CN105805967A - 非承压式太阳能热水器节水节能系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能热水器技术领域，公开了一种非承压式太阳能热水器节水节能系统，包括与太阳能热水器连接的热水出水管，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，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、驱动活塞移动的电机，水箱侧面设有电机手动开关，热水出水管与导流管的连接处内部设有温度传感器，导流管的外侧设有与温度传感器连接的温度显示仪，电机、温度传感器均与控制器连接。本发明具有节约水资源、节约太阳能热水器的热能的有益效果。

Description

非承压式太阳能热水器节水节能系统

技术领域

本发明涉及太阳能热水器技术领域，尤其涉及一种太阳能热水器节水节能系统。

背景技术

传统的屋顶真空管式非承压式太阳能热水器，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调节阀连接，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，热水使用完之后，十几米长的热水管中的水散热变冷，浪费热能，下一次需要使用热水时需要把这段冷水（通常为几升到十几升）先排掉才会出热水，造成水资源浪费，十几米长的管子中的冷水排尽需要几分钟时间，使用热水时具有较长的等待时间。

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、减少热能浪费、减少用热水等待时间的非承压式太阳能热水器节水节能系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种非承压式太阳能热水器节水节能系统，包括与太阳能热水器连接的热水出水管，所述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，所述的水箱内设有活塞，活塞把水箱内的空间分隔成储液腔、控制腔，所述的导流管与储液腔连通，所述的控制腔内设有控制器、驱动活塞移动的电机，所述的水箱侧面设有电机手动开关，所述的热水出水管与导流管的连接处内部设有温度传感器，导流管的外侧设有与温度传感器连接的温度显示仪，所述的电机、温度传感器均与控制器连接。

使用热水前，可以通过温度显示仪直观的知道热水出水管下端的水温，如果水温较高，则直接打开三通调节阀使用热水；如果温度显示仪显示的温度较低，无法直接使用时，打开电机手动开关，电机正转带动活塞向外移动，从而快速的把热水出水管内的冷水吸入到储液腔内，当看到温度显示仪的温度达到要求时，停止电机，然后打开三通调节阀正常使用热水,节约水资源；使用完毕后，关闭三通调节阀，再次打开电机手动开关，电机反转带动活塞向内挤压储液腔内的水，储液腔内的水压入导流管、热水出水管，而热水出水管内残留的热水被压入太阳能热水器内，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。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，无需手动控制电机停止。

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。

作为优选，所述热水出水管上位于导流管与三通调节阀之间的部位设有手动阀，所述手动阀的阀杆上设有连动开关，所述的连动开关包括开关外壳、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，当感应柱转动到与其中一个接近开关对齐时，电机开启并正转，当感应柱转动到与另一个接近开关对齐时，电机开启并反转。使用时，通过打开手动阀，手动阀打开时，阀杆转动使得感应柱与其中一个接近开关对齐，接近开关的信号传递给控制器，控制器控制电机正转，当手动阀关闭时，感应柱与另一个接近开关对齐，接近开关的信号通过控制器控制电机反转，使用更加方便。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）节约水资源、节约太阳能热水器的热能；（2）主动吸水，减少使用热水的等待时间。

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为连动开关的结构示意图。

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、温度显示仪8、手动阀9、活塞10、连动开关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、电机手动开关120。

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所示的一种非承压式太阳能热水器节水节能系统，包括与太阳能热水器1连接的热水出水管3，太阳能热水器1上还连接有冷水进水管2、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；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、驱动活塞移动的电机12，水箱侧面设有电机手动开关120，热水出水管3与导流管6的连接处内部设有温度传感器，导流管的外侧设有与温度传感器连接的温度显示仪8，电机、温度传感器均与控制器连接；热水出水管3上位于导流管与三通调节阀之间的部位设有手动阀9，手动阀的阀杆90上设有用于开启电机的连动开关11；

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，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，连动开关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，手动阀打开，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、手动阀初始处于关闭状态，使用者可以从温度显示仪8上直观的了解热水出水管内的水温，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，热水出水管内的全部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，此时温度显示仪上显示的温度基本等于太阳能热水器内的水温，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、节约太阳能热水器的热能；（2）主动吸水，减少使用热水的等待时间。

Claims (7)

1.一种非承压式太阳能热水器节水节能系统，包括与太阳能热水器连接的热水出水管，所述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，所述的水箱内设有活塞，活塞把水箱内的空间分隔成储液腔、控制腔，所述的导流管与储液腔连通，所述的控制腔内设有控制器、驱动活塞移动的电机，所述的水箱侧面设有电机手动开关，所述的热水出水管与导流管的连接处内部设有温度传感器，导流管的外侧设有与温度传感器连接的温度显示仪，所述的电机、温度传感器均与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的非承压式太阳能热水器节水节能系统，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。

3.根据权利要求2所述的非承压式太阳能热水器节水节能系统，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。

4.根据权利要求3所述的非承压式太阳能热水器节水节能系统，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。

5.根据权利要求4所述的非承压式太阳能热水器节水节能系统，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。

6.根据权利要求1所述的非承压式太阳能热水器节水节能系统，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。

7.根据权利要求1所述的非承压式太阳能热水器节水节能系统，其特征是，所述热水出水管上位于导流管与三通调节阀之间的部位设有手动阀，所述手动阀的阀杆上设有连动开关，所述的连动开关包括开关外壳、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，当感应柱转动到与其中一个接近开关对齐时，电机开启并正转，当感应柱转动到与另一个接近开关对齐时，电机开启并反转。