CN207050245U - 一种应用于农村的防冻太阳能热水系统 - Google Patents

Abstract

一种应用于农村的防冻太阳能热水系统，包括太阳能热水器，太阳能热水器通过太阳能补水电磁阀和水箱补水电磁阀连接有水箱；太阳能热水器通过太阳能出水管道和防冻三通电磁阀连接有太阳能排空管道；太阳能热水器通过管道、普通电磁阀一和电热水器补冷水电磁阀连接有电热水器，电热水器通过电热水器补热水电磁阀连接有普通电磁阀二，普通电磁阀二与防冻三通电磁阀相连接。本实用新型的有益效果是具有太阳能加热功能、管道排空功能、室外温度监测功能、用水流量监测功能、电磁阀防冻功能、电辅助加热功能、全电加热功能和水温调节功能，极大地方便了农村地区的使用，具有广泛的推广应用价值。

Description

一种应用于农村的防冻太阳能热水系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能技术领域，具体涉及一种应用于农村的防冻太阳能热水系统。

背景技术

根据最新人口普查统计，目前，中国农村人口约6亿多，占中国总人口的百分之四十多。大部分农村地区由于经济发展滞后，人民生活水平并不高，特别是在一些偏远山区，甚至还存在缺水缺电的情况。洗浴，这一人们日常生活中必不可少的活动，对于一些在农村地区生活的人们来说并不是特别方便。太阳能的利用，有效的缓解了这一问题。太阳能是目前可利用的无污染可持续使用的能源，同时也是免费能源，所以很多领域应用了太阳能资源。

在热水器领域，太阳能热水器一直占据很大市场，为人们生活提供很大便利，但是，它也有一些不足之处：第一，在很多地区的冬季，由于外界温度太低，导致太阳能管道冻裂冻坏现象，造成用户损失，影响正常使用；第二，在连续阴雨天气、光照时间不足的情况下，太阳能热水器会有水温不达标现象，无法满足用户正常使用；第三，针对于农村地区，太阳能热水器的使用还受当地供水时间和供水压力的影响

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种应用于农村的防冻太阳能热水系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种应用于农村的防冻太阳能热水系统，包括太阳能热水器，太阳能热水器通过太阳能补水电磁阀和水箱补水电磁阀连接有水箱；太阳能热水器通过太阳能出水管道和防冻三通电磁阀连接有太阳能排空管道；太阳能热水器通过管道、普通电磁阀一和电热水器补冷水电磁阀连接有电热水器，电热水器通过电热水器补热水电磁阀连接有普通电磁阀二，普通电磁阀二与防冻三通电磁阀相连接；所述水箱通过水箱出水管道和水箱出水电磁阀连接有花洒冷水阀，花洒冷水阀连接有花洒，花洒还连接有花洒热水阀，花洒热水阀与普通电磁阀二和电热水器补热水电磁阀之间的管道相连接，所述花洒热水阀还通过电热水器出水管道、加压泵和电热水器出水电磁阀与电热水器相连通；所述补水总管道通过补水总电磁阀与太阳能热水器相连接，所述太阳能热水器通过管道连接有排空电磁阀。

作为本实用新型进一步的效果是：所述太阳能热水器包括太阳能外壳，太阳能外壳内部设置有太阳能内胆，太阳能内胆外端设置有太阳能端盖，太阳能内胆与太阳能端盖之间设置有过滤帽、液位传感器、压力平衡管、三通电磁阀、温度传感器保护罩、温度传感器和流量计。

作为本实用新型再进一步的效果是：所述三通电磁阀安装于太阳能热水器内部，由太阳能内胆包围；三通电磁阀进水口连接太阳能内胆；三通电磁阀出水口连接流量计和太阳能出水管道，连通空气口连接压力平衡管，管道顶端安装过滤帽。

作为本实用新型再进一步的效果是：所述防冻三通电磁阀是在普通三通电磁阀外加装一层真空保温层；防冻三通电磁阀进水口连接太阳能出水管道，防冻三通电磁阀出水口连接用户用水管路，排空口连接排空管道。

作为本实用新型再进一步的效果是：所述太阳能补水电磁阀、普通电磁阀一、防冻三通电磁阀、普通电磁阀二、补水总电磁阀、排空电磁阀、花洒冷水阀、水箱补水电磁阀、水箱出水电磁阀、电热水器补冷水电磁阀、电热水器补热水电磁阀、电热水器出水电磁阀、加压泵、花洒热水阀、液位传感器、三通电磁阀、温度传感器和流量计均与控制面板电连接。

