专利名称：太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水的方法及装置的制作方法
技术领域：
本新型发明属于太阳能热水器类，尤其涉及太阳能热水器的防冻装置。
背景技术：
太阳热水器是利用太阳能产生热能加热用水的一种热水器，其主要形式有平板式、闷晒式和真空集热管式。为实现太阳热水器的冬季防冻和使用，人们采用在太阳热水器的水箱进、出水管口处加设多种电磁排空阀，或由多只阀门组成的排空系统，用水后控制上、下水管道的排空，防止积水在管道中冻堵。但是，采用电磁排空阀时，由于使用电能驱动，常引起失控。采用多只阀门组成的排空系统，由于结构复杂，操作烦锁；同时滴水积蓄也会形成管道冻堵。特别是冬季雨雪天气通常持续数天，无阳光照射，太阳热水器的集热器不产生热能，导致水箱降至0℃以下，造成水箱、集热器被冻坏。如2002年12月下旬发生在内蒙古自治区及北方的阴雪天气持续多天，严寒气温下降到零下十几度——零下四十度以下，造成大面积的太阳热水器的集热管粉碎性冻裂，和水箱冻坏。今年以来，为提高和防止太阳热水器防冻能力，不少厂家推出了φ47-φ58M/M，长度1.8-2M，内、中、外三层玻璃的大管径的真空管式太阳热水器，以提高太阳能热水器的水温，增强冬天抗冻能力。但是，采用大管径、超长的真空管式太阳热水器用来提高太阳能热水的水温，增强冬天抗冻能力，其真空管内的容水相应增加，所产生的水温通常也只能提高几度左右；若遭遇连续多天的雨雪天气，无阳光照射时，气温仍然要下降到零下几十度以下，此时还要发生大面积的太阳热水器的集热管粉碎性冻裂，和水箱冻坏。同时，一进入冬季，当气温降至0℃以下时，我国大部分地区按装的太阳热水器由于受冻影响，都不能正常产生热水使用，成了半年用、半年闲的使用品，从而影响人们日常生活的需要。太阳热水器本当利用太阳能产生热水造福于民，但其受到天气寒冷极易冻坏，出现半年用、半年闲，以及维护、操作过程中所遇到的种种麻烦和经济负担，实在令人烦恼。
发明内容
本新型发明的目的是提供一种太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水的方法及装置，解决上述长期困扰太阳热水器冬季被冻坏，半年用、半年闲，和使用操作烦的各种难题，以满足人们常年日常生活中需用热水洗、浴，和防止太阳热水器冬季冻坏等多方面的需要。
本发明的目的是这样实现的一种太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水的方法，包括下列步骤1.设置冬天输入余热水抗冻和使用热水装置；2.将冬天输入余热水抗冻和使用热水装置置于室内的余热源环境，其上设置的余热水进、出口分别与自来水、太阳热水器的进水口相连接；或者，将冬天输入余热水抗冻和使用热水装置其上设置的余热进、出口与余热源相连接，余热水进、出口分别与自来水、太阳热水器的进水口相连接；3.利用室内的余热源环境，或暖气余热水、气，或电热、炉膛的余热源，加热冬天输入余热水抗冻和使用热水装置内的自来水；4.用水时，将冬天输入余热水抗冻和使用热水装置内被加热的温、热水输送到太阳热水器；
5.用水后，将通向太阳热水器的管道进行排空。
一种太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置，包括容器体，其容器体上设置有余热进口、余热出口，和余热水进口、余热水出口；容器体内设置有预热体，预热体分别与余热进口、余热出口相连接，或者与余热水进口、余热水出口相连接。
一种冬天输入余热水抗冻和使用热水的太阳热水器，包括水箱、集热器和用水排空阀，其用水排空阀的出水口，与太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置，及上水管、水箱进水口相连接；或者，用水排空阀的出水口，与太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置，及上水管、水箱进水口相连接；用水排空阀的热水口由下水管与水箱出水口相连接。
