專利名稱：太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和操作太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、一種操作太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的方法和用于在太陽(yáng)
能熱水系統(tǒng)中使用的閥。 本發(fā)明主要為了用于防止家用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中的太陽(yáng)能面板損壞而開(kāi)發(fā)并且 下文將參照該應(yīng)用進(jìn)行描述。然而，本發(fā)明不局限于該具體用途，并且還可應(yīng)用于通常使用 大量太陽(yáng)能面板的商業(yè)設(shè)施。
背景技術(shù)：
與太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)相關(guān)的問(wèn)題是，如果環(huán)境溫度下降到約6t:以下，則太陽(yáng)能面板
中的液體會(huì)膨脹并因此損壞面板。 為了防止該現(xiàn)象發(fā)生，一種已知裝置涉及使用在其內(nèi)部具有附加儲(chǔ)罐的加熱水儲(chǔ)
罐，該內(nèi)儲(chǔ)罐容納水、乙二醇或另一種液體防凍劑。內(nèi)儲(chǔ)罐與加熱水儲(chǔ)罐成熱交換關(guān)系。使 用泵來(lái)將液體驅(qū)動(dòng)到一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能面板中，液體在其中被加熱，并且然后回到內(nèi)儲(chǔ)罐
以加熱儲(chǔ)水罐中的水。如果環(huán)境溫度下降到約6t:，則太陽(yáng)能面板中的流體排放到內(nèi)儲(chǔ)罐
中。這稱為"回排"方法并且具有幾個(gè)缺點(diǎn)。首先，這是制造和安裝復(fù)雜而且昂貴的裝置， 尤其是需要在儲(chǔ)水罐內(nèi)的獨(dú)立內(nèi)罐。此外，當(dāng)使用非飲用水的液體或(比較昂貴的)食品 級(jí)防凍劑時(shí)，則內(nèi)罐必須具有雙壁結(jié)構(gòu)。這增加了復(fù)雜性和成本。其次，從流體到水的傳熱 經(jīng)由罐壁，這效率較低。第三，內(nèi)罐必須大于對(duì)于正常操作所需，以能夠儲(chǔ)存清空的太陽(yáng)能 面板的容積，這增加了儲(chǔ)水罐的尺寸，并因此增加了系統(tǒng)的整體尺寸。第四，所需的泵比較 昂貴，因?yàn)樗仨毮軌蚩朔侯^提升流體以重新充填太陽(yáng)能面板。 另一種已知裝置涉及將乙二醇或另一種液體防凍劑從一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能面板循
環(huán)到熱交換器的一側(cè)。熱交換器的另一側(cè)與從熱水儲(chǔ)罐循環(huán)的水相連。當(dāng)溫度下降到約
6t:以下時(shí)乙二醇防止面板損壞。雖然此裝置避免了回排方法所需的復(fù)雜的雙罐裝置，但它
也是不無(wú)缺點(diǎn)的。首先，其制造和安裝也比較復(fù)雜和昂貴。例如，整個(gè)系統(tǒng)必須被排出任何 空氣、加壓并且然后在操作前密封。其次，乙二醇與水循環(huán)之間經(jīng)熱交換器進(jìn)行的傳熱效率 較低。 第三種已知裝置，稱為再循環(huán)系統(tǒng)，使用串接的太陽(yáng)能面板和加熱水儲(chǔ)罐。在此裝
置中，當(dāng)溫度下降到約6t:時(shí)，泵被激活以經(jīng)面板從加熱水儲(chǔ)罐再循環(huán)加熱水，從而將面板
保持在將出現(xiàn)損壞的溫度以上。此裝置的一個(gè)缺點(diǎn)是當(dāng)使用該加熱水來(lái)使面板升溫時(shí)一部 分從太陽(yáng)傳遞到水的能量被損耗，這降低了能量效率。此裝置還可利用當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到約
