[发明专利]太阳能热水器水管防冻方法和阀、阀组系统及其设计方法

说明书

一、技术领域  本发明主要用于太阳能热水器各种管道在结冰季节防止管道冻结而影响太阳能热水器的利用。它依靠太阳能热水器的上下水管及溢流管或其他管道控制液压、气压阀或电控阀(电动阀、电磁阀和依靠电力来控制或动作的阀)来控制太阳能热水器已存水管道的如上下水管等，在结冰季节每次用水后将管道内的存水排空，而太阳能热水器内的水并不回流，来防止结冰季节因管道冻结而导致太阳能热水器不能使用。本发明也可用于其他行业的适用场合。

二、技术背景  目前，太阳能热水器各种管道在结冰季节防止管道冻结采用两种方法，一、用保温材料保温；2、保温材料保温加电伴热。当用前一种保温方法时，当太阳能有稍长时间水不流通时，存水管道就会冻结，并且因为有保温材料的存在，反而使化冻更困难。第二种方法需用大量电能加热，并有因漏电或热能聚集而导致火灾的危险，并且电伴热材料的价格也很高。目前还没有其他更成熟的技术用于太阳能热水器存水管道的防冻。

三、发明内容  本发明设及到太阳能热水器上下水管的防冻方法和太阳能热水器上下水管防冻排空阀系统及其设计方法；本发明主要用于太阳能热水器各种管道在结冰季节防止管道冻结而影响太阳能热水器的利用。也可用于其他行业的适用场合。本发明技利用太阳能热水器的上下水管及溢流管或其他管道中的一个或全部管道，通过远端(室内或其他位置)施加水压或气压和进行排空的阀或阀组控制安装在太阳能内部或外部的阀或阀组，依靠液、气压阀或阀组和单向导通阀的组合，使太阳能热水器上下水管排空，以防止结冰堵塞，本发明也可以采用电控阀的方式使太阳能热水器上下水管排空来达到防止太阳能热水器各种管道在结冰季节防止管道冻结而影响太阳能热水器的利用的问题，而在太阳能热水器行业现在并未有类似于本发明的技术和方法投入使用和申请专利。

四、附图说明  以下各图中的阀的形状只是配合说明阀的功能和结构设计原理，并不代表阀的实际成品的形状。以下各图中的虚线部分为可选项，另有其他可选项各图说明中注明，可选项可选用也可不选用，当与其他部分产生冲突时，根据具体的设计进行取舍。各图圆圈中的M是电器的通用表示方法，在本图中代表电控阀。

1.图1说明

图1a和b是本发明的两个基础构成元件，a是一个活塞阀，主要用于控制对通水管道的关闭和导通，b是一个三通止回阀，在本发明中主要用于当两根管道共用一个压力测量元件时，也适用于其他行业的适用场合。

图1a是一个靠气压或液压动作的活塞阀，它也可以在电控阀的作用下动作，它由阀的壳体1和阀芯2为主组成，，在壳体1上有与进出水水管相连的端盖3，端盖3与壳体1可以任意方式连接，端盖3上设计有进水口，为防止阀内存水，进水口设置在端盖的下方，进水口可依任意方式与其他部件连接，当进出水水管(或上下水水管)由进水口向阀芯2施加压力时(此压力可为气压或液压)，阀芯2向端盖4运动，端盖4设计原理与端盖3相同；并设计了相同的进水口，此进水口用于普通家用太阳能热水时接在溢流管上，也可接在专门设制的控制管道上，阀芯2上有至少1个及以上O型密封元件9，安装在阀芯的凹槽中，此图中显示了4个，用于阻挡由出水口5返回的水从阀芯与壳体之间流向任一出口，O型密封元件也可以设计在阀的壳体上；当阀芯2运动到出水口5时，进出水管与太阳能热水器呈直通状态，非结冰季节一般采用此种方式.出水口5通向太阳能热水器方向，可依任意方式与其他部件连接。当结冰季节每次用完水后，由端盖4的进水口进入压力，关闭出水口5，两进水口依靠外接的排空系统将阀中存水排空。当该阀选择用电控阀8的作用下动作时(可选项，也可不用)，电控阀8通过连接杆7向阀芯通入动作，关或开阀，电控阀可设置在活塞阀的任一端，此时，端盖4的进水口6可以取消使该测呈封闭状态，并在6处设计排气口或通过连杆7处使阀内气体畅通，6、7、8做为非选项时，可以不选用，在图中以虚线标示。

图1b由两端端盖3、4和壳体1、阀芯2、出口5组成，两端端盖3、4上设计有用于阀芯密封的密封元件和进水口，进水口可依任意方式与其他部件连接，当两进水口中的任一侧有压力进入，阀芯则将另一侧进水口封闭而进入出口，出口可以接压力测量元件，出口可依任意方式与其他部件连接。

2、图2说明