專利名稱：智能型全天候建筑一體化太陽能熱水中心的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能家用熱水裝置，具體地說是一種遙控式智能型全天候建筑一體化太陽能熱水中心。
背景技術：
現(xiàn)有的太陽能熱水器主要是由集熱管直接插入水箱下部，聯(lián)合水箱、支架組成單個組件置于屋面，盡管較經(jīng)濟，但存在一些不足熱水器放置散亂，影響建筑物整體美觀，易造成屋面漏水；容量小，熱水無壓力，抗風能力差，冬天管道易凍堵；集熱器漏水使整機癱瘓，造成大量水流失，特別是自動上水型，影響用戶正常使用；陰雨雪天水溫低，不能全天候使用；真空管之間間隙大，浪費采光面，聯(lián)集水箱熱損大。已知的分體式的太陽能熱水工程技術中，通常采用水箱先貯滿冷水，后通過水泵按照設定的水箱與集熱器的溫度要求適時啟動，其缺點是冷熱置換時，循環(huán)泵頻繁啟動，耗電多，噪聲大，循環(huán)管道耗材多，熱損耗多；其集熱器的真空管不能倒立放置，不能與建筑屋頂和向陽墻面外型配套；無法實施一機多點遙控式控制使用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術不足，本實用新型提供了一種由遙控器遙控微電腦控制系統(tǒng)對熱水中心管道滯留水自動適時排空，自檢防漏，有效防凍、防裂，方便控制太陽能熱水中心一機多點多單元使用，開即有熱水、關即空管，與建筑物融為一體，整齊美觀的遙控式智能型全天候建筑一體化太陽能熱水中心。
本實用新型采用下述技術方案將置于室外的太陽能玻璃真空管集熱器通過上行管、下行管與設置于室內(nèi)的儲熱保溫水箱連接在一起，進水管與集熱器的進水口相連，進水管上串接有壓力傳感器和進水控制閥，進水控制閥的進水口處與下行管間連接有應急進水管，應急進水管中串接控制閥，旁貼附有溫度傳感器，上行管中串接有控制閥與集熱器相連，集熱器出水口連接的導流出水管和下行管上設置兩只止回閥，上行管通過放水閥與放水管相連，放水管上設置有排空控制閥和溫度傳感器，放水管的末端一旁置有強行控制閥和滯留水排出管，另一旁連接放水龍頭。
水箱的上部設有溢氣管，底部設有排污管，電加熱器穿過水箱下部的保溫層進入水箱，上行管穿過水箱側(cè)邊的保溫層與置于水箱下部的增壓泵相串接，并與水箱內(nèi)膽底部的出水口相通，水箱內(nèi)膽的外壁上貼附有溫度傳感器，水箱底部的另一出水口旁通一水位管置于水箱側(cè)邊的保溫層中，水位管中內(nèi)置水位傳感器，水位傳感器上設置H1-H4個水位檢測點，下行管穿過水箱頂蓋插入水箱，并與水箱的底部保持一定距離。
太陽能集熱器經(jīng)“L”形接插導流管將多只玻璃真空管依次串接而成，串接排列成的面呈平板面、曲面、弧面或適宜建筑物形狀的不規(guī)則面，亦或直置、倒置、水平放置或傾斜放置；集熱器留有進、出水端口，進水口與進水管及串接的控制閥相連，出水口與下行管及串接的止回閥相連；集熱器的進水和出水玻璃真空管內(nèi)分別設有溫度傳感器，集熱器的上下集水槽內(nèi)分別設有檢漏探頭；集熱器的背面置有保溫反光板。
所述熱水中心所設置的放水閥、控制閥、輔助電加熱器、保溫電加熱帶均受控于微電腦控制系統(tǒng)；檢漏探頭、溫度傳感器、水位傳感器、壓力傳感器分別向微電腦控制系統(tǒng)提供檢漏信號、溫度信號、水位信號以及壓力信號，以保證熱水中心正常運行。
