一种基于多级发热效果的自循环水冷式太阳能的制作方法

1.本发明涉及太阳能热水器技术领域，具体为一种基于多级发热效果的自循环水冷式太阳能。


背景技术：

2.太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的加热装置，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用，太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，主要以真空管式太阳能热水器为主，占据国内95％的市场份额。
3.太阳能由于会将水加热至沸腾后长时间保温能保存，有着很好的杀菌效果，但是在输出水时，由于温度较高，常于冷水进行混合喷出，导致水温下降，而且引入新的细菌，导致太阳能热水器的水喷出后不再安全无法引用。因此，设计可以不与冷水混合喷出温度较低的冷却后的高温水的一种基于多级发热效果的自循环水冷式太阳能是很有必要的。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于多级发热效果的自循环水冷式太阳能，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于多级发热效果的自循环水冷式太阳能，包括储水箱，所述储水箱包括外壳，所述外壳内设置有若干储水槽，所述储水槽下侧均设置有感温槽，所述感温槽内填充有膨胀气体，所述储水槽一侧设置有分隔装置，所述分隔装置一侧设置有出水装置。
6.根据上述技术方案，所述分隔装置包括若干活塞槽，所述活塞槽一端分别通过正向单向阀和反向压力阀与感温槽内部管道连接，所述活塞槽另一端设置有分隔活塞，所述分隔活塞一侧设置有感温管、分隔管一和分隔管二，所述感温管、分隔管一和分隔管二均与活塞槽总体高度一致，所述感温管和分隔活塞内均填充有油，所述分隔管一内填充有汞，且底部设置有滑动密封块，所述感温管底部与分隔管一底部管道连接，所述分隔管一顶部和分隔管二底部管道连接，所述分隔管一底部通过正向单向阀与分隔管二底部管道连接，且管道口设置有浮球，所述浮球密度大于油，且小于汞；
7.所述储水槽之间远离感温槽一端均管道连接有分隔阀，所述分隔阀包括分隔阀体，所述分隔阀体较小，且底面与下侧的储水槽底部齐平，所述分隔阀体内设置有分隔球，所述分隔球为中空结构，与分隔阀体等高的所述分隔管一内壁与分隔球内部管道连接，所述分隔阀体下端的管道口与下侧的储水槽底部靠近感温槽一端管道连接，所述分隔阀体上下两端的管道口之间设置有弹性密封膜，所述弹性密封膜内壁一侧通过反向单向阀与上侧的储水槽底部管道连接。
8.根据上述技术方案，所述分隔阀体上下两端的管道口边缘均设置有弧面，所述弹性密封膜外壁中间固定安装有浮块，所述浮块为中空结构，与分隔阀体等高的所述分隔管二内壁与浮块内部管道连接，所述分隔阀体内部通过正向单向阀和单向安全阀与下侧的储
水槽内部管道连接。
9.根据上述技术方案，所述出水装置包括若干导向弹性囊和导向阀组，所述导向弹性囊分别设置于与分隔阀体等高的分隔管二内壁，所述导向弹性囊内部填充有液压油，且管道连接有导向活塞；
10.所述导向阀组包括导向阀一和导向阀二，所述导向阀一和导向阀二均包括导向管道，所述导向管道内设置有转板和转板槽，所述转板槽位于导向管道底部，所述转板下端与转板槽为配合结构，所述转板上端的旋转轴固定安装于导向管道上侧靠近进口的一端，位于转板上侧的导向管道内部固定安装有阻流弹性球，所述阻流弹性球内填充有液压油，导向阀一的所述导向管道出口管道连接有外部的太阳能吸水装置进口和调温组件，导向阀一的所述导向管道进口管道连接至分隔阀体顶端的管道口，导向阀一的所述阻流弹性球内部与导向活塞内部的伸长方向一端管道连接。
11.根据上述技术方案，导向阀二的所述导向管道进口管道连接至太阳能吸水装置出口和调温组件，导向阀二的所述导向管道出口管道连接至分隔阀体下端的管道口，导向阀二的所述阻流弹性球内部与导向活塞内部的收缩方向一端管道连接。
