CN104771070A - 多功能太阳能饮水机 - Google Patents

Abstract

一种多功能太阳能饮水机由太阳能开水集热系统、直饮水系统、冷开水制取系统、电开水系统、冰水制取系统、直饮水箱、保温水箱、保温冰水箱构成。通过太阳能开水集热器产生大于100℃的开水送入保温水箱随时取用，以节约电力消耗，避免千滚水反复加热增加水垢、硝酸盐、钙、镁等重金属成分，危害人体健康。实现直饮水、太阳能开水、冷开水、电辅助开水、冰水饮用多功能目的。有利于集体和移动场所饮水健康和饮用冷、热、冰水需求。

Description

多功能太阳能饮水机

技术领域

本发明属供热设备领域，确切地说是多功能太阳能饮水机。

背景技术

普通真空管太阳能热水器，采用储水循环集热方式产生热水，如果需要产生开水，必须通过2-3天集热才能产生开水，而且也不适合饮用，目前真空管太阳能热水器大都固定安装在屋面上，管道长，更不适合开水的随时取用。

通过研究发现，真空管集热时完全能产生100℃以上的高温，只有将真空管与集热箱体有序的排列组合，按照预热增温、串联沸腾的顺序逐级提升温度，直至产生≥100℃的可饮用开水。

发明内容

本发明的任务是将真空管与集热箱体有序的排列组合，采用串联方式，实现低温增温、高温沸腾集热产生开水，构成太阳能开水集热器。同时在太阳能开水集热器的进水口安装直饮水净水器与自来水连通。太阳能开水集热器出水口通过开水单向阀，开水单向阀出水口通过三通阀分两路，一路直接进入保温水箱，另一路通过套管换热器将热量转换给太阳能开水集热器进水口，以提高太阳能开水集热器进水口的基础水温，套管换热器内管出水口即流出冷开水，进入保温水箱或直接饮用。

为了实现上述任务，本发明多功能太阳能饮水机，采用净水器过滤为直饮水，再经过太阳能开水集热器将直饮水加热至大于100℃的开水，储存到保温水箱；为了方便直饮冷开水，在太阳能开水集热器的开水出口安装套管换热器获取冷开水；为了夏季饮用冰开水需求，通过冰水制取系统及套管蒸发器，吸收流经套管蒸发器冷开水的热量，将冷开水、直饮水制成更低温度的冰开水供夏天饮用或储存到保温冰水箱内随时取用；当没有阳光时，可通过电开水器将直饮水加热至100℃以上的开水，输送至保温水箱或直接取用。为了缩短开水管路，减少热损，可将本发明多功能太阳能饮水机制成移动式或半移动式构造，有利于集体场所就近取水，随时取用。

本发明的特点：利用净水器过滤直饮水，通过太阳能开水集热器集热大于100℃开水，沸腾0-3分钟后储存到保温水箱里随时取用，同时还可通过制冷机组制取冰水供夏天饮用解暑，有利于集体场所的饮水健康和舒爽。以节约电力消耗或避免电加热器反复加热增加硝酸盐、水垢、钙、镁等重金属成分，危害人体健康。

附图说明

图1是本发明多功能太阳能饮水机原理图。

图2是本发明多功能太阳能饮水机直饮水、太阳能开水示意图。

图3是本发明多功能太阳能饮水机排水、排气/注水原理图。

图4是本发明多功能太阳能饮水机开水、冷开水制取原理图。

图5是本发明多功能太阳能饮水机电辅助开水器原理图。

图6是本发明多功能太阳能饮水机冰水制取系统原理图。

图7是本发明大容量太阳能饮水机原理图。

图8是本发明大容量太阳能饮水机直饮水、太阳能开水示意图。

1.排气口 2.排气管 3.直饮水箱 4.电开水器 5.常闭电磁阀 6.零压单向阀 7.自动上水阀 8.套管换热器 9.冷热三通阀 10.开水单向阀 11.联箱保温 12.开水集热器 13.净水器 14.保温水箱 15.套管蒸发器 16.制冷机组 17.保温冰水箱 18.排气阀 19.沸腾箱 20.连通管 21.预热箱 22.真空集热管 23.电加热器 24.电开水箱25.制冷电磁阀 26.压缩机 27.节流阀 28.冰水膨胀阀 29.冷凝器 30.排气口 31.进气口 32.底孔 33.水位线 34.传热元件 35.预热集热器。