本实用新型的有益效果是具有太阳能加热功能、管道排空功能、室外温度监测功能、用水流量监测功能、电磁阀防冻功能、电辅助加热功能、全电加热功能和水温调节功能，极大地方便了农村地区的使用，具有广泛的推广应用价值。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型太阳能热水器内部结构的结构示意图；

图3为本实用新型三通电磁阀的结构示意图；

图4为本实用新型防冻三通电磁阀的结构示意图；

图5为本实用新型电磁阀状态a的结构示意图；

图6为本实用新型电磁阀状态b的结构示意图。

图中：1、太阳能补水电磁阀；2、太阳能热水器；3、太阳能出水管道；4、普通电磁阀一；5、防冻三通电磁阀；6、太阳能排空管道；7、普通电磁阀二；8、补水总电磁阀；9、补水总管道；10、排空电磁阀；11、花洒冷水阀；12、水箱补水电磁阀；13、水箱出水电磁阀；14、水箱；15、水箱出水管道；16、电热水器补冷水电磁阀；17、电热水器补热水电磁阀；18、电热水器；19电热水器出水电磁阀；20、加压泵；21、电热水器出水管道；22、控制面板；23、花洒；24、花洒热水阀；25、太阳能外壳；26、太阳能内胆；27、过滤帽；28、液位传感器；29、压力平衡管；30、三通电磁阀；31、太阳能端盖；32、温度传感器保护罩；33、温度传感器；34、流量计；35、三通电磁阀进水口；36、三通电磁阀出水口；37、连通空气口；38、防冻三通电磁阀进水口；39、防冻三通电磁阀出水口；40、真空保温层；41、排空口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图4，本实用新型实施例中，包括太阳能热水器2，太阳能热水器2通过太阳能补水电磁阀1和水箱补水电磁阀12连接有水箱14；太阳能热水器2通过太阳能出水管道3和防冻三通电磁阀5连接有太阳能排空管道6；太阳能热水器2通过管道、普通电磁阀一4和电热水器补冷水电磁阀16连接有电热水器18，电热水器18通过电热水器补热水电磁阀17连接有普通电磁阀二7，普通电磁阀二7与防冻三通电磁阀5相连接；所述水箱14通过水箱出水管道15和水箱出水电磁阀13连接有花洒冷水阀11，花洒冷水阀11连接有花洒23，花洒23还连接有花洒热水阀24，花洒热水阀24与普通电磁阀二7和电热水器补热水电磁阀17之间的管道相连接，所述花洒热水阀24还通过电热水器出水管道21、加压泵20和电热水器出水电磁阀19与电热水器相连通；所述补水总管道9通过补水总电磁阀8与太阳能热水器2相连接，所述太阳能热水器2通过管道连接有排空电磁阀10。

防冻太阳能热水系统的运行流程为：补水总管道9为该系统水源，负责为太阳能热水器2、水箱14和电热水器18通过相关管道和阀门进行补水操作；太阳能热水器2在吸收了太阳热量的作用下，将太阳能进行利用，对内部水进行加热，由太阳能出水管道3将热水导出，通过防冻三通电磁阀5流入花洒热水阀24，作为花洒使用的热水源；

由于部分农村地区供水有时间限制，所以在室外楼顶安装水箱15，对其补水以后，通过水箱出水管道15连接到花洒冷水阀11，作为花洒使用的冷水源；正常情况下，使用太阳能热水器2中的热水和水箱14中的冷水分别作为冷热水源，通过调节花洒23的冷热水阀的开度控制水温进行使用；当室外温度过低，且用户不用水时，为防止太阳能热水器2和水箱14及其相关管道冻坏，系统自动开启管道排空功能，通过太阳能排空管道6和排空电磁阀10将管路内存水排空，有效保护设备不被冻坏；当由于外界连续阴雨天气、光照时间不足导致太阳能热水器2内部水温不达标时，打开普通电磁阀一4和电热水器补水电磁阀17，使太阳能热水器2内部温水通过相关管道流入电热水器18进行二次加热，温度达标时，通过加压泵20对出水进行加压，作为花洒23的热水源，再供用户使用；若外界温度低于0度，为保护设备不被冻坏，太阳能热水器2和水箱14内部水全部排空，设备无法工作，此时，单独使用电热水器18进行用电加热，供用户使用热水。