12.根据上述技术方案，所述调温组件包括固定杆，所述固定杆外套设旋转套，所述旋转套有易导热材料制成，且内壁设置有螺纹，所述旋转套内部两端分别与底端的储水槽底部和外部的用水装置管道连接，所述旋转套套设有若干扇叶套，所述扇叶套由隔热材料制成，所述扇叶套内壁和旋转套外壁分别设置有若干滚球和滚球槽，所述滚球槽之间设置有若干弹性块，所述滚球均卡在弹性块之间，所述弹性块内部填充有膨胀气体，所述旋转套焊接有若干固定叶片，所述固定叶片外套设有旋转管，所述旋转套和旋转管固定连接，且一端连接有电机，所述固定叶片的电机旋转一侧设置有滑动叶片，所述滑动叶片与固定叶片另一侧为配合结构，且设置有磁性较弱的磁石，所述滑动叶片表面与导向阀二的导向管道进口管道连接，所述旋转管外表面设置有螺纹，且两端分别管道连接至旋转管内部和导向阀一的导向管道出口管道连接。
13.根据上述技术方案，位于末端的所述固定叶片和滑动叶片均与外壳固定连接，所述出水装置还包括偏移组件，所述偏移组件包括若干偏移块，所述偏移块设置于分隔管一和分隔管二之间的下侧，所述偏移块底部焊接有偏移活塞，所述偏移活塞的伸长方向朝向分隔管一，所述分隔管一内部管道连接有膨胀气体箱，所述膨胀气体箱内部分布有加热管道，所述加热管道内部填充有导热油，且进口和出口均与位于末端的弹性块内部管道连接。
14.根据上述技术方案，位于末端的所述滑动叶片表面管道连接有暂存箱，所述暂存箱内底部与太阳能吸水装置进口和出口管道连接，且管道口均设置有暂存箱浮球，所述暂存箱浮球下侧设置有管道塞。
15.根据上述技术方案，所述储水槽内均设置有温度传感器，所述分隔球内设置有小金属块，所述分隔阀体底部设置有电磁铁，所述温度传感器和电磁铁电连接。
16.根据上述技术方案，所述温度传感器还电连接有水量显示面板。
17.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明中，储水箱为太阳能的储水装置，通过储水槽将水分为多份，感温槽可以感知各个储水槽内水温，带动出水装置对水进行多级分次加热，分隔装置则根据水温将高温和低温的水进行分隔，方便分别处理，在使用水时，出水装置则可以根据使用要求，用较冷的水对输出的水进行水冷，解决太阳能的水不
能直接饮用的问题，同时利用多余的热量加热后续的水，形成热量自循环的水冷。
附图说明
18.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
19.图1是本发明的整体结构示意图；
20.图2是本发明的图1中a处放大示意图；
21.图3是本发明的导向阀组结构示意图；
22.图4是本发明的旋转结构示意图；
23.图5是本发明的旋转套结构示意图；
24.图中：1、储水箱；11、储水槽；12、感温槽；2、分隔装置；21、活塞槽；22、分隔活塞；23、感温管；24、分隔管一；25、分隔管二；26、浮球；27、分隔阀；271、分隔阀体；272、分隔球；273、弹性密封膜；274、弧面；275、浮块；3、出水装置；31、导向弹性囊；32、导向阀组；32
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1、导向阀一；32
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2、导向阀二；321、导向管道；322、转板；323、转板槽；324、阻流弹性球；33、导向活塞；34、调温组件；341、固定杆；342、旋转套；343、扇叶套；344、滚球；345、滚球槽；346、弹性块；347、固定叶片；348、旋转管；349、滑动叶片；35、偏移组件；351、偏移块；352、偏移活塞。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1