6t:時(shí)打開(kāi)以從太陽(yáng)能面板回排水的溫度敏感型防凍閥。排放的水也使閥升溫，閥然后關(guān) 閉。此裝置的缺點(diǎn)首先是閥的額外成本和增加的安裝復(fù)雜性。其次，閥還傾向于堵塞和其 他故障，并具有在突然冰凍期間不可能防止損壞的緩慢反應(yīng)時(shí)間。第三，成功的操作依賴于 太陽(yáng)能面板和相關(guān)的管道系統(tǒng)中的未受阻的流動(dòng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是基本上克服或至少改進(jìn)上述缺點(diǎn)中的一者或多者。
相應(yīng)地，在第一方面，本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，包括
環(huán)境溫度傳感器；
控制器；
閥； 儲(chǔ)水罐，其具有進(jìn)口和出口 ；以及 至少第一太陽(yáng)能面板，其具有與儲(chǔ)水罐出口流體連通的進(jìn)口和與儲(chǔ)水罐進(jìn)口流體 連通的出口， 其中，當(dāng)溫度傳感器指示控制器環(huán)境溫度在預(yù)定水平以上時(shí)，控制器控制閥以將 流動(dòng)從儲(chǔ)水罐出口引導(dǎo)到太陽(yáng)能面板進(jìn)口并從太陽(yáng)能面板出口引導(dǎo)到儲(chǔ)水罐進(jìn)口 ，并且
當(dāng)溫度傳感器指示控制器環(huán)境溫度低于預(yù)定水平時(shí)，控制器控制閥以將流動(dòng)從太 陽(yáng)能面板進(jìn)口引導(dǎo)到閥并從而引導(dǎo)到大氣。 該系統(tǒng)優(yōu)選地包括適于在罐與太陽(yáng)能面板之間循環(huán)流體的泵，最優(yōu)選具有與儲(chǔ) 水罐出口流體連通的進(jìn)口和與閥流體連通的出口的泵。 該閥優(yōu)選地低于太陽(yáng)能面板進(jìn)口并且從太陽(yáng)能面板進(jìn)口到閥并因此到大氣的流 動(dòng)優(yōu)選地處于重力的影響之下。 該系統(tǒng)優(yōu)選地包括第二太陽(yáng)能面板，其具有與第一太陽(yáng)能面板出口流體連通的進(jìn) 口和與儲(chǔ)水罐進(jìn)口流體連通的出口 。 該閥優(yōu)選地包括第一端口、第二端口和第三端口并且能夠控制成將流動(dòng)從第一端 口分流到第二端口或?qū)⒘鲃?dòng)從第二端口分流到第三端口 。 當(dāng)溫度傳感器指示控制器環(huán)境溫度在預(yù)定水平以上時(shí)，控制器控制閥以將流動(dòng)從 閥第一端口引導(dǎo)到閥第二端口 ，從而引導(dǎo)水從儲(chǔ)水罐出口流動(dòng)到太陽(yáng)能面板進(jìn)口并從太陽(yáng) 能面板出口流動(dòng)到儲(chǔ)水罐進(jìn)口 ，并且 當(dāng)溫度傳感器指示控制器環(huán)境溫度低于預(yù)定水平時(shí)，控制器優(yōu)選地控制閥以將流 動(dòng)從閥第二端口引導(dǎo)到閥第三端口，從而引導(dǎo)水從太陽(yáng)能面板進(jìn)口排放到閥第三端口。
在第二方面，本發(fā)明提供一種操作太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的方法，
該系統(tǒng)包括 儲(chǔ)水罐，其具有出口和進(jìn)口 ；以及 至少第一太陽(yáng)能面板，其具有與儲(chǔ)水罐出口流體連通的進(jìn)口和
與儲(chǔ)水罐進(jìn)口流體連通的出口 ， 該方法包括監(jiān)控環(huán)境溫度，以及，當(dāng)環(huán)境溫度在預(yù)定水平以上時(shí)，將水從儲(chǔ)水罐出
口引導(dǎo)到太陽(yáng)能面板進(jìn)口并從太陽(yáng)能面板出口引導(dǎo)到儲(chǔ)水罐進(jìn)口，并且當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)