所述太阳能热水器包括太阳能外壳25，太阳能外壳内部设置有太阳能内胆26，太阳能内胆26外端设置有太阳能端盖31，太阳能内胆26与太阳能端盖之间设置有过滤帽27、液位传感器28、压力平衡管29、三通电磁阀30、温度传感器保护罩32、温度传感器33和流量计34；

所述三通电磁阀30安装于太阳能热水器2内部，由太阳能内胆26包围，达到保温防止冻坏的目的；三通电磁阀35进水口连接太阳能内胆26，是整个太阳能系统热水供水的源头；三通电磁阀36出水口连接流量计34和太阳能出水管道3，连通空气口37连接压力平衡管29，管道顶端安装过滤帽27，防止外界杂质进入太阳能系统；

所述防冻三通电磁阀5是在普通三通电磁阀外加装一层真空保温层40，达到隔绝阀内外热交换作用，防止电磁阀在低温环境结冰冻坏；防冻三通电磁阀进水口38连接太阳能出水管道3，防冻三通电磁阀出水口39连接用户用水管路，通常为花洒23等设备，排空口41连接排空管道6，管道存水由此口排出；

用户使用热水时，三通电磁阀30内部三通电磁阀出水口36打开，连通空气口37关闭，防冻三通电磁阀5内部防冻三通电磁阀进水口打38开，排空口41关闭，普通电磁阀一4打开，热水由太阳能内胆26至花洒23形成通路，供用户使用热水。

当用户停止使用热水时，系统通过温度传感器33和流量计34进行判断，若室外温度低于1摄氏度（考虑到传感器的精度，放大安全系数，选择1摄氏度为临界值）且流量为0超过100秒（考虑到防止用户临时断水，避免系统造成误判断）则系统触发管道排空工作，此时，三通电磁阀30内部三通电磁阀出水口36关闭，连通空气口37打开，防冻三通电磁阀5内部防冻三通电磁阀出水口39关闭，排空口41打开，管内存水由太阳能排空管道6排出，且管道上端连通外界，保证了管道上下端压力平衡，使存水顺利排空，到达管道排空，防止冻坏管道及设备的目的。

当连续阴雨天气、光照时间不足的情况下，太阳能热水器会有水温不达标现象，此时可以打开普通电磁阀一4和电热水器补热水电磁阀17，使太阳能内部温度不高的水流进电热水器18内，进行二次加热，达到用户使用的温度，实现电辅助加热的目的。电加热完成以后，打开电热水器出水电磁阀19，热水通过加压泵20流入花洒热水阀24，供用户使用。

当室外温度过低，为防止太阳能热水器2和水箱14及其管道冻坏，需要对这两个设备及其管道进行排空处理，同时打开普通电磁阀一4和电热水器补冷水电磁阀16对电热水器18进行补水，用电进行加热使用。

所述太阳能补水电磁阀2、普通电磁阀一4、防冻三通电磁阀5、普通电磁阀二7、补水总电磁阀8、排空电磁阀10、花洒冷水阀11、水箱补水电磁阀12、水箱出水电磁阀13、电热水器补冷水电磁阀16、电热水器补热水电磁阀17、电热水器出水电磁阀19、加压泵20、花洒热水阀24、液位传感器28、三通电磁阀30、温度传感器33和流量计34均与控制面板电连接。

本实用新型具有以下几种功能：太阳能加热功能：利用太阳能对水进行加热，达到一定温度供用户使用；

管道排空功能：对太阳能和管道及阀门内部的水进行排空操作，防止发生由于外界温度低造成管道内部水结冰，冻坏水箱和管道及阀门的现象；

室外温度监测功能：对室外温度进行监测，根据监测值判断室外是否到达结冰状态，是开启管道排空供能防止管道冻坏的依据条件之一；

用水流量监测功能：对用户使用的水进行流量实时监测，根据监测值判断用户是否使用完毕，防止在室外温度低时，管道积水结冰，是开启管道排空功能防止管道冻坏的依据条件之一；