采用以上技術方案后，本太陽能熱水中心達到的有益效果是1、改變定時、定溫泵循環(huán)、電補償?shù)某Ｒ?guī)做法，采用微電腦控制自來水進水閥實施階梯式冷熱水置換，置換時的溫度要求是隨著儲熱水箱內(nèi)已有熱水的水位和集熱器內(nèi)水溫的變化而變化，儲熱水位越高，置換啟動時所設定溫度值就越高，從而實現(xiàn)了儲熱水箱隨時提供可用熱水的目的，不但大大減少了水泵用電，而且減少了電補償?shù)拇螖?shù)，免去了泵循環(huán)集熱產(chǎn)生的噪聲污染。中心采用大容量水箱，最大限度地收集太陽能加熱的熱水，節(jié)約電能，使供水中心更適應不同季節(jié)、不同輻照度的天氣，全天候方便使用；2、將連體式太陽能熱水器改形為微電腦控制的分體式，集熱器的玻璃真空管聯(lián)集方式采用“L”形接插導流管拼接，玻璃真空管組合成的集熱面根據(jù)建筑外形要求做成平面、圓弧面、波曲面等，集熱器可直立、倒立、斜立，也可水平放置，鑲嵌在向陽的墻面或屋頂斜面上，達到與建筑的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，平整美觀，同時省去了聯(lián)集管，不但節(jié)約了制造成本，且減少了熱損耗，又更易與建筑物配套；水箱置于屋面之下，降低了屋面的負荷，減少了屋面滲漏現(xiàn)象，又能使維修更方便安全；3、集熱器采用兩點自動比較識別檢漏方法，在集熱器的上下集水槽內(nèi)分別設有檢漏探頭，如果兩點均探得有水或無水則屬正常，只要其中一點探得有水則判為漏水，則自動關水、自動報警，并且自動切換成電熱水器狀態(tài)，一刻也不影響用戶正常使用，避免了一有漏水就不能使用的弊端；4、采用了智能排空和自動防凍功能，在放水管上增加了智能排空裝置，使放水管中始終無熱水留存，使用戶做到打開水龍頭就有熱水；在室外的應急進水管、上行管、進水管上設置了電加熱帶恒溫保溫，從而使管道防凍裂，冬季應用自如，適應不同地區(qū)全天候的使用；5、為防止自來水和使用熱水水壓不夠，采用了無壓運行、有壓使用的設計方案，系統(tǒng)配置了增壓泵，保證了集熱管不間斷吸熱和使用熱水壓力大而穩(wěn)定，而且有壓熱水使主人對冷熱水的調(diào)和更方便，洗浴更舒適；6、采用了自上而下冷熱自動內(nèi)循環(huán)混和的設計，使水箱內(nèi)的上下溫度始終均勻，最大限度減少電加熱啟動的次數(shù)，因而更省電；7、采用了無線遙控技術，對熱水中心實施一機多點使用控制，“放水”與“關水”只需按動遙控器上的相應鍵即可，使用方便。遙控接收器可以安裝室內(nèi)的任何地方，只要以相同的編碼配備兩個以上的遙控發(fā)射器，使一機多點使用成為現(xiàn)實；8、中心具有人性化的設計，設有即時備水功能，如太陽能所制熱水不充足時，能充分利用電網(wǎng)低谷時的廉價電，定時在凌晨和傍晚自動備好適度熱水，大容量水箱儲熱保溫，保證24小時有合適的熱水供應，主人無須對熱水中心進行任何管理，隨時享受更優(yōu)質(zhì)服務。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型的太陽能玻璃真空管集熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型的無線電遙控系統(tǒng)與微電腦控制系統(tǒng)聯(lián)合工作示意圖。
圖4、5、6是本實用新型的太陽能玻璃真空管聯(lián)接示意圖。
圖1、2、3、4、5、6所示中，無線電遙控系統(tǒng)1，微電腦控制系統(tǒng)2，儲熱保溫水箱3，太陽能集熱器4，檢漏探頭51、52，溫度傳感器61、62、63、64、65，水位傳感器7，壓力傳感器8，放水閥9，控制閥101、102、103、104、105，止回閥111、112，輔助電加熱器12，保溫電加熱帶13，進水管14，放水管15，上行管16，下行管17，增壓泵18，溢氣管19，排污管20，滯留水排出管21，應急進水管22，集水槽23，導流進水管24，“L”形接插導流管25，導流出水管26，管塞27，玻璃集熱管28，進氣管29，保溫反光板30。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