具体实施方式

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

由图1～6可知，本发明多功能太阳能饮水机，由太阳能开水集热系统、直饮水系统、冷开水制取系统、电开水系统、冰水制取系统、直饮水箱3、保温水箱14、保温冰水箱17 构成。其中太阳能开水集热系统由排气管2、直饮水箱3、零压单向阀6、开水集热器12、开水单向阀10、保温水箱14构成；开水集热器12由真空集热管22、传热元件34、联箱保温11、沸腾箱19、排气阀18构成；沸腾箱19安装在联箱保温11内，沸腾箱19内安装排气阀18，其排气口30在沸腾箱19一端的上部通过排气管2与直饮水箱3联通，下部接开水单向阀10入口，开水单向阀10出口接保温水箱14入口，沸腾箱19入口连接零压单向阀5与直饮水箱3底部连通；真空集热管22通过传热元件34给沸腾箱19加热。

太阳能开水集热系统工作原理：当有阳光时，通过真空集热管22将光转换为热能，通过传热元件34给沸腾箱19加热，沸腾箱19内的热水加热沸腾时产生蒸汽，当蒸汽超过开水单向阀10正向导通压力时，开水单向阀10导通，将沸腾的开水顶入到保温水箱14内，沸腾箱19的水位线33随之下降，当水位线33下降到排气阀18底孔32时，蒸汽通过底孔32进入排气阀18内，排气阀18的排气口30、进气口31被打开，通过气管2向直饮水箱3排气，沸腾箱19气压随即下降，开水单向阀10正向关闭，同时直饮水箱3气压增大，当气压超过排气口1正向压力时自动排气，直饮水通过零压单向阀5向沸腾箱19继续加热，当沸腾箱19水位上升到排气阀18的进气口31时，排气阀18停止排气，待沸腾箱19注水继续加热，待再次沸腾时，重复上述排水、排气、注水过程产生开水。

由图1～3可知，本发明多功能太阳能饮水机，其特征在于直饮水系统由排气口1、直饮水箱3、净水器13、自动上水阀7构成。净水器13输入端接自来水龙头，输出端通过自动上水阀7接直饮水箱3，排气口1安装在直饮水箱3的顶部。

当需要给直饮水箱3上水时，打开自来水龙头，自来水经过净水机13多级过滤，通过自动上水阀7向直饮水箱3注水，直饮水箱3通过排气口1向外排气，当直饮水箱3水满时自动上水阀7自动关闭。需要饮用直饮水时，从直饮水箱3取直饮水，需要饮用开水时，从保温水箱14取开水。以实现饮用直饮水和太阳能开水两功能。

由图1～4可知，本发明多功能太阳能饮水机，冷开水制取系统由零压单向阀6、沸腾箱19、开水单向阀10、冷热三通阀9、套管换热器8、保温水箱14构成。开水单向阀10入口接沸腾箱19，出口通过冷热三通阀9接套管换热器8内管、接入到保温水箱14，套管换热器8外管入口接零压单向阀6，套管换热器8外管出口接沸腾箱19入口。

在太阳能开水集热系统的基础上制取冷开水的工作原理：当需要将开水送入保温水箱14时，将冷热三通阀9置入“热”位置，当需要将冷开水送入保温水箱14时，将热三通阀9 置入“冷”位置，开水通过套管换热器8内管壁，将热能传给内管外的直饮冷水，套管换热器8内管出口将冷开水输入到保温水箱14内。以实现饮用直饮水、太阳能开水、冷开水的三功能。

由图1～5可知，本发明多功能太阳能饮水机，电开水系统由直饮水箱3、排气管2、零压单向阀6、电开水箱24、常闭电磁阀25、电加热器23、开水单向阀10、保温水箱14构成。零压单向阀5入口接直饮水箱3，出口通过常闭电磁阀5接电开水器4下部，开水出口接开水单向阀10与保温水箱14连通，排气阀18安装在电开水器4内的上部，排气阀18的排气口30通过排气管2与直饮水箱3连通。