一种冬天输入余热水抗冻和使用热水的太阳热水器，包括水箱、集热器和用水排空阀，其用水排空阀的进水口与太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置相连接，出水口由上水管与水箱进水口相连接；或者，用水排空阀的进水口，与太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置相连接，出水口由上水管与水箱进水口相连接；用水排空阀的热水口由下水管与水箱出水口相连接。
由于本新型发明采用了以上的技术方案，因而具有以下的优点1，将室内的高温余热源环境，或暖气余热水、气，或电热、炉膛等其它余热源加热的温水，使用时输送到太阳热水器，以余热温水保养太阳热水器度过严寒天气，保证冬天不冻坏，克服了长期困扰太阳热水器冬季被冻坏和半年用、半年闲的大难题。冬天有光照时水箱的水温更高，无光照时也能洗、浴。开创了太阳热水器天寒地冻、常年都能使用的新天地。
2，产品构造极为简单，易制易装。用水时只要一把组合阀，或单只排空阀手控操作，就可实现自动控制上下水、调温混水和用水后关阀即自动排空等多种功能，一阀通用，常年使用极为方便。用水后，0℃以上时下水管单独排空；0℃以下时上、下水管双双排空，从而保证管道不冻堵。太阳热水器天天(或间隔2-3天)使用，或长期无光照的阴雪天气，也不会冻坏水箱和真空集热管。
3，减轻了人们因太阳热水器冻坏需购买新机的支出，及经销商售后服务和维修的麻烦。
4，充分利用太阳能和室内的余热源，促进太阳热水器应用的大发展，节能，节水，环保无污染、经济和社会效益十分巨大。
图1是第一种太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置的型状构造示意图；图2是第二种太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置的型状构造示意图；图3是第三种太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置的型状构造示意图；图4是第四种太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置的型状构造示意图；图5是一种冬天输入余热水抗冻和使用热水的太阳热水器的形状构造示意图；图6是另一种冬天输入余热水抗冻和使用热水的太阳热水器的形状构造示意图；图中1.余热装置 2.壳体2a.外壳体 2b.内壳体 2c.保温层3.预热体4.余热进口5.余热出口 6.余热水进口 7.余热水出口8.预热体座 9.炉排10.支脚11.烟道12.水箱13.进水口 14.出水口 15.上水管 16.下水管 17.用水排空阀18.冷水阀 19.洗浴口/器 20.自来水进口 21.自来水出口 22.备用口23.排空管 24.余热源开关具体实施方式
以下结合附图对本新型发明的实施作如下详述在图1中，太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置(即余热装置1)为暖气片分体组合式，其装置由壳体2、预热体3等构成。其中，壳体2可采用铸铁式，也可采用铸铝、不锈钢、工程塑料或其它材料加工制成；其形状可制成数只暖气片组合而成，(当然，壳体2也可制成整体空腔式)。壳体2上分别设置有余热进口4、余热出口5，和余热水进口6、余热水出口7。壳体2内设置有预热体3，预热体3其材料可采用不锈钢管，或铜管、铝塑管等其它材料，其形状可制成整体式，也可与暖气片数相配制成分体连接式。预热体3，其与余热水进口6和余热水出口7相连接；(当然，也可与余热进口4、余热出口5相连接，此与余热源的选用及向太阳热水器冬天输入余热温水的大、小而定)。当冬天余热源较丰富，输向太阳热水器的余热温水较多时，预热体3其可采用与余热进口4、余热出口5相连接；反之，则与余热水进口6和余热水出口7相连接。壳体2一侧设有备用口22用于信息口等。
本实施例应用时，太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置，可设置在室内面积较小的卫生间(或厨房)内的角落，或天花板上等处。此时，一不沾用室内使用面积，二有较多室内取暖的余热源，三有充分的温度环境方便冬季沐浴，四便于操作使用太阳热水器。