定水平時(shí)，從太陽(yáng)能面板進(jìn)口排水。 該系統(tǒng)優(yōu)選地還包括 環(huán)境溫度傳感器； 控制器；以及 閥，其包括第一端口 、第二端口和第三排放端口 ，該閥能夠控制成將流動(dòng)從第一端 口分流到第二端口或?qū)⒘鲃?dòng)從第二端口分流到第三端口，
并且該方法優(yōu)選地包括 當(dāng)溫度傳感器指示控制器環(huán)境溫度在預(yù)定水平以上時(shí)，控制器控制閥以將流動(dòng)從 閥第一端口引導(dǎo)到閥第二端口 ，從而將水從儲(chǔ)水罐出口驅(qū)動(dòng)到太陽(yáng)能面板進(jìn)口并從太陽(yáng)能 面板出口驅(qū)動(dòng)到儲(chǔ)水罐進(jìn)口 ，并且 當(dāng)溫度傳感器指示控制器環(huán)境溫度低于預(yù)定水平時(shí)，控制器控制閥以將流動(dòng)從閥
第二端口弓I導(dǎo)到閥第三端口 ，從而允許水從太陽(yáng)能面板進(jìn)口排放到閥第三端口 。 在第三方面，本發(fā)明提供一種閥，包括 閥本體，其具有第一端口、第二端口和第三端口 ； 閥構(gòu)件，其在本體內(nèi)，并且能夠控制成打開(kāi)第一端口與第二端口之間的第一流體 連通通路和第二端口與第三端口之間的第二流體連通通路， 其中第一流體連通通路在第二流體連通通路打開(kāi)之前關(guān)閉，并且反之亦然。
該閥構(gòu)件優(yōu)選地包括大致球形閥形成部。閥構(gòu)件優(yōu)選地在第一流體連通通路與第 二流體連通通路之間進(jìn)行樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，最優(yōu)選90?；?80°的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 在一種形式中，第一流體連通通路優(yōu)選地由閥構(gòu)件中的內(nèi)部通道限定，最優(yōu)選由
閥構(gòu)件中的軸向孔限定。第二流體連通通道優(yōu)選地由閥構(gòu)件上的外凹槽限定。 在另一種形式中，第一和第二流體連通通路優(yōu)選地由閥構(gòu)件中的內(nèi)通道限定，最
優(yōu)選由閥構(gòu)件中的直角形內(nèi)通道限定。
現(xiàn)在將參照附圖僅以舉例方式描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在附圖中 圖1是熱水系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的示意圖； 圖2是用于圖1所示的系統(tǒng)中的閥的一個(gè)實(shí)施方式的立體圖； 圖3是用于圖2所示的閥中的閥構(gòu)件的立體圖； 圖4是圖2所示的閥的端視圖，閥構(gòu)件處于兩個(gè)端位置之一中； 圖5是圖4所示的閥沿著線A-A的剖視圖； 圖6是圖2所示的閥的端視圖，閥構(gòu)件處于兩個(gè)端位置的另一者中； 圖7是圖6所示的閥沿著線D-B的剖視圖； 圖8是圖2所示的閥的端視圖，閥構(gòu)件處于圖4和圖6所示的兩個(gè)端位置之間的 中間位置； 圖9是圖8所示的閥沿著線C-C的橫截面?zhèn)纫晥D； 圖10是熱水系統(tǒng)的第二實(shí)施方式在水加熱期間的局部立體圖； 圖11是圖10所示的水加熱器在排放期間的局部立體圖；以及 圖12是熱水系統(tǒng)的第三實(shí)施方式的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了總體上以參考標(biāo)號(hào)IO表示的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的第一實(shí)施方式。系統(tǒng) 10包括太陽(yáng)能面板12、加熱水儲(chǔ)罐14、泵16、閥18和控制器20。 太陽(yáng)能面板12的內(nèi)部通過(guò)空氣管24連接到排氣閥22。太陽(yáng)能面板12還包括通 過(guò)水管26連接到罐14的第一進(jìn)口 14a的出口 12a。