在太阳能开水集热系统的基础上配套电开水器的工作原理：打开电加热器4、电加热器23通电工作，常闭电磁阀5打开通水，将直饮水通入到电开水器4内加热，电加热器23将直饮水加热100℃时沸腾产生蒸汽，当蒸汽超过另一个开水单向阀10正向导通压力时，开水单向阀10导通，将沸腾的开水排进保温水箱14内，电开水箱24的水位随之下降，当水位线33下降到排气阀18底孔32时，蒸汽进入排气阀18内，排气阀18的排气口30、进气口31同时打开，通过排气管2向直饮水箱排气，电开水箱24气压下降，开水单向阀10正向关闭，同时直饮水箱气压增大，直饮水通过零压单向阀5向电开水箱24注水，当电开水箱24水位线33上升到排气阀18的进气口31时，排气阀18停止排气，待电开水箱24继续加热再次沸腾时，重复上述排水、排气、注水过程。以实现饮用直饮水、太阳能开水、冷开水及电加热开水等四功能。

由图1～6可知，本发明多功能太阳能饮水机，冰水制取系统由保温水箱14、冰水电磁阀25、压缩机26、节流阀27、冰水膨胀阀28、冷凝器29、套管蒸发器15、保温冰水箱17构成。在保温水箱14的出水口接套管蒸发器15外管，外管另一端通过冰水膨胀阀28接保温冰水箱17入口，冰水电磁阀25入口接零压单向阀6，出口接套管蒸发器15外管的保温水箱14端，套管蒸发器15内管出口接压缩机26入口，压缩机26出口接冷凝器29，冷凝器29另一端接节流阀27入口，节流阀27出口接套管蒸发器15内管的另一端构成密封循环系统。

在太阳能开水集热系统的基础上制取冰开水、直饮水冰水的工作原理：冰水制取系统的制冷剂经压缩机26压缩至冷凝器29液化，同时释放热量，制冷剂通过节流阀27限流减压汽化到套管蒸发器15内管，以吸收套管蒸发器15内管外的冷开水温度，使冷开水的温度降低到4℃以下时，冰水膨胀阀28开始导通，向保温冰水箱17输送冰水，当冰水温度上升到6℃ 时，冰水膨胀阀28自动关闭，以此周而复始制取冰开水；冰水电磁阀25进口接零压单向阀5，出口接套管蒸发器15外管的保温水箱14端，以备没有阳光时制取直饮水冰水。以实现饮用直饮水、太阳能开水、冷开水、电加热开水、冰水等多功能。

由图3、7-8可知，本发明大容量太阳能开水集热系统，由排气管2、零压单向阀6、自动上水阀7、净水器13、开水集热器12、N个预热集热器35、连通管20、开水单向阀10、保温水箱14构成。大容量太阳能开水集热系统由开水集热器12、预热集热器35、真空集热管22、传热元件34、联箱保温11、沸腾箱19、预热箱21、连通管20、排气阀18构成；开水集热器12内的沸腾箱19、N个预热集热器35内的预热箱21之间通过连通管20连通，并且都安装在联箱保温11内，沸腾箱19内安装排气阀18，其排气口30在沸腾箱19一端的上部与排气管2联通，下部接开水单向阀10入口，开水单向阀10出口接保温水箱14入口，预热箱21入口连接零压单向阀5、自动上水阀7、净水器13与自来水龙头连接；真空集热管22通过传热元件34给沸腾箱19、预热箱21加热。

大容量太阳能开水集热系统工作原理：当有阳光时，通过真空集热管22将光转换为热能，通过传热元件34给开水集热器12内的沸腾箱19、N个预热集热器35内的预热箱21加热，沸腾箱19内的热水加热沸腾时产生蒸汽，当蒸汽超过开水单向阀10正向导通压力时，开水单向阀10导通，将沸腾的开水排到保温水箱14内，沸腾箱19的水位线33随之下降，当水位线33下降到排气阀18底孔32时，蒸汽通过底孔32进入排气阀18内，排气阀18的排气口30、进气口31打开，通过气管2向外排气，沸腾箱19气压随即下降，开水单向阀10正向关闭，经净水器13过滤的直饮水通过自动上水阀7输出，因为直饮水重力使零压单向阀5打开，依次向串联的N个预热箱21注水，预热箱21的热水通过连通管20顶入沸腾箱19继续加热，当沸腾箱19水位线33上升到排气阀18的进气口31时，排气阀18停止排气，待沸腾箱19继续加热再次沸腾时，重复上述排水、排气、注水过程产生开水。

