能自動(dòng)上水的太陽(yáng)能熱水器

趙　博

一、引言

太陽(yáng)能熱水器的廣泛使用，節(jié)約了大量能源，并給人們的生活帶來(lái)方便。但是，使用中也存在一些不足之處，如上水的控制，多為人工操作，即打開(kāi)上水閥向水箱供水，當(dāng)溢流管回水時(shí)，才知道水已上滿(mǎn)，關(guān)閉上水閥。整個(gè)過(guò)程需要操作人員時(shí)刻關(guān)注。本文的目的是：提供一種具有自動(dòng)上水機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)能熱水器。

二、具體的設(shè)計(jì)方案

具有自動(dòng)上水機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)能熱水器(浮球杠桿法)，包括水箱、進(jìn)水管、出水管、單向閥、管道泵和電磁閥等。水箱頂部開(kāi)有預(yù)留孔，其特征在于：

A、水箱外部頂面一側(cè)設(shè)有杠桿，杠桿一端鑲有一塊含鐵的金屬片，再在此上方固定一塊不含鐵的金屬片(如鋁片)和磁鐵。電線(xiàn)與兩金屬片相連，經(jīng)過(guò)插頭與電磁閥相接，杠桿的另一端由水箱中的浮球控制。

B、所述電磁閥、管道泵、單向閥安裝在進(jìn)水管上。

C、所述進(jìn)水管要伸入水箱內(nèi)部，并穿上一些小孔。

D、所述出水管連通著水龍頭。

下面將結(jié)合示意圖逐步深入地進(jìn)行說(shuō)明：

1、當(dāng)水箱中的水位稍微下降一點(diǎn)時(shí)，在浮球的自身重力作用下，兩個(gè)金屬片閉合，進(jìn)水管上的電磁閥打開(kāi)，開(kāi)始向水箱供水。當(dāng)水位升高后，在浮球的浮力作用下，兩個(gè)金屬片分離，進(jìn)水管停止供水，即實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能熱水器自動(dòng)上水。

2、浮球可以采用扁狀，有利于增大水箱的容水量。

3、磁鐵的作用是為了防止金屬片接觸不良，即達(dá)到金屬片要么閉合，要么斷開(kāi)的目的。(注：鑲在杠桿上的金屬片為鐵片，另一個(gè)金屬片宜為鋁片，因?yàn)榇鸥芯€(xiàn)不能穿過(guò)鐵片，故此金屬片中不能含鐵。)

4、為了防止斷水或自來(lái)水壓不足時(shí)，水箱中的水位下降后，電磁閥打開(kāi)，熱水從進(jìn)水管道倒流下來(lái)，在進(jìn)水管上安裝一個(gè)單向閥(見(jiàn)圖1)就可以了。

5、自來(lái)水壓不足時(shí)，可使用管道泵。管道泵需安裝在圖中電磁閥位置的上面。在實(shí)際安裝中，管道泵與電磁閥的位置需要靠的很近。因?yàn)殡姶砰y關(guān)閉后，管道泵可能仍在工作，若兩者相離太遠(yuǎn)，管道泵會(huì)將兩者間管道里的水抽進(jìn)水箱，可能發(fā)生水從排氣孔中溢出現(xiàn)象。

6、在用戶(hù)用水的同時(shí)，進(jìn)水管會(huì)向水箱供應(yīng)冷水，故出水管口在水箱中的位置要盡量高些(相當(dāng)于原來(lái)的溢流管)。進(jìn)水管口采用多小孔狀(在水箱中，小孔切勿朝上，最好朝下)，均勻發(fā)散冷水，由于冷水在下，熱水在上，不會(huì)發(fā)生熱對(duì)流。再者，水的導(dǎo)熱能力很差，很少發(fā)生熱傳遞。因此冷熱水基本上不會(huì)混合。

三、本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

本自動(dòng)上水設(shè)計(jì)裝置，具有并超越了傳感器式智能上水的所有基本功能(見(jiàn)下表)。這將會(huì)引起太陽(yáng)能熱水器行業(yè)的革命，并且完全可以做到讓太陽(yáng)能熱水器取代燃?xì)鉄崴骱蛦渭冸姛崴鞯氖袌?chǎng)。

四、實(shí)際現(xiàn)象舉例

1、人工上水會(huì)發(fā)現(xiàn)溢流管流出來(lái)的是熱水。可以說(shuō)本發(fā)明就是把溢流管流出來(lái)的熱水直接加以利用。

2、在夏天，會(huì)發(fā)現(xiàn)池塘里表面的水很熱，但下面的水卻仍是冷的。這就說(shuō)明了水的導(dǎo)熱能力很差。

五、本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖

說(shuō)明：設(shè)計(jì)者為了畫(huà)圖方便，在圖1把出水管口⑥與進(jìn)水管口⑧分別畫(huà)在水箱的兩側(cè)。事實(shí)上，為了便于實(shí)際生產(chǎn)可把它們安裝在水箱同一側(cè)，如上圖所示。

六、關(guān)于電熱器的使用：

建議用戶(hù)在使用太陽(yáng)能熱水器時(shí)配套安裝電熱器，以盡可能地消除陰雨天對(duì)使用熱水的影響。電熱器可由一個(gè)旋扭定時(shí)開(kāi)關(guān)(即老式洗衣機(jī)上的定時(shí)器)，以避免用戶(hù)未及時(shí)關(guān)掉電熱器電源而引起的不良后果。由于太陽(yáng)能熱水器的保溫技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，所以用戶(hù)可不必“臨時(shí)抱佛腳”——在使用熱水之前才啟動(dòng)電熱器。

換句話(huà)說(shuō)，就是陰天用水用戶(hù)可不必等待電熱器加熱，什么時(shí)候想起來(lái)就什么時(shí)候旋轉(zhuǎn)定時(shí)開(kāi)關(guān)來(lái)啟動(dòng)電熱器，啟動(dòng)后就不用管了。這樣一來(lái)，電熱器的工作時(shí)間與用戶(hù)用水就不會(huì)同時(shí)發(fā)生，所以使用更安全。當(dāng)然，為了以防萬(wàn)一，水箱中可安裝一個(gè)漏電保護(hù)器，即接上一根地線(xiàn)。

七、結(jié)語(yǔ)

在寒冷的冬季，太陽(yáng)能會(huì)“無(wú)能”，這個(gè)問(wèn)題嚴(yán)重制約著太陽(yáng)能熱水器的推廣與應(yīng)用。究其原因就是，暴露在室外的上下水管凍堵后無(wú)法使用，甚至由于水結(jié)冰后體積膨脹將管道脹裂。

目前，解決這一問(wèn)題的常規(guī)方案是在上下水管的外面纏繞電熱帶，此方案由于諸多不便，且有火災(zāi)隱患，難以被廣大用戶(hù)所接受，只能說(shuō)是沒(méi)辦法的辦法。另外，有一些管道排空防凍技術(shù)雖具吸引力，但實(shí)施起來(lái)卻困難重重。筆者愿與大家一起研究、探討，解決這一難題。