在图2中，太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置(即余热装置1)为保温体式，其由壳体2、预热体3等构成。其壳体2可由铸铁，或铸铝、不锈钢等其它材料制成圆形或扁方形或其它形状；当用于太阳热水器冬天抗冻和使用热水时，其可由外壳体2a，内壳体2b和中保温层2c构成；当兼用于室内取暖时，壳体2可制成单体式。壳体2上分别设置有余热进口4、余热出口5，和余热水进口6、余热水出口7。壳体2内设置有预热体3。预热体3其可采用不锈钢管，或铜管等其它材料，制成螺旋整体式或其它形状；其与余热水进口6和余热水出口7相连接，(当然，也可与余热进口4、余热出口5相连接)。其功能、作用和安装处等如图1所述。
在图3中，太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置(即余热装置1)为电热式，其由壳体2、预热体3、预热体座8等构成。其壳体2可由不锈钢等其它材料制成圆形、扁方形或其它形状的保温体式；其上设置有余热水进口6和余热水出口7，其一侧还设置有预热体座8的安装孔。预热体3可为300-1500W(温控50-60℃型)的电加热器，(并可设于热水器水箱内)。预热体座8的外侧为电源引线式的余热进口4(+极)、余热出口5(-极)。
本实施例主要用于电能较丰富、价廉的地区；其可单独设置，也可设置在其它室内电热用器(如室内电加热器、电取暖器等)的内部，或外侧部等其它部位和环境。
在图4中，太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置(即余热装置1)为炉体式，其由壳体2、预热体3、炉排9、支脚10和烟道11等构成。其壳体2可由钢板、陶瓷、其它材料制成中空道式；其内膛上口设置有余热出口5，下部设置有炉排9和余热进口4；下端设置有支脚10，内膛上一侧设置有烟道11。壳体2的中部设置有中空道的预热体3。预热体3其下设置有余热水进口6，其上设置有余热水出口7。其余热水进口6接自来水或家用小水泵，余热水出口7接室外太阳热水器的进水口。
本实施例主要用于冬天城市少数家庭，及农村、边远地区家庭中采用燃料取暖的使用环境。如炉体的壳体2及预热体3可设置在家庭中的火炕、厨房间的燃炉内或其它余热源处。也可装在冬天用于室内取暖的高温排烟道处，此时余热装置1可设置为支撑预热体3的构造。当室内温度较高时，预热体3还可设置为散热片形的吸热体式，装置在室内温度较高处且设有空气流道的余热装置1内；其余热进出口分别为室内高温环境的输入、输出口，其预热体3分别与自来水、太阳热水器的进水口相连接。
在图5中，冬天输入余热水抗冻和使用热水的太阳热水器，由余热装置1、水箱12、用水排空阀17、冷水阀18、洗浴器19等构成。其用水排空阀17，可采用中国专利第CN1421658A公开的“自动上下水调温排空超保温承压机械阀”中的单体阀式，也可采用普通阀加电磁阀，或多只机械阀组成的用水排空系统组合阀；或者其它(落水式的)普通上、下水阀。若采用前者，其阀具有自动控制上下水和用水后关阀即自动排空等多种功能；其阀体进水口与余热装置1(的余热水出口7、余热水进口6)、自来水进口20顺序连接(通)；其出水口与上水管15连接，上水管15与水箱进水口13(由图示中的微小空隙通道)连接，水箱出水口14(由图示中的微小空隙通道)与下水管16连接，下水管16与洗浴器19连接；其排空口并经排空管23与洗浴器19连接。洗浴器19还经管道与冷水阀18、自来水进口20顺序连接。
本实施例使用时，余热装置1的余热进口4、余热出口5可分别与室内的暖气余热水，或电热、炉膛等其它的余热源相连通，加热其内流向太阳热水器的水温。用水时，打开用水排空阀17，城乡10℃左右的自来水经自来水进口20流向余热装置1，加热后达到25-60℃左右。而后进入水箱12，一方面加热水箱12及其下的真空管(或平板式)内的水温，使之达到20-55℃左右，从而保护水箱及真空管不被冻坏；另一方面经下水管16至洗浴器19，此时其水温达到15-50℃左右供人们洗、浴需要。当热水温度过高时，可调节冷水阀18兑入适当的冷水。用完水后，关闭用水排空阀17和冷水阀18，上水管15的排空水经用水排空阀17内关闭后的通道经洗浴器19排空；因水箱的出水口14设在其上部，关闭用水排空阀17后下水管16内的水自动经洗浴器19排空。