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5，本发明提供技术方案：一种基于多级发热效果的自循环水冷式太阳能，包括储水箱1，储水箱1包括外壳，外壳内设置有若干储水槽11，储水槽11下侧均设置有感温槽12，感温槽12内填充有膨胀气体，储水槽11一侧设置有分隔装置2，分隔装置2一侧设置有出水装置3，储水箱1为太阳能的储水装置，通过储水槽11将水分为多份，感温槽12可以感知各个储水槽11内水温，带动出水装置3对水进行多级分次加热，分隔装置2则根据水温将高温和低温的水进行分隔，方便分别处理，在使用水时，出水装置3则可以根据使用要求，用较冷的水对输出的水进行水冷，解决太阳能的水不能直接饮用的问题，同时利用多余的热量加热后续的水，形成热量自循环的水冷；
27.分隔装置2包括若干活塞槽21，活塞槽21一端分别通过正向单向阀和反向压力阀与感温槽12内部管道连接，活塞槽21另一端设置有分隔活塞22，分隔活塞22一侧设置有感温管23、分隔管一24和分隔管二25，感温管23、分隔管一24和分隔管二25均与活塞槽21总体高度一致，感温管23和分隔活塞22内均填充有油，分隔管一24内填充有汞，且底部设置有滑动密封块，感温管23底部与分隔管一24底部管道连接，分隔管一24顶部和分隔管二25底部管道连接，分隔管一24底部通过正向单向阀与分隔管二25底部管道连接，且管道口设置有浮球26，浮球26密度大于油，且小于汞；
28.储水槽11之间远离感温槽12一端均管道连接有分隔阀27，分隔阀27包括分隔阀体
271，分隔阀体271较小，且底面与下侧的储水槽11底部齐平，分隔阀体271内设置有分隔球272，分隔球272为中空结构，与分隔阀体271等高的分隔管一24内壁与分隔球272内部管道连接，分隔阀体271下端的管道口与下侧的储水槽11底部靠近感温槽12一端管道连接，分隔阀体271上下两端的管道口之间设置有弹性密封膜273，弹性密封膜273内壁一侧通过反向单向阀与上侧的储水槽11底部管道连接，本发明为从下往上的分端式加热，随着水温的上升，温度会传递至感温槽12内，使感温槽12内膨胀气体膨胀，内压增大，当水温加热到足够高时，感温槽12内压力通过安全阀传递到活塞槽21内，推动分隔活塞22，使分隔活塞22将内部的油推到感温管23内，感温管23内油量增加，多余的油传递到分隔管一24内，滑动密封块保持油汞分离，油通过滑动密封块将汞往上顶出，流到分隔管二25内，使在出现高温水，分隔活塞22进行调节后，分隔管一24内油和分隔管二25内汞的高度正好为感温槽12内高温水的高度低一段，此时在高温水区域的分隔阀27内，分隔球272与分隔管一24内的油层管道连接，分隔球272内通入油上浮，打开下侧的管道，使高温水区域的储水槽11相互导通，便于保温的同时保证热水可以连续供出不中断，而在低温水区域的分隔阀27内，分隔球272与分隔管一24内的汞层管道连接，分隔球272内通入汞下沉，堵住下侧的管道，使低温水区域的储水槽11相互隔离，方便分层进行加热，提高高温水的产出速度，方便用户可以快速用上热水，浮球26用于在分隔球272内液体切换时，将混入油层中的汞传到分隔管二25内，达到了自动导通高温水和分隔低温水的效果，保证热水的保温性，并让高温水可以连续排出，避免分段储存导致供水会突然中断，同时让低温水分段储存，方便进行分级加热，及时产生热水，解决太阳能热水产出慢的问题；
29.分隔阀体271上下两端的管道口边缘均设置有弧面274，弹性密封膜273外壁中间固定安装有浮块275，浮块275为中空结构，与分隔阀体271等高的分隔管二25内壁与浮块275内部管道连接，分隔阀体271内部通过正向单向阀和单向安全阀与下侧的储水槽11内部管道连接，正向单向阀和单向安全阀可以确保迅速检测出感温槽12水的流失和确保感温槽12补满水，在正常工作时，在低温水区域的分隔阀27内，浮块275与分隔管二25内空气段管道连接，浮块275中空上浮，在高温水区域的分隔阀27内，浮块275与分隔管二25内汞层管道连接，浮块275内流入汞下沉，使浮块275保持和分隔球272保持相反的工作状态，拉扯分隔球272一侧的弹性密封膜273，使该侧的弹性密封膜273收紧，对分隔球272