电磁阀防冻功能：对电磁阀进行保温保护，防止电磁阀冻坏；

电辅助加热功能：在连续阴雨天气、光照时间不足的情况下，太阳能热水器会有水温不达标现象，此功能可以对温度不达标的水进行二次加热，达到用户使用要求；

全电加热功能：在室外温度过低，管道已经排空，太阳能无法使用时，使用电能对水进行加热，达到适温以供用户使用。

水温调节功能：通过控制冷热水的流量，达到适宜水温以便使用。

应用于农村的防冻太阳能热水系统除拥有普通太阳能的基本加热功能外，根据室外温度及太阳能水温的情况，可开启或者关闭电辅助加热功能、管道排空功能和完全电加热功能，各功能开启和关闭情况如表1所示：

表1 各功能开启和关闭情况

实现以上各功能，主要倚靠系统中三通电磁阀30和防冻三通电磁阀5的通路切换来实现的。这两个三通电磁阀30均为一进两出式电磁阀，内置电磁阀线圈；当电磁阀线圈通电时，线圈下移，压缩被弹簧，第一路打开，第二路关闭，如图5所示；当电磁阀线圈断电时，线圈靠弹簧力恢复原状，第一路关闭，第二路打开，如图6所示，实现通路的切换。

三通电磁阀30和防冻三通电磁阀5通路状态分析如表2和表3所示：

状态名称	进水口	出水口	连通空气口	标记
					状态1	开	开	关	A1
状态2	关	开	开	A2

表2三通电磁阀通路状态分析

状态名称	进水口	出水口	排空口	标记
					状态1	开	开	关	B1
状态2	开	关	开	B2

表3防冻三通电磁阀通路状态分析

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种应用于农村的防冻太阳能热水系统，其特征在于，包括太阳能热水器，太阳能热水器通过太阳能补水电磁阀和水箱补水电磁阀连接有水箱；太阳能热水器通过太阳能出水管道和防冻三通电磁阀连接有太阳能排空管道；太阳能热水器通过管道、普通电磁阀一和电热水器补冷水电磁阀连接有电热水器，电热水器通过电热水器补热水电磁阀连接有普通电磁阀二，普通电磁阀二与防冻三通电磁阀相连接；所述水箱通过水箱出水管道和水箱出水电磁阀连接有花洒冷水阀，花洒冷水阀连接有花洒，花洒还连接有花洒热水阀，花洒热水阀与普通电磁阀二和电热水器补热水电磁阀之间的管道相连接，所述花洒热水阀还通过电热水器出水管道、加压泵和电热水器出水电磁阀与电热水器相连通；所述补水总管道通过补水总电磁阀与太阳能热水器相连接，所述太阳能热水器通过管道连接有排空电磁阀。

2.根据权利要求1所述的一种应用于农村的防冻太阳能热水系统，其特征在于，所述太阳能热水器包括太阳能外壳，太阳能外壳内部设置有太阳能内胆，太阳能内胆外端设置有太阳能端盖，太阳能内胆与太阳能端盖之间设置有过滤帽、液位传感器、压力平衡管、三通电磁阀、温度传感器保护罩、温度传感器和流量计。

3.根据权利要求2所述的一种应用于农村的防冻太阳能热水系统，其特征在于，所述三通电磁阀安装于太阳能热水器内部，由太阳能内胆包围；三通电磁阀进水口连接太阳能内胆；三通电磁阀出水口连接流量计和太阳能出水管道，连通空气口连接压力平衡管，管道顶端安装过滤帽。

4.根据权利要求1所述的一种应用于农村的防冻太阳能热水系统，其特征在于，所述防冻三通电磁阀是在普通三通电磁阀外加装一层真空保温层；防冻三通电磁阀进水口连接太阳能出水管道，防冻三通电磁阀出水口连接用户用水管路，排空口连接排空管道。

5.根据权利要求3所述的一种应用于农村的防冻太阳能热水系统，其特征在于，所述太阳能补水电磁阀、普通电磁阀一、防冻三通电磁阀、普通电磁阀二、补水总电磁阀、排空电磁阀、花洒冷水阀、水箱补水电磁阀、水箱出水电磁阀、电热水器补冷水电磁阀、电热水器补热水电磁阀、电热水器出水电磁阀、加压泵、花洒热水阀、液位传感器、三通电磁阀、温度传感器和流量计均与控制面板电连接。