在圖2、4、5、6所示中，太陽能集熱裝置4的組件中，“L”形接插導流管25分頭插上硅膠管塞27后，再分別插進相鄰的玻璃集熱管28內(nèi)，用同樣的方法串接多個真空管28，使之成為一個平面、曲面或弧面，后在第一集熱管28的管塞27余孔內(nèi)插進導流進水管24，并與控制閥102、上行管16相連，在末尾集熱管28中的管塞27余孔內(nèi)插進導流出水管26，并與止回閥111、112相連；在串連成片的集熱器的上下部分別裝上集水槽23，集水槽內(nèi)安上檢漏探頭51、52，用以24小時向微電腦控制系統(tǒng)2提供集熱器檢漏信號；在串接成片的集熱器4的第一只和末尾一只集熱管28穿管塞27插入溫度傳感器61、62，為系統(tǒng)2不斷提供集熱器4的溫度信號。
在圖3所示中，將無線電遙控系統(tǒng)1與微電腦控制系統(tǒng)2有機集成在一個固定的封裝內(nèi)，無線電遙控發(fā)射器發(fā)射的信號經(jīng)接收器中的集成電路IC1接收、解碼、識別并轉(zhuǎn)換成電平信號，由耦合電路耦合至微電腦芯片IC2(下稱芯片IC2)的輸入接口，經(jīng)芯片IC2的識別、確認后控制相關的執(zhí)行繼電器J的動作，這樣遙控發(fā)射器上的按鍵與執(zhí)行繼電器有一個一一對應的關系，按什么鍵就會有相關的功能實施，如“放水”、“關水”等。檢漏探頭51、52、溫度傳感器6、水位傳感器7源源不斷地提供著各種檢測信號，經(jīng)芯片IC2的識別、處理后自動控制著各控制元件的運行。
在圖1、3所示中，溫度傳感器61、62、水位傳感器7分別24小時向芯片IC2提供著集熱管28中的水溫信號和水箱3中的水位信號，當芯片IC2識別到t1℃信號、水位＜H2時，即讓執(zhí)行繼電器J(如J1)打開控制閥102，有壓自來水沿進水管14、導流進水管24進入集熱器4的右邊第一集熱管，此時第一集熱管中的熱水順著“L”形接插導流管25流進第二集熱管，第二集熱管中的熱水流進第三集熱管，依次類同，集熱器4的熱水順著下行管17被擠進水箱3的底部；當溫度傳感器62向芯片IC2提供(t1-5)℃水溫信號時，芯片IC2讓控制閥102關閉，完成收儲熱水的第一次動作，這是本中心階梯式定溫集水的第一階段。
當水箱3中所儲熱水的水位逐漸上升到H2≤H＜H3、溫度傳感器61向芯片IC2提供的水溫信號為(t1+10)℃時，則芯片IC2讓控制閥102再次打開，實施定溫集水；當傳感器62測到水溫已下降至(t1+5)℃時，芯片IC2令控制閥102關閉，完成定溫集水的第二階段。
當水箱3中的水位上升到H3≤H＜H4、傳感器61向芯片IC2提供的水溫信號為(t1+20)℃時，則芯片IC2又一次打開控制閥102，實施定溫集水；當傳感器62測到水溫已下降至(t1+15)℃時，芯片IC2再次關閉控制閥102，完成定溫集水的第三階段。
當水箱3中儲熱水位上升到≥H4、傳感器61測得水溫(t1+25)℃時，芯片IC2不再打開控制閥102，則令增壓泵18啟動，放水閥9關閉，控制閥105打開，本中心自動進入內(nèi)循環(huán)，增壓泵18將水箱3底部的低溫水抽出經(jīng)上行管16、控制閥105、導流進水管24進入集熱器，將集熱器內(nèi)的高溫水經(jīng)“L”形接插導流管25、導流出水管26、止回閥111、下行水管17再回到水箱3，形成一個封閉的內(nèi)循環(huán)a、當集熱器內(nèi)的溫度傳感器62測得水溫(t1+20)℃時，增壓泵18停止，控制閥105關閉，放水閥9打開，內(nèi)循環(huán)暫停；b、當水箱內(nèi)的溫度傳感器63測得水溫(t1+25)℃時，增壓泵18停止，控制閥105關閉，放水閥9打開，內(nèi)循環(huán)停止；c、當壓力傳感器8檢測到的壓力＜0.2Mpa時，芯片IC2認為自來水已經(jīng)停水，則令增壓泵18啟動，關閉放水閥9，打開控制閥105，供水中心自動進入內(nèi)循環(huán)狀態(tài)；d、當水位傳感器7測得水箱3的水位＜H4，同時壓力傳感器8測得壓力≥0.2Mpa時，芯片IC2則關閉增壓泵18、控制閥105，打開放水閥9，本中心自動退出內(nèi)循環(huán)，進入正常工作狀態(tài)。