本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明多功能的交叉实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (6)

1.一种多功能太阳能饮水机，由太阳能开水集热系统、直饮水系统、冷开水制取系统、电开水系统、冰水制取系统、直饮水箱(3)、保温水箱(14)、保温冰水箱(17)构成；其特征在于太阳能开水集热系统由直饮水箱(3)、排气管(2)、零压单向阀(6)、开水集热器(12)、开水单向阀(10)、保温水箱(14)构成；开水集热器(12)由真空集热管(22)、传热元件(34)、联箱保温(11)、沸腾箱(19)、排气阀(18)构成；沸腾箱(19)内安装排气阀(18)，其排气口(30)安装在沸腾箱(19)一端的上部与排气管(2)、直饮水箱(3)联通，下部接开水单向阀(10)入口，开水单向阀(10)出口接保温水箱(14)入口，沸腾箱(19)入口连接零压单向阀(5)与直饮水箱(3)底部连通；真空集热管(22)通过传热元件(34)给沸腾箱(19)加热。

2.根据权利要求1所述的多功能太阳能饮水机，其特征在于直饮水系统由排气口(1)、直饮水箱(3)、净水器(13)、自动上水阀(7)构成；净水器(13)输入端接自来水龙头，输出端通过自动上水阀(7)接直饮水箱(3)，排气口(1)安装在直饮水箱(3)的顶部。

3.根据权利要求1所述的多功能太阳能饮水机，其特征在于冷开水制取系统由零压单向阀(6)、预热箱(21)、开水单向阀(10)、冷热三通阀(9)、套管换热器(8)、保温水箱(14)构成；在开水单向阀(10)出口接冷热三通阀(9)接套管换热器(8)内管，出口接入到保温水箱(14)，套管换热器(8)外管入口接零压单向阀(6)，套管换热器(8)外管出口接预热箱(21)。

4.根据权利要求1所述的多功能太阳能饮水机，其特征在于电开水系统由直饮水箱(3)、排气管(2)、零压单向阀(6)、电开水箱(24)、常闭电磁阀(25)、电加热器(23)、开水单向阀(10)、保温水箱(14)构成；在零压单向阀(5)出口接常闭电磁阀(5)、电开水器(4)下部，开水出口接另一个开水单向阀(10)与保温水箱(14)连通，排气阀(18)安装在电开水器(4)内的上部，排气阀(18)的排气口(30)通过排气管(2)与直饮水箱(3)连通。

5.根据权利要求1所述的多功能太阳能饮水机，其特征在于冰水制取系统由保温水箱(14)、冰水电磁阀(25)、压缩机(26)、节流阀(27)、冰水膨胀阀(28)、冷凝器(29)、套管蒸发器(15)、保温冰水箱(17)构成；在保温水箱(14)的出水口接套管蒸发器(15)外管，外管另一端通过冰水膨胀阀(28)接保温冰水箱(17)入口；冰水电磁阀(25)入口接零压单向阀(6)，出口接套管蒸发器(15)外管的保温水箱(14)端，套管蒸发器(15)内管出口接压缩机(26)入口，压缩机(26)出口接冷凝器(29)，冷凝器(29)另一端接节流阀(27)入口，节流阀(27)出口接套管蒸发器(15)内管的另一端构成密封循环系统。

6.一种大容量太阳能饮水机，其特征在于大容量太阳能开水集热系统由排气管(2)、零压单向阀(6)、自动上水阀(7)、净水器(13)、开水集热器(12)、N个预热集热器(35)、连通管(20)、开水单向阀(10)、保温水箱(14)构成；开水集热器(12)、预热集热器(35)由真空集热管(22)、传热元件(34)、联箱保温(11)、沸腾箱(19)、预热箱(21)、连通管(20)、排气阀(18)构成；开水集热器(12)内的沸腾箱(19)、N个预热集热器(35)内的预热箱(21)之间通过连通管(20)连通，并且都安装在联箱保温(11)内，沸腾箱(19)内安装排气阀(18)，其排气口(30)在沸腾箱(19)一端的上部与排气管(2)联通，下部接开水单向阀(10)入口，开水单向阀(10)出口接保温水箱(14)入口，预热箱(21)入口连接零压单向阀(5)、自动上水阀(7)、净水器(13)与自来水龙头连接。