管26中包括單向閥28。罐14還包括通過(guò)水管27a連接到泵16的進(jìn)口 16a的出口 14b ;以及第二自來(lái)水供應(yīng)進(jìn)口 14c。泵16還 包括通過(guò)水管27b連接到閥18的第一端口 18a的出口 16b。閥18還具有第二端口 18b，第 二端口 18b通過(guò)水管30連接到太陽(yáng)能面板12的進(jìn)口 12b。閥18還具有第三(排放)端口 18c，第三(排放)端口 18c通過(guò)排水管32與大氣相連。閥18定位在太陽(yáng)能面板12的進(jìn) 口 12b下方。 控制器20通過(guò)電纜36連接到第一 (環(huán)境)溫度傳感器34?？刂破?0通過(guò)電纜 40連接到與閥18相關(guān)的電機(jī)38(或其他致動(dòng)器)?？刂破?0通過(guò)電纜43在罐出口 14b 連接到第二溫度傳感器41。控制器20還通過(guò)電纜45連接到泵16。 現(xiàn)在將參照?qǐng)D2至圖9更詳細(xì)地描述閥18。圖3示出了形成閥18的一部分的不 銹鋼內(nèi)閥構(gòu)件50。閥構(gòu)件50具有大致球形端部形成部52 ;以及具有接合形成部54a的圓 柱形驅(qū)動(dòng)軸54。接合形成部54a適于將閥構(gòu)件50連接到電機(jī)38使得閥構(gòu)件50可相對(duì)于 閥殼體56樞轉(zhuǎn)。 閥形成部52具有圓柱形內(nèi)通道58和外弓形凹槽60。通道58的縱向軸線與凹槽 60的縱向軸線成45。角。如圖5、圖7和圖9中最佳地示出，第一端口 18a、第二端口 18b 和第三端口 18c都采取圓柱形套管的形式，各套管與殼體56內(nèi)的大致圓形中間凹槽62連 通。 圖4和圖5示出了處于兩個(gè)端位置中的第一位置的閥構(gòu)件，其中通道58提供第一 端口 18a與第二端口 18b之間的第一流體連通通路。圖6和圖7示出了從圖4和圖5所示 的位置經(jīng)9(T樞轉(zhuǎn)到兩個(gè)端位置中的第二位置的閥構(gòu)件50。在第二位置中，凹槽60確立 第二端口 18b與第三端口 18c之間的第二流體連通通路。圖8和圖9示出了從分別在圖4 和圖5以及圖6和圖7中示出的各個(gè)端位置經(jīng)45度樞轉(zhuǎn)的閥構(gòu)件50，并且顯示了第一流 體連通通路在第二流體連通通路開(kāi)始開(kāi)啟之前完全關(guān)閉并且反之亦然。此關(guān)閉防止在第一 端口 18a或第二端口 18b處的自來(lái)水壓力在閥構(gòu)件50在分別在圖4和圖5以及圖6和圖 7中示出的第一和第二端位置之間移動(dòng)期間經(jīng)第三端口 18c泄漏。 現(xiàn)在將參照?qǐng)D1描述熱水系統(tǒng)10的操作。如果溫度傳感器34指示控制器20環(huán) 境溫度在約6°C以上，則控制器20致動(dòng)電機(jī)38以將閥構(gòu)件50定位在第一端位置，從而確立 第一端口 18a與第二端口 18b之間的第一流體連通通路。如果控制器還接收到指示可獲得 太陽(yáng)能的信號(hào)(即，在傳感器34處的溫度比在傳感器41處的溫度高出超過(guò)4到6°C )，則 控制器20還使泵16通電。這致使水從罐14的出口 14b循環(huán)到太陽(yáng)能面板12的進(jìn)口 12b。 太陽(yáng)能面板14中的水然后被太陽(yáng)光加熱。已加熱的水然后被泵送到太陽(yáng)能面板12的出口 12a到達(dá)罐14的第一進(jìn)口 14a。此循環(huán)由箭頭70指示。然后可從罐14抽吸已加熱的水進(jìn) 行使用。罐14中的水位由連接在第二進(jìn)口 14c處的自來(lái)水供應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充。