从上所述，用水时，自来水经余热装置1的余热加温，流向水箱12，一方面加热水箱12及其下的真空管水温，保护水箱及真空管不被冻坏；另一方面经下水管16至洗浴器19，供人们冬天洗浴需要，从而达到了本新型发明所要解决的满足人们常年日常生活中需用热水洗、浴，和防止太阳热水器冬季冻坏等多方面的需要。
在图6中，冬天输入余热水抗冻和使用热水的太阳热水器，由余热装置1、水箱12、用水排空阀17、余热源开关24、单向阀等构成。其用水排空阀17，可采用中国专利第CN1421658A公开的“自动上下水调温排空超保温承压机械阀”中的组合阀式；其阀具有自动控制上下水、调温混水和用水后关闭即自动单排空或双排空等多种功能；其阀体上设置有洗浴口19；其出水口与余热装置1的(余热水进口6、余热水出口7)、及上水管15相连接(通)，上水管15(由图示中的微小空隙通道)与水箱12的进水口13相连接，水箱12的出水口14(由图示中的微小空隙通道)与下水管16及用水排空阀17的排空热水口顺序相连接；其进水口与自来水进口20相连接。余热进口4的外侧设置有余热源开关24，用于调节控制余热源的大小，和送向太阳热水器水温的高低；当用于控制水源、气源性余热源时，其可为控制阀门；当用于控制电源余热源时，其可为电路控制开关。夏天气温高时，应关闭余热源开关24。余热源开关24的外侧或内侧还可设置有单向阀，用于防止加热后的温水倒流。水箱12一侧的下部设置有备用口22，可用于下进水，或下出水、排污、信息安装孔等方面需要。
本实施例使用时，余热装置1的余热进口4、余热出口5可分别与室内的暖气余热水、气，或电热、炉膛等其它的余热源相连通，加热其内流向太阳热水器的水温。用水时，打开用水排空阀17，自来水经自来水进口20流向余热装置1，进入水箱12，一方面加热水箱12及其下的真空管(或平板式箱内的)水温，(一般可在25-55℃左右)，保护水箱及真空管不被冻坏；另一方面经下水管16至洗浴口19，供人们洗浴需要。热水温度较低时，可调大余热源开关24；当热水温度过高时，可调节用水排空阀17混入适当的冷水。用完水后，关闭用水排空阀17，上水管15的排空水经用水排空阀17内关闭后的通道经阀体上的洗浴口19排空；同时，也因水箱12的出水口14设在其上部，关闭用水排空阀17后，下水管16内的水经阀体上的洗浴口19全部排空。冬天有光照时，水箱的水温更高；长期持续阴雪天气，也不会冻坏水箱和真空管。
本实施例中，由于用水排空阀17采用组合阀式，因而控制上下水、调温混水和排空操作等都很方便。用水时，在冬天保持室内取暖温度的环境下，利用室内的余热对自来水加温后送向太阳热水器的水箱，一方面加热水箱及其下的真空管水温，保护水箱及真空管不被冻坏；另一方面经下水管至洗浴口/器，供人们冬天洗浴需要，从而也达到了本新型发明要解决的长期困扰太阳热水器冬季被冻坏，半年用、半年闲和使用操作烦的各种难题。
综上所述，本新型发明公开了一种太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水的方法及装置，以上虽列举了较少的实施例，但对于本技术领域的普通人员，对本新型发明所作的某些改进、改型、替换等，其都在本新型发明权利要求保护的范围内。
权利要求
1.一种太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水的方法，包括下列步骤1)设置冬天输入余热水抗冻和使用热水装置；2)将冬天输入余热水抗冻和使用热水装置置于室内的余热源环境，其上设置的余热水进、出口分别与自来水、太阳热水器的进水口相连接；或者，将冬天输入余热水抗冻和使用热水装置其上设置的余热进、出口与余热源相连接，余热水进、出口分别与自来水、太阳热水器的进水口相连接；3)利用室内的余热源环境，或暖气余热水、气，或电热、炉膛的余热源，加热冬天输入余热水抗冻和使用热水装置内的自来水；4)用水时，将冬天输入余热水抗冻和使用热水装置内被加热的温、热水输送到太阳热水器；5)用水后，将通向太阳热水器的管道进行排空。
