本发明涉及一种太阳能热水器排空阀系统及方法，属于能源与动力领域。
背景技术：
随着传统能源成本的不断上升及环境的持续恶化，太阳能技术在生活中得到了越来越多的应用，其中太阳能热水器作为一种洁净能源热水器，有着其他类型热水器无法比拟的诸多优点，不但节省常规能源，低污染，几乎无废弃物，同时运行费用低，使用寿命长。太阳能热水器在使用中同样存在一些问题，在建筑楼层较高而用户楼层较低的情况下，太阳能热水器上水管道长。一方面，当用户使用热水时需要放掉管道中的冷水，浪费水资源，而且需要等待一段时间才接到热水；另一方面，在低温环境，上水管道中残留的水容易结冰，使水管冻裂。解决这些问题将有利于太阳能热水器的推广使用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种节水、防冻的太阳能热水器排空阀系统及方法。
该太阳能热水器排空阀系统包括电磁阀，储水箱，热水龙头，热水阀门，风机，止回阀，四通，冷水阀门，水泵。
储水箱顶部安装有安全阀，储水箱一侧顶部连接有溢流管，另一侧底部通过电磁阀，由上水管道与四通第一接口相连；热水龙头通过热水阀门与四通第二接口相连；风机入口与大气相连，出口通过止回阀与四通第三接口相连；水泵入口与自来水管道相连，出口通过冷水阀门与四通第四接口相连。
其中四个阀门均是常闭阀门，电磁阀受冷水阀门，热水阀门和风机控制，冷水阀门和热水阀门开启控制电磁阀开启，关闭冷水阀门和热水阀门电磁阀不响应，风机开启控制电磁阀门延时关闭，关闭风机，电磁阀门不响应。
系统工作时，包括四种工作模式，上水、上水后排空、用水和用水后排空。
一、上水过程：初始状态冷水阀门关闭，热水阀门关闭，电磁阀门关闭，安全阀关闭。
给储水箱上水时，开启冷水阀门，进而控制电磁阀门开启，接着开启水泵，将水泵入储水箱中，储水箱内部压力过大时，气体通过安全阀排出。水泵开启一段时间后，储水箱内有足够多的水，将会有水进入溢流管，然后关闭冷水阀和水泵。电磁阀不做响应，保持开启状态，上水管内充满水。此时冷水阀门关闭，热水阀门关闭，电磁阀门开启，安全阀关闭。
二、上水后排空过程：
上水后冷水阀门关闭，热水阀门关闭，电磁阀门开启，安全阀关闭。
排空过程，开启风机，通过风机将水柱压入储水箱。风机开启的同时，控制电磁阀门延时关闭，此时上水管道内的水柱被排入储水箱，空气充满上水管道。此时冷水阀门关闭，热水阀门关闭，电磁阀门关闭，安全阀关闭。
三、用水过程：
用水前处于排空状态，冷水阀门关闭，热水阀门关闭，电磁阀门关闭，安全阀关闭。
用户用水时，开启热水阀门和冷水阀门，进而控制电磁阀门开启，储水箱内的热水在重力的作用下流入管道，与从冷水阀门进入的冷水掺混。掺混后的温水通过水龙头排出。热水阀门只控制电磁阀门的开启，不能控制其关闭，用户在用水状态可以多次开启和关闭热水阀门。此时冷水阀门开启，热水阀门可以处于开启也可以处于关闭状态，电磁阀门开启，安全阀关闭。
四、用水后排空过程
用水时冷水阀门开启，热水阀门可以处于开启也可以处于关闭状态，电磁阀开启，安全阀关闭。
不需要用水时关闭冷水阀门和热水阀门，开启风机，通过风机将水柱压入储水箱。风机开启的同时，控制电磁阀门延时关闭，上水管道内的水柱被排入储水箱，空气充满上水管道。排空后各阀门均处于关闭状态。
上述太阳能热水器排空阀系统通过在常规的太阳能热水器系统中增加风机部分和电磁阀，通过控制阀门和风机，可以将上水管道中的水柱排入储水箱，用空气充满上水管道，用户使用热水时，不必先放出冷水，而是排走空气，这既减少了等待时间又节约了水资源。同时上水管道内充满空气，这也能够有效避免在低温环境下由于水柱结冰导致的水管冻裂。该系统特别适合建筑楼层较高且用户楼层较低的场合。
附图说明
附图1是本发明提出的太阳能热水器排空阀系统示意图；
图中标号名称：1.电磁阀，2.储水箱，3.安全阀，4溢流管，5.水龙头，6.热水阀门，7.风机，8.止回阀，9.四通，10.冷水阀门，11.水泵。
具体实施方式
下面参照附图说明系统的工作过程。
系统工作时，包括四种工作模式，上水、上水后排空、用水和用水后排空。
一、上水过程：初始状态冷水阀门10关闭，热水阀门6关闭，电磁阀门1关闭，安全阀3关闭。
给储水箱2上水时，开启冷水阀门10，进而控制电磁阀门1开启，接着开启水泵11，将水泵入储水箱中，储水箱2内部压力过大时，气体通过安全阀3排出。水泵11开启一段时间后，储水箱2内有足够多的水，将会有水进入溢流管4，然后关闭冷水阀10和水泵11。此时电磁阀1不做响应，保持开启状态，上水管内充满水。此时冷水阀门10关闭，热水阀门6关闭，电磁阀门1开启，安全阀3关闭。
二、上水后排空过程：
上水后冷水阀门10关闭，热水阀门6关闭，电磁阀门1开启，安全阀3关闭。
排空过程，开启风机7，通过风机将水柱压入储水箱2。风机7开启的同时，控制电磁阀门1延时关闭，此时上水管道内的水柱被排入储水箱2，空气充满上水管道。此时冷水阀门10关闭，热水阀门6关闭，电磁阀门1关闭，安全阀3关闭。
三、用水过程：
用水前处于排空状态，冷水阀门10关闭，热水阀门6关闭，电磁阀门1关闭，安全阀3关闭。
用户用水时，开启热水阀门6和冷水阀门11，进而控制电磁阀门1开启，储水箱2内的热水在重力的作用下流入管道，与从冷水阀门10进入的冷水掺混。掺混后的温水通过水龙头5排出。热水阀门6只控制电磁阀门1的开启，不能控制其关闭，用户在用水状态可以多次开启和关闭热水阀门6。此时冷水阀门10开启，热水阀门6可以处于开启也可以处于关闭状态，电磁阀门1开启，安全阀3关闭。
四、用水后排空过程
用水时冷水阀门10开启，热水阀门6可以处于开启也可以处于关闭状态，电磁阀1开启，安全阀3关闭。
不需要用水时关闭冷水阀门10和热水阀门6，开启风机7，通过风机7将水柱压入储水箱2。风机7开启的同时，控制电磁阀门1延时关闭，上水管道内的水柱被排入储水箱2，空气充满上水管道。排空后各阀门均处于关闭状态。