如果溫度傳感器34指示控制器20環(huán)境溫度在約6°C以上但不可獲得太陽(yáng)能(即， 在傳感器34處的溫度比在傳感器41處的溫度高出不足4到6°C )，則控制器20使泵16斷 電并且將閥構(gòu)件50定位(或留)在第一端位置(如圖4和圖5所示)，在第一端口 18a與 第二端口 18b之間確立第一流體連通通道。 不論是否可獲得太陽(yáng)能，如果溫度傳感器34指示控制器20環(huán)境溫度已下降到約 6°C以下，則控制器20控制電機(jī)38將閥構(gòu)件50驅(qū)動(dòng)到第二端位置(如圖6和圖7所示)， 以確立第二端口 18b與第三端口 18c之間的第二流體連通通路。如果還沒(méi)這么做，則控制器20還關(guān)閉泵16。由于閥18定位在太陽(yáng)能面板12的進(jìn)口 12b下方，所以太陽(yáng)能面板12中 的水在重力的影響下經(jīng)管30排放到第二端口 18b并且然后經(jīng)由管32從第三端口 18c排放 到大氣。排空過(guò)程僅耗費(fèi)3到4分鐘，在該段時(shí)間期間太陽(yáng)能面板進(jìn)口 12b用作出口。此 排空流動(dòng)由箭頭72指示。空的太陽(yáng)能面板12由于它未容納任何可膨脹的水而因此得以防 止被損壞。 如果傳感器34隨后指示控制器20環(huán)境溫度已升高到約6°C以上，則控制器使電機(jī) 38通電以將閥構(gòu)件50驅(qū)動(dòng)到第一端位置(如圖4和圖5所示)。如果還可獲得太陽(yáng)能，則 控制器還致動(dòng)泵16。這致使太陽(yáng)能面板12從罐14充水并且然后開(kāi)始以前述方式循環(huán)該 水。在此充填過(guò)程期間，(之前清空的)太陽(yáng)能面板12中的空氣經(jīng)由自動(dòng)排氣閥22逸出。
系統(tǒng)10具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，其利用減少了制造和安裝的復(fù)雜性和成本的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ) 水罐。其次，其適于加裝到現(xiàn)有(燃?xì)饣螂?熱水系統(tǒng)。第三，其在所有部件中都利用飲用 水并因此避免了 (比較昂貴和危險(xiǎn)的)乙二醇或其他防凍劑的使用。第四，該系統(tǒng)由于直 接利用太陽(yáng)能加熱水(即，避免了熱交換器等)而具有比較高的能效。
圖10和圖11部分示出了總體上以參考標(biāo)號(hào)10'表示的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的第二實(shí) 施方式。與圖1至圖9所示的第一實(shí)施方式中的特征相似的特征將用相似的參考標(biāo)號(hào)表示。 系統(tǒng)10'除閥18的內(nèi)閥構(gòu)件50的大致球形端部形成部52中具有單個(gè)直角形內(nèi)通道58外 與系統(tǒng)10相似。圖10示出了處于兩個(gè)端位置中的第一位置中的閥構(gòu)件50，其中通道58提 供第一端口 18a與第二端口 18b之間的第一流體連通通路。圖11示出了從圖10所示的位 置經(jīng)180°樞轉(zhuǎn)到兩個(gè)端位置中的第二位置的閥構(gòu)件50。在第二位置中，通道58確立第二 端口 18b與第三端口 18c之間的第二流體連通通路。 熱水系統(tǒng)10'的操作與第一實(shí)施方式的操作相似并且現(xiàn)在將對(duì)其進(jìn)行描述。參照 圖10，如果溫度傳感器34指示控制器20環(huán)境溫度在約6°C以上，則控制器20致動(dòng)電機(jī)38 以將閥構(gòu)件50定位在第一端位置，從而確立第一端口 18a與第二端口 18b之間的第一流體 連通通路。如果控制器還接收到指示可獲得太陽(yáng)能的信號(hào)(即，在傳感器34處的溫度比在 傳感器41處的溫度高出超過(guò)4到6°C )，則控制器20還使泵16通電。這致使水從罐14的 出口 14b循環(huán)到太陽(yáng)能面板12的進(jìn)口 12b。太陽(yáng)能面板14中的水然后被太陽(yáng)光加熱。