2.一种太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置，包括容器体，其特征在于，容器体上设置有余热进口、余热出口，和余热水进口、余热水出口；容器体内设置有预热体，预热体分别与余热进口、余热出口相连接，或者与余热水进口、余热水出口相连接。
3.根据权利要求2所述的一种太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置，其特征在于，容器体设置为暖气片组合式，或整体式；或者，容器体设置为暖气片组合式，或整体式；壳体一侧设置有备用口。
4.根据权利要求2所述的一种太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置，其特征在于，容器体设置为保温体式。
5.根据权利要求2所述的一种太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置，其特征在于，容器体设置为炉体式。
6.根据权利要求2所述的一种太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置，其特征在于，容器体设置为散热片形的吸热体式。
7.一种冬天输入余热水抗冻和使用热水的太阳热水器，包括水箱、集热器和用水排空阀，其特征在于，用水排空阀的出水口，与太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置，及上水管、水箱进水口相连接；或者，用水排空阀的出水口，与太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置，及上水管、水箱进水口相连接；用水排空阀的热水口由下水管与水箱出水口相连接。
8.一种冬天输入余热水抗冻和使用热水的太阳热水器，包括水箱、集热器和用水排空阀，其特征在于，用水排空阀的进水口与太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置相连接，出水口由上水管与水箱进水口相连接；或者，用水排空阀的进水口，与太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置相连接，出水口由上水管与水箱进水口相连接；用水排空阀的热水口由下水管与水箱出水口相连接。
9.根据权利要求7或8所述的一种冬天输入余热水抗冻和使用热水的太阳热水器，其特征在于，太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置的余热进口处设置有余热源开关；或者，太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置的余热进口处设置有余热源开关，余热源开关的外侧或内侧设置有单向阀。
10.根据权利要求7或8、9所述的一种冬天输入余热水抗冻和使用热水的太阳热水器，其特征在于，集热器为真空管式，或平板式、闷晒式的集热器。
全文摘要
太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水方法其步骤为1.设置冬天输入余热水抗冻和使用热水装置；2.将装置置于室内余热源环境，或其余热进、出口与余热源连接，余热水进、出口分别与自来水、太阳热水器进水口连接；3.利用余热源，加热装置内的自来水；用水时，将加热水输送到太阳热水器；4.用水后，将通向太阳热水器管道排空。冬天输入余热水抗冻和使用热水的太阳热水器，其用水排空阀的出水口与太阳热水器冬天输入余热水抗冻和使用热水装置、上水管、水箱进水口相连接，热水口由下水管与水箱出水口相连接。寒冬及阴雪天气，利用余热源加热水，天天(或间隔2－3天)使用时输送到太阳热水器，保证水箱、真空管不冻坏和室内取暖及洗、浴。
文档编号F24J2/46GK1474115SQ0313179
公开日2004年2月11日 申请日期2003年7月27日 优先权日2003年7月27日
发明者耿玉顺 申请人:耿玉顺