在圖1、3所示中，若光照不足以使水箱3中的水溫達到(t1-10)℃時，則可以采用“應急加熱”措施，讓水溫提高，芯片IC2通過水位傳感器7探測水箱3中的水位，當滿足水位≥H2的條件時，按遙控發(fā)射器上“應急加熱”鍵有效，芯片IC2讓執(zhí)行繼電器指令輔助電加熱器12加熱至t1℃后，加熱自停；若不能滿足水位≥H2的條件時，按“應急加熱”鍵，芯片IC2會讓控制閥102先打開，加水至≥H2后，再“應急加熱”至t1℃后自停。
在圖1、3所示中，用戶可根據(jù)其使用的具體情況，使用“應急加水”功能，即水箱3中的水位已低至H1以下，按“應急加水”鍵，芯片IC2指令控制閥102打開，加水到H2自停；若要提前停止加水，可按“停止”鍵，停止加水；若水位已≥H2時，按“應急加水”無效。在使用過程中，水箱3中的水位降至H1及H1以下時，此時芯片IC2開始計時，T分鐘后，指示控制閥102打開，加水至H2水位后自停。
在圖1、3所示中，用戶按下“放水”鍵，芯片IC2指令增壓泵18打開，帶有一定壓力的熱水，沿著上行管16，通過放水閥9進入放水管15，用戶只要打開熱水龍頭即可獲得≥(t1-10)℃的熱水；欲停止用水提前按下“關水/停止”鍵，芯片IC2會讓增壓泵18停止，控制閥103打開，此時中心實施管道排空功能，空氣順著進氣管29、控制閥103進來，讓放水管15中的熱水盡數(shù)流出，用戶最大限度地利用了熱水，起到了節(jié)約熱水的效果，此時放水管15成了空管，不會因冬寒而產(chǎn)生凍堵，達到了防凍的目的。
在圖1、3所示中，貼附在放水管15上的溫度傳感器64時刻監(jiān)測著放水管15及周邊環(huán)境的溫度，若此時測得溫度≤2℃，芯片IC2指揮排空執(zhí)行器件進入程序操作狀態(tài)a、打開控制閥103、104排空T分鐘后自停，讓放水管15中的滯留水由滯留水排出管21盡數(shù)排出，達到空管的目的；b、當溫度傳感器64測得2℃≤t＜10℃時，且已排空過1次，則芯片IC2再實施排空1次，T分鐘后自停，并累計排空次數(shù)，當累計次數(shù)達n次后不再排空；c、當溫度傳感器64測得t≥10℃時，芯片IC2終止現(xiàn)有排空程序，把累計排空次數(shù)清零，待下一周期的到來。
在圖1、3所示中，置于集水槽23內(nèi)的檢漏探頭51、52也實施24小時監(jiān)測，當檢漏探頭51、52均測得有水或無水時，則表示中心工作正常；當其中任意一只檢漏探頭檢測到集水槽內(nèi)有水時，即向芯片IC2發(fā)出信息，芯片IC2立即實施下列工作a、關閉控制閥102、105停止循環(huán)；b、室內(nèi)控制器聲、光報警，待修；c、向水箱3自動補水由控制閥101承擔，控制閥102關閉，中心自動變?yōu)殡姛崴鳡顟B(tài)，直至修復；d、也可手動應急操作鍵控上水、鍵控加熱、鍵控用水；e、故障排除后按“復位”鍵恢復正常。
在圖1、3所示中，當溫度傳感器65探測到環(huán)境溫度為2℃時，芯片IC2指令執(zhí)行繼電器J工作，讓保溫電加熱帶13啟動加熱至30℃自停，避免進水管14、上行管16、應急進水管22發(fā)生凍堵，保證本供水中心在低溫狀態(tài)下的正常運行。