已 加熱的水然后被泵送到太陽(yáng)能面板12的出口 12a而到達(dá)罐14的第一進(jìn)口 14a。此循環(huán)由 箭頭70指示。然后可從罐14抽吸已加熱的水進(jìn)行使用。罐14中的水位由連接在第二進(jìn) 口 14c處的自來(lái)水供應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充。 如果溫度傳感器34指示控制器20環(huán)境溫度在約6°C以上但不可獲得太陽(yáng)能(即， 在傳感器34處的溫度比在傳感器41處的溫度高出不足4到6°C )，則控制器20使泵16斷 電并且將閥構(gòu)件50定位(或留)在第一端位置(如圖IO所示)，在第一端口 18a與第二端 口 18b之間確立第一流體連通通道。 不論是否可獲得太陽(yáng)能，如果溫度傳感器34指示控制器20環(huán)境溫度已下降到約 6°C以下，則控制器20控制電機(jī)38將閥構(gòu)件50驅(qū)動(dòng)到第二端位置(如圖11所示)，以確立 第二端口 18b與第三端口 18c之間的第二流體連通通路。如果還沒(méi)這么做，則控制器20還 關(guān)閉泵16。由于閥18定位在太陽(yáng)能面板12的進(jìn)口 12b下方，所以太陽(yáng)能面板12中的水在 重力的影響下經(jīng)管30排放到第二端口 18b并且然后從第三端口 18c排放到大氣。排空過(guò) 程僅耗費(fèi)3到4分鐘，在該段時(shí)間期間太陽(yáng)能面板進(jìn)口 12b用作出口。此排空流動(dòng)由箭頭72指示?？盏奶?yáng)能面板12由于它未容納任何可膨脹的水而因此得以防止被損壞。
如果傳感器34隨后指示控制器20環(huán)境溫度已升高到約6°C以上，則控制器使電 機(jī)38通電以將閥構(gòu)件50驅(qū)動(dòng)到第一端位置(如圖10所示)。如果還可獲得太陽(yáng)能，則控 制器還致動(dòng)泵16。這致使太陽(yáng)能面板12從罐14充水并且然后開(kāi)始以前述方式循環(huán)該水。 在此充填過(guò)程期間，(之前清空的)太陽(yáng)能面板12中的空氣經(jīng)由自動(dòng)排氣閥22逸出。
圖12示出了總體上以參考標(biāo)號(hào)IO"表示的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的第三實(shí)施方式。與 圖1至圖9所示的第一實(shí)施方式的特征相似的特征將用相似的參考標(biāo)號(hào)表示。系統(tǒng)IO"除 控制器20分別通過(guò)線路43'和43"連接到罐14中的附加溫度傳感器41'和41"外與系統(tǒng) IO相似。系統(tǒng)10"的操作除以下條件外與參照系統(tǒng)10所述的操作相同如果傳感器41、 41'或41"指示控制器20罐14的溫度達(dá)到其最高安全溫度并且面板12仍然在加熱升溫， 則控制器20操作閥18以(經(jīng)由箭頭72指示的流動(dòng)通路)從面板12排水，從而防止罐14 的任何過(guò)熱。 盡管已參照優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，本 發(fā)明可以以許多其他形式實(shí)施。例如，自來(lái)水供應(yīng)可以替換性地被給送到罐出口 14b。此 外，該系統(tǒng)可使用一個(gè)以上的太陽(yáng)能面板操作。
權(quán)利要求
一種太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，包括環(huán)境溫度傳感器；控制器；閥；儲(chǔ)水罐，其具有進(jìn)口和出口；以及至少第一太陽(yáng)能面板，其具有與所述儲(chǔ)水罐的出口流體連通的進(jìn)口和與所述儲(chǔ)水罐的進(jìn)口流體連通的出口，其中，當(dāng)所述溫度傳感器指示所述控制器環(huán)境溫度在預(yù)定水平以上時(shí)，所述控制器控制所述閥以將流動(dòng)從所述儲(chǔ)水罐的出口引導(dǎo)到所述太陽(yáng)能面板的進(jìn)口并從所述太陽(yáng)能面板的出口引導(dǎo)到所述儲(chǔ)水罐的進(jìn)口，并且當(dāng)所述溫度傳感器指示所述控制器環(huán)境溫度低于預(yù)定水平時(shí)，所述控制器控制所述閥以將流動(dòng)從所述太陽(yáng)能面板的進(jìn)口引導(dǎo)到所述閥并從而引導(dǎo)到大氣。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括適于在所述罐與所述太陽(yáng)能面板之間循環(huán)流體的泵。
