于导流管连接端与三通调节阀之间依次设有电控阀8、手动阀9，电控阀上设有用于指示阀门开合状态的指示灯，绿灯亮表示电控阀打开，红灯亮表示电控阀关闭；导流管6与水箱的连接处设有安全保护阀60，安全保护阀处于常开状态，水箱上设有与储液腔连通的排空阀61，排空阀处于常闭状态。

如图2所示，水箱7内设有活塞10，活塞的圆周面上设有密封圈，活塞把水箱内的空间分隔成储液腔100、控制腔101，导流管与储液腔连通，储液腔100的最大容积大于热水出水管与导流管的容积之和，控制腔101内设有控制器102、活塞移动驱动机构，手动阀9的阀杆90上设有可触发活塞移动驱动机构动作的开关机构11，开关机构11、电控阀8、活塞移动驱动机构均与控制器101连接；

控制腔101内设有与活塞平行的挡板103，挡板的中心固定有连接套104，连接套内设有转动套105，转动套内设有螺杆106，螺杆与转动套之间螺纹连接，螺杆106的一端与活塞10外端垂直固定连接，活塞10外端还设有与螺杆平行的限位杆107，限位杆穿过挡板与挡板之间滑动连接；转动套105的一端外侧设有齿轮108，控制腔内还设有电机12，电机轴端设有与齿轮啮合的主动齿轮13，电机、转动套、螺杆构成所述的活塞移动驱动机构。

控制腔101的内壁上设有与限位杆平行的连杆14，连杆的中间部位通过连接座15与控制腔内壁固定连接，连杆的两端各设有一个接近传感器16，两个接近传感器16均与控制器101连接，限位杆的外端设有触片109，当接近传感器感应到触片时，控制器控制电机停止转动；

如图3所示，连杆14的两端分别设有压力传感器17，接近传感器16通过滑动座18与连杆滑动连接，滑动座18与压力传感器之间设有压簧19，连杆上设有限位螺栓20，两个压力传感器均与控制器连接。

如图4所示，开关机构11包括开关外壳110、设在开关外壳内的两个接近开关111，阀杆90穿过开关外壳，两个接近开关分别位于阀杆的两侧，阀杆90上设有感应柱91；当阀杆转动时，感应柱转动到与一个接近开关对齐时，手动阀开启，电机开启正转；当阀杆反向转动时，感应柱转动到与另一个接近开关对齐时，手动阀关闭，电机开启反转。

结合附图，本发明的原理如下：三通调节阀、手动阀、电控阀初始处于关闭状态，需要使用热水洗澡时，先转动手动阀9的阀杆打开手动阀，阀杆上的感应柱与接近开关对齐，控制器接收到信号后控制电机正转，电机正转驱动转动套转动，活塞在螺杆的作用下向左移动，热水出水管内的冷水快速被吸入储液腔内，当连杆左端的接近传感器检测到触片后，电机停止转动，同时电控阀上的指示灯呈绿色，此时热水出水管内的冷水全部吸入储液腔内，太阳能热水器内的热水充满热水出水管，然后打开三通调节阀就能使用热水、调节水温，从而节约残留在热水出水管内的水资源；洗澡结束后先关闭三通调节阀，然后关闭手动阀，手动阀关闭时，阀杆上的感应柱转动到与另一个接近开关对齐，控制器控制电机反转，螺杆推动活塞向右移动，把储液腔内的冷水压入热水出水管内，而热水出水管内残留的热水则回到太阳能热水器内，节约热水出水管内残留的热水能量；当接近传感器失效时，通过压力传感器检测到的压力变化来控制电机的停止，双重保险、稳定性极好。本发明具有如下有益效果：（1）节约水资源；（2）主动吸水，减少使用热水的等待时间；（3）每次使用后，热水出水管内的热水能回到太阳能热水器内，减少热能浪费。

Claims (8)

1.一种节水型太阳能热水器系统，包括太阳能热水器，所述的太阳能热水器上设有冷水进水管、热水出水管，所述的热水出水管的外端与三通调节阀的一个进水口连接，三通调节阀的另一个进水口与自来水管连接，其特征是，所述热水出水管的外端侧面通过导流管与一水箱连接，所述热水出水管上位于导流管连接端与三通调节阀之间依次设有电控阀、手动阀，所述的水箱内设有活塞，所述活塞的外侧设有密封圈，活塞把水箱内的空间分隔成储液腔、控制腔，所述的导流管与储液腔连通，所述的控制腔内设有控制器、活塞移动驱动机构，手动阀的阀杆上设有可触发活塞移动驱动机构动作的开关机构，所述的开关机构、电控阀、活塞移动驱动机构均与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种节水型太阳能热水器系统，其特征是，所述的电控阀上设有用于指示阀门开合状态的指示灯。

3.根据权利要求1或2所述的一种节水型太阳能热水器系统，其特征是，所述的控制腔内设有与活塞平行的挡板，挡板的中心固定有连接套，所述的连接套内设有转动套，转动套内设有螺杆，螺杆与转动套之间螺纹连接，螺杆的一端与活塞外端垂直固定连接，所述转动套的一端外侧设有齿轮，所述的控制腔内还设有电机，电机轴端设有与齿轮啮合的主动齿轮，所述的电机、转动套、螺杆构成所述的活塞移动驱动机构。

4.根据权利要求3所述的一种节水型太阳能热水器系统，其特征是，所述的活塞外端还设有与螺杆平行的限位杆，所述限位杆穿过挡板与挡板之间滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种节水型太阳能热水器系统，其特征是，所述控制腔的内壁上设有与限位杆平行的连杆，连杆的中间部位通过连接座与控制腔内壁固定连接，所述连杆的两端各设有一个接近传感器，两个接近传感器均与控制器连接，所述限位杆的外端设有触片，当接近传感器感应到触片时，控制器控制电机停止转动。

6.根据权利要求5所述的一种节水型太阳能热水器系统，其特征是，所述连杆的两端分别设有压力传感器，所述的接近传感器通过滑动座与连杆滑动连接，所述的滑动座与压力传感器之间设有压簧，所述连杆上设有限位螺栓，两个压力传感器均与控制器连接。

7.根据权利要求1所述的一种节水型太阳能热水器系统，其特征是，所述的开关机构包括开关外壳、设在开关外壳内的两个接近开关，阀杆穿过开关外壳，两个接近开关分别位于阀杆的两侧，所述的阀杆上设有感应柱，当感应柱转动到与任意一个接近开关对齐时，活塞移动驱动机构启动。

8.根据权利要求1所述的一种节水型太阳能热水器系统，其特征是，所述导流管与水箱的连接处设有安全保护阀，安全保护阀处于常开状态，所述水箱上设有与储液腔连通的排空阀，排空阀处于常闭状态。