多功能太阳热水器是在真空集热管的基础上采用防垢清垢、防冻、自动取水等新技术，使热水器的热水循环性能改善，集热效率提高；高质量地快速取出热水，水温高而稳定；水箱不易结垢，或结垢后，垢物被热水带到蓄水箱中沉淀于箱底，并被定期排污而排走。
防结垢真空集热管
真空集热管真空腔内管的吸热膜有导电特性，将其与通过外层玻璃管封结的金属电极连接，并将电极通过导体连接直流电源的负极，直流电源的正极通过导体和水体连接，并确保负极与正极间的绝缘，负极接地，在直流电源电压足够高的情况下，组成一个由吸热导电薄膜，真空集热管玻璃内管和内外壁接触的水体的电容充电电路。此电路使得与玻璃管表层接触的水体感应出显酸性的正电荷氢离子，电压的高低决定氢离子的多寡，酸性的强弱，从而防止了钙垢在玻璃上的生成，实现了真空管的防止结垢。由于电容具有通交隔直的特性，在绝缘好的情况下，主要利用静电场，高压直流电源电流极小，电源功率很小，成本很低。
高效太阳玻璃真空复合集热管
防结垢高效太阳玻璃真空复合集热管包括玻璃真空集热管、热管、绝缘密封圈、垫圈、紧固元件等，其特征在于，热管由热管加热元件、热管吸热元件两部分组成，其中，热管加热元件金属表层涂镀一层高强度致密绝缘材料，热管加热元件上有一片以上的用于提高散热效果和安装时形成固定阻挡面的翅片；翅片以管为中心，沿管壁布置。以吸热管壁为起点，设置和玻璃管内圆面吻合的曲面翅片，以同向螺旋状布置，两吸热翅片弧面首尾之间有间隙，可通过压缩使螺旋弧面形成的圆直径变小，顺其延伸方向旋转可轻松将其插入真空管内。通过热管上的紧固元件紧固于太阳能热水器内胆上。热管上安装有充注变相材料的热媒充注导管。
前面所述的热管加热元件金属表层的高强度致密绝缘材料，可以是搪瓷、经过电泳处理形成的At2O3保护膜或高分子材料绝缘膜等。热管加热元件和吸热元件为同轴连接，可以通过焊接、铆接、粘接等多种方式连成一体，热管加热元件和吸热元件金属壳体可以是同一种金属材料，也可以是不同种金属材料。此材料是通过金属挤出工艺生产的型材。绝缘密封垫圈一般为橡胶件或塑料件，它有与热管加热元件翅片、圆管、连接导线引出端子的金属垫圈及水箱内胆上的齿孔相吻合的齿垫、圆环柱、齿垫圆环垫圈一起通过插入旋转变换方向，使其卡在预制的水箱内胆上的齿孔卡口内。
防冻冷水导流器
制造太阳真空集热管防冻裂冷水导流器的材料为非吸水闭泡弹性体，它无毒、耐温、抗老化、密封性好、强度高；在柔软的外套内充气或填充弹性材料制成的管状体，通过弹性支架同心地安装并固定在太阳真空集热管水腔内，具有导流水的作用。管状体出口接近太阳真空集热管底部，喇叭状半圆锥取水口固定于真空集热管管口的上侧。
它的运行原理是，当太阳热水器蓄水箱充水时，冷水沿太阳热水器水箱底部进入本装置，下沉到本装置出水口排出，被真空集热管的内壁加热上升。由于通水的流通面积较小，水的上升速度较快，水在加热过程中分解产生的碳酸钙垢被向上带出，到达真空集热管管口处，热水从真空集热管上部排出，上升到热水器蓄水箱上部，构成互不干扰的对流循环。当冬季结冰时，真空集热管首先从管口处结冰封死，管内的水温度逐步降低膨胀，本装置腔体内的气体温度降低，压力减小，同时，在水膨胀压力的作用下被压缩，体积变小，吸收了水在零度附近膨胀所产生的应力，实现了真空集热管防冻裂的目的。当真空集热管内结冰的水受热温度升高时，集热管内部的冰融化，水被加热，本装置回复原有形状，从根本上解决了真空集热管结冰冻裂的问题，使真空集热管可以在任何环境中使用。同时，真空集热管通过它减少了玻璃管的流通面积。
由于真空管下端压力大，非吸水闭泡弹性体受压体积收缩大，流通面积大，流速慢，但水与管壁的温差大，使得换热效果好。真空管上端压力小，非吸水闭泡弹性体受压体积收缩小，流通面积小，水与管壁的温差小，但流速快，同样使得换热效果好。同时，由于热水流通面积减少，流速增加，使真空集热管内的水垢颗粒被带到水箱中，这样便可防止真空集热管内积存水垢。
漂浮选择式补水、取水装置
漂浮选择式取水、补水装置安装在太阳热水器水箱中，补水管通过连接的紧固管件与漂浮选择式取水、补水装置连接，其中，补水管连接的紧固管件与在同一腔体的两组启闭相反的逆止阀门构成自动选择式三通阀；浮子、及下部的取水汇水腔、取水口、取水软管通过连接构成漂浮式取水器与自动选择式三通阀组成太阳热水器用漂浮选择式取水、补水装置。
太阳热水器补水时，自动选择式三通阀顶部的取水阀门在补水压力的作用下，克服了阀门的弹力或重力，堵塞取水口。同时，给水阀在水的压力作用下，克服阀门的弹力或重力，阀门打开将水排出，实现冷水在水箱底部的阻力补水，从而避免了冷水冲到热水器水层表面，出现冷、热水混水的现象。