權(quán)利要求1.一種智能型全天候建筑一體化太陽能熱水中心，主要包括集熱器(4)、儲熱保溫水箱(3)、微電腦控制系統(tǒng)(2)、進水管(14)、放水管(15)，集熱器(4)安裝于建筑屋頂或向陽墻面上，儲熱保溫水箱安裝于屋面下方的閣樓或室內(nèi)，其特征是所述集熱器(4)經(jīng)“L”形接插導流管(25)將多只玻璃真空管依次串接而成，集熱器的進水口分別連通自來水進水管(14)、上行管(16)、應急進水管(22)，所述自來水進水管(14)上設有系統(tǒng)(2)控制的進水控制閥(102)和壓力傳感器(8)，所述上行管(16)連接水泵(18)置于水箱下部保溫層內(nèi)且與水箱(3)內(nèi)接通，上行管(16)上設有系統(tǒng)控制的上行控制閥(105)，所述應急進水管(22)經(jīng)應急控制閥(101)連通至下行管(17)，所述集熱器出水口連的導流出水管(26)和下行管(17)上裝有止回閥(112)、(111)，下行管插入水箱內(nèi)底部，所述上行管通過系統(tǒng)控制的放水閥(9)連接放水管(15)，放水管上端設有排空控制閥(103)和向系統(tǒng)提供信號的溫度傳感器(64)，放水管(15)的室內(nèi)部分旁接有系統(tǒng)控制的強行排空控制閥(104)和滯留水排出管(21)，所述儲熱保溫水箱(3)的保溫層內(nèi)設有一水位管，其頂部與大氣相通，下部與水箱內(nèi)底部相通，水位管內(nèi)插有一根向系統(tǒng)提供水位信號的水位傳感器(7)，水位傳感器(7)上設置H1-H4個水位檢測點，水箱(3)的上部設有一溢氣管(19)，水箱(3)底部設有排污管(20)，水箱(3)內(nèi)底部設有電加熱器(12)，水箱內(nèi)膽外側(cè)貼有溫度傳感器(63)，所述集熱器的進水和出水玻璃真空管內(nèi)分別設有溫度傳感器(61)、(62)，集熱器的上下集水槽(23)內(nèi)分別設有向系統(tǒng)提供檢漏信息的檢漏探頭(51)、(52)，所述進水管(14)、上行管(16)、應急進水管(22)的室外部分設有電加熱帶(13)和溫度傳感器(65)，所述微電腦控制系統(tǒng)(2)上設有無線電遙控接收系統(tǒng)(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能型全天候建筑一體化太陽能熱水中心，其特征是所述”L”形接插導流管(25)其一端較長經(jīng)玻璃真空管管口的管塞(27)伸入集熱管內(nèi)腔接近頂部，另一端較短插入相鄰真空管管口的管塞上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能型全天候建筑一體化太陽能熱水中心，其特征是所述集熱器(4)由玻璃真空管(28)串接排列成的面呈平板面、曲面、弧面或適宜建筑物形狀的不規(guī)則面，亦或直置、倒置、水平放置或傾斜放置。
專利摘要本實用新型提供一種智能型全天候建筑一體化太陽能熱水中心，主要包括無線電遙控系統(tǒng)、微電腦控制系統(tǒng)、太陽能集熱器、儲熱保溫水箱、進水管、放水管、應急進水管、上行管、下行管、輔助電加熱器、保溫電加熱帶、多個控制閥、多個傳感器等組成。本中心由微電腦控制系統(tǒng)對熱水中心智能控制，階梯式定溫收儲熱水，“L”形接插導流管將玻璃真空管串接而成的集熱器防漏自檢，管道滯留水自動排空，有效防凍、防裂，遙控器遙控一機多點多單元使用，開即有熱水、關即空管，與建筑物融為一體，整齊美觀。
文檔編號F24J2/00GK2849532SQ200520072610
公開日2006年12月20日 申請日期2005年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月14日
發(fā)明者黃永生, 王立新, 黃強 申請人:黃永生