3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述泵具有與所述儲(chǔ)水罐的出口流體連通的進(jìn)口 和與所述閥流體連通的出口 。
4. 如權(quán)利要求1、2或3所述的系統(tǒng)，其中，所述閥低于所述太陽(yáng)能面板的進(jìn)口并且從所 述太陽(yáng)能面板的進(jìn)口到所述閥并從而到大氣的流動(dòng)處于重力的影響之下。
5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括第二太陽(yáng)能面板，所述 第二太陽(yáng)能面板具有與所述第一太陽(yáng)能面板的出口流體連通的進(jìn)口和與所述儲(chǔ)水罐的進(jìn) 口流體連通的出口。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述閥包括第一端口 、第二端口和第三 端口并且能夠控制成將流動(dòng)從所述第一端口分流到所述第二端口或?qū)⒘鲃?dòng)從所述第二端 口分流到所述第三端口。
7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述溫度傳感器指示所述控制器環(huán)境溫度在預(yù) 定水平以上時(shí)，所述控制器控制所述閥以將流動(dòng)從所述閥的第一端口引導(dǎo)到所述閥的第二 端口，從而引導(dǎo)水從所述儲(chǔ)水罐的出口流動(dòng)到所述太陽(yáng)能面板的進(jìn)口并從所述太陽(yáng)能面板 的出口流動(dòng)到所述儲(chǔ)水罐的進(jìn)口 ，并且當(dāng)所述溫度傳感器指示所述控制器環(huán)境溫度低于預(yù)定水平時(shí)，所述控制器優(yōu)選地控制 所述閥以將流動(dòng)從所述閥的第二端口引導(dǎo)到所述閥的第三端口，從而引導(dǎo)水從所述太陽(yáng)能 面板的進(jìn)口排放到所述閥的第三端口。
8. —種操作太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的方法，所述系統(tǒng)包括 儲(chǔ)水罐，其具有出口和進(jìn)口 ；以及至少第一太陽(yáng)能面板，其具有與所述儲(chǔ)水罐的出口流體連通的進(jìn)口和與所述儲(chǔ)水罐的 進(jìn)口流體連通的出口，所述方法包括監(jiān)控環(huán)境溫度，以及，當(dāng)環(huán)境溫度在預(yù)定水平以上時(shí)，將水從所述儲(chǔ)水罐 的出口引導(dǎo)到所述太陽(yáng)能面板的進(jìn)口并從所述太陽(yáng)能面板的出口引導(dǎo)到所述儲(chǔ)水罐的進(jìn) 口 ，并且當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)定水平時(shí)，從所述太陽(yáng)能面板的進(jìn)口排水。