太阳热水器取水时，漂浮式取水器汇集的热水在重力的作用下，克服了取水阀门的弹力，流向取水管，而补水阀门在其弹力及水流压力的作用下，将补水阀关闭，实现了冷、热水自动分别排放，从而克服了太阳热水器补水后热水漂浮于热水器上部，使用时放出的是冷水，有热水却使用不方便的问题。由于取水口在漂浮式取水器上部，因此，不存在取热水时有水垢流出的现象。本装置有两种安装方式:一种为溢流排气管与本装置分离，现有太阳热水器均可按此方式改造安装，使其升级换代；另一种方式是本装置与排气溢流管组合于一安装口的方式，新生产的热水器多用这种安装方式。
水抽子反馈水压阀自动补水器
太阳热水器自动补水器，包括水容器、浮子、导杆、阀门、水抽子、止回阀、进、排气溢流管及进、出水管，其中，浮子安装于水容器中，水容器上有进、出水管、溢水管，水容器与安装在取水管上的水抽子通过管道连接，管道上有止回阀，水容器出水口有与浮子底面相吻合的密封面对应，构成浮子阀太阳热水器自动补水器的开启的浮子控制阀将水补入太阳热水器水箱，水箱在注水过程中，水箱中的空气通过进、排气溢流管将气体排出，水箱注满水后，水通过进、排气溢流管流向水容器内，随着注水，水容器内的水位上升，将浮子漂起，通过导杆将浮子控制阀关闭。当水抽子有水流过时，水抽子产生吸力，水容器内的水通过管道进入水抽子，水位下降，浮子控制阀开启，当水容器中的水不能将浮子浮起时，浮子底面与水容器出水口对应面在浮子自身重量和水抽子吸力作用下关闭，使空气难以进入水抽子内，防止了空气的流入，避免了热水出口的喷气现象。在浮子控制阀上连接止回阀，防止供水管路停水时，水箱中的水倒流。三通阀控制太阳热水器补水和出水，实现单管进、出水功能。
浮子引控自动补取水器
由浮子引控补取水自动选择阀组、阀芯等组成，其中，弹缩取水管连接的吊环取水口通过转轴安装于具有水面下取水功能的浮子上，取水口上有牵引线导孔，补取水引控阀门通过连接浮子的牵引线引控。补取水自动选择阀组由两组启、闭相反的阀门构成，给取水浮子引控阀门由给取水阀门牵引线、定位吊耳紧固密封件、橡胶弹缩盖阀芯、定位托坠、定位托坠固定紧固件所组成的复合阀芯与由导流定位搁板、密封面的阀体、上给取水口、下给取水口构成阀门，此阀门有一道以上的密封结合面，阀门外壳有密封面挡圈。
将浮子引控橡胶弹缩盖阀芯自动补取水装置连接密封于太阳热水器蓄水箱底部，就可组成单管自动补取水太阳热水器。当向太阳热水器补水时，自来水通过下给取水口到达浮子引控给取水阀体中下部，通过下导流定位搁板汇流腔到达上导流定位搁板，通过上阀口进入给取水选择阀组阀腔内，此阀组由一对启闭相反的阀门组成自动选择式三通阀，此阀顶部的阀门在给水压力的作用下，阀门关闭，堵塞取水口。同时，给水阀在水的压力作用下打开，将水排出，实现冷水在水箱底部的导流给水。从而避免了冷水冲到水面表层，出现冷、热水混合的现象。随着水位上升，浮子渐渐浮起，牵引线在水面浮子的浮力作用下，连接的复合阀芯定位吊耳紧固件，将复合阀芯牵引。当复合阀芯上升到一定程度时，位于复合阀芯下部的橡胶弹缩盖阀芯的密封盖和上阀体下密封面接触吻合密封，给水压力作用于橡胶密封盖和定位托坠上，密封盖变形使复合阀芯继续上移，直至阀芯上密封面和上阀体上密封面吻合密封。这样由橡胶密封盖和下密封面及阀芯上密封面和阀体上密封面组成两道密封面，确保了其密封状态。当取水时，从漂浮式取水器汇集的热水在水压的作用下，浮子引控给取水阀门打开，同时，给取水选择阀组上安装的取水阀门被打开，而给水阀门被关闭，实现了冷热水自动分别给取。
当热水器给取水管停水时，无水压作用到橡胶密封盖和定位托坠上，在橡胶密封盖自身弹力和定位托坠的重力作用下下移，上密封面和橡胶弹缩盖阀芯对应密封面脱离吻合状态，水可进入阀腔内。此时，橡胶密封盖处于临界密封状态。当自来水停水，给水管底部止回阀或取水阀门不严时，在高水位自身压力下，将有水不断的渗出，同时空气自动补入，水（位）面下降，定位托坠失去了水的浮力作用，复合阀芯进一步下落，橡胶密封盖脱离吻合状态，水箱内的水通过打开的阀门补入进出水管，这样就防止了停水时复合阀芯的卡死现象。当水流出，水位下降到一定高度时，漂浮式取水器取水口发生偏转，由口朝上变为口朝下，并将沉积于贮水器底部的水垢排出。
浮子引控太阳能热水器自动给取水装置的目的在于提供一种可实现自动给水，满水后给取水阀门自动关闭，单管上、下水，给冷水后，冷、热水不易混合，使用时能得到水温基本稳定的热水，且不存在取热水时有水垢流出现象。不存在阀门密封不严跑水或因停水时止回阀或取水阀门不严，造成给取水管道进空气，使给取水阀门卡死的现象。在提高太阳热水器的实用性及热效率方面，提供了较完善的解决措施。
摘自：阳光能源（28）