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述系統(tǒng)包括環(huán)境溫度傳感器； 控制器；以及閥，其包括第一端口 、第二端口和第三排放端口 ，所述閥能夠控制成將流動(dòng)從所述第一 端口分流到所述第二端口或?qū)⒘鲃?dòng)從所述第二端口分流到所述第三端口 ， 并且所述方法包括當(dāng)所述溫度傳感器指示所述控制器環(huán)境溫度在預(yù)定水平以上時(shí)，所述控制器控制所述 閥以將流動(dòng)從所述閥的第一端口引導(dǎo)到所述閥的第二端口，從而將水從所述儲(chǔ)水罐的出口 驅(qū)動(dòng)到所述太陽(yáng)能面板的進(jìn)口并從所述太陽(yáng)能面板的出口驅(qū)動(dòng)到所述儲(chǔ)水罐的進(jìn)口，并且當(dāng)所述溫度傳感器指示所述控制器環(huán)境溫度低于預(yù)定水平時(shí)，所述控制器控制所述閥 以將流動(dòng)從所述閥的第二端口引導(dǎo)到所述閥的第三端口 ，從而允許水從所述太陽(yáng)能面板的 進(jìn)口排放到所述閥的第三端口。
10. —種閥，包括閥本體，其具有第一端口、第二端口和第三端口 ；閥構(gòu)件，其在所述本體內(nèi)，并且能夠控制成打開(kāi)所述第一端口與所述第二端口之間的 第一流體連通通路和所述第二端口與所述第三端口之間的第二流體連通通路，其中所述第一流體連通通路在所述第二流體連通通路打開(kāi)之前關(guān)閉，并且反之亦然。
11. 如權(quán)利要求10所述的閥，其中，所述閥構(gòu)件包括大致球形閥形成部。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的閥，其中，所述閥構(gòu)件在所述第一流體連通通路與所述 第二流體連通通路之間進(jìn)行樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
13. 如權(quán)利要求12所述的閥，其中，所述閥構(gòu)件在所述第一流體連通通路與所述第二 流體連通通路之間進(jìn)行90?；?80°的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
14. 如權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的閥，其中，所述第一流體連通通路由所述閥構(gòu) 件中的內(nèi)通道限定。
15. 如權(quán)利要求14所述的閥，其中，所述內(nèi)通道為圓柱形孔。
16. 如權(quán)利要求14或15所述的閥，其中，所述第二流體連通通路由所述閥構(gòu)件上的外 凹槽限定。
17. 如權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的閥，其中，所述第一流體連通通路和所述第二 流體連通通路由所述閥構(gòu)件中的內(nèi)通道限定。
18. 如權(quán)利要求17所述的閥，其中，所述內(nèi)通道是直角形的。
全文摘要
一種太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)(10)，包括環(huán)境溫度傳感器(34)、控制器(20)、閥(18)、具有進(jìn)口和出口(14b)的儲(chǔ)水罐(14)以及具有與儲(chǔ)水罐出口(14b)流體連通的進(jìn)口(12a)和與儲(chǔ)水罐進(jìn)口(20)流體連通的出口(12b)的至少第一太陽(yáng)能面板(12)。當(dāng)溫度傳感器(34)指示控制器(20)環(huán)境溫度在預(yù)定水平以上時(shí)，控制器(20)控制閥(18)將流動(dòng)從儲(chǔ)水罐出口(14b)引導(dǎo)到太陽(yáng)能面板進(jìn)口(12a)并從太陽(yáng)能面板出口(12b)引導(dǎo)到儲(chǔ)水罐進(jìn)口(14a)。當(dāng)溫度傳感器(34)指示控制器(20)環(huán)境溫度低于預(yù)定水平時(shí)，控制器控制閥(18)將流動(dòng)從太陽(yáng)能面板進(jìn)口(12a)引導(dǎo)到閥(18)并從而引導(dǎo)到大氣。
文檔編號(hào)F16K11/076GK101743448SQ200880022264
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月3日
發(fā)明者帕特里克·普塞爾 申請(qǐng)人:達(dá)克斯制造有限公司