进行限位，避免分隔球272从弧面274滚利管道刻，辅助分段的进行，而随着用户使用水，高温水区域出现空的储水槽11后，分隔阀体271内部的水也会流失，浮块275失去浮力下落，放松下侧的弹性密封膜273，使下侧的弹性密封膜273失去对分隔球272的限位作用，分隔球272通过弧面274从下侧的管道口滚落，打开下侧管道口，使上层的低温液体流到下层，由于分隔阀体271下端的管道口与下侧的储水槽11底部靠近感温槽12一端管道连接，低温水会迅速降低感温槽12内的温度，让分隔活塞22缩回，改变汞和油的分配，将该层与下层分离，在上层储水槽11空了之后，再重复上述步骤，继续将空储水槽11向上转移，达到了辅助分隔阀27进行分层，同时在保持低温水各层分离的情况下，逐层转移空储水槽11的效果，方便最下层的低温水被加热到足够的温度后可以及时补充高温水，让高温水可以无中断快速流出，并且避免高温水及各层的低温水再转移时相互混合，导致高温水和加热中的水混入冷水，解决用户补水后短时间内无热水可用和不能直接饮用太阳能中的水的问题；
30.出水装置3包括若干导向弹性囊31和导向阀组32，导向弹性囊31分别设置于与分
隔阀体271等高的分隔管二25内壁，导向弹性囊31内部填充有液压油，且管道连接有导向活塞33；
31.导向阀组32包括导向阀一32
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1和导向阀二32
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2，导向阀一32
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1和导向阀二32
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2均包括导向管道321，导向管道321内设置有转板322和转板槽323，转板槽323位于导向管道321底部，转板322下端与转板槽323为配合结构，转板322上端的旋转轴固定安装于导向管道321上侧靠近进口的一端，位于转板322上侧的导向管道321内部固定安装有阻流弹性球324，阻流弹性球324内填充有液压油，导向阀一32
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1的导向管道321出口管道连接有外部的太阳能吸水装置进口和调温组件34，导向阀一32
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1的导向管道321进口管道连接至分隔阀体271顶端的管道口，导向阀一32
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1的阻流弹性球324内部与导向活塞33内部的伸长方向一端管道连接，通过转板槽323将转板322卡住，使导向阀组32仅能单向导通，而在导通时，液体需要带动转板322挤压阻流弹性球324才能通过，达到安全阀的效果，通过导向弹性囊31，可以利用分隔管一24内的液压，将导向弹性囊31内液压油挤出，推动导向活塞33，由于分隔管一24内高度越低，液压越高，导向活塞33的偏移距离越多，对于导向阀一32
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1，导向活塞33抽出其阻流弹性球324内的液压油也越多，使导向阀一32
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1的启动压力与分隔阀27所处高度成正比，使太阳能吸水装置和调温组件34优先从下层的储水槽11内进行吸水，而位于最下层的高温水区域的分隔阀27内，上端的管道口由于分隔球272的上浮和弹性密封膜273的限位而被堵住，使太阳能吸水装置和调温组件34只能从低温水区域最下层的储水槽11进行吸水，达到了自动导向，优先对最下层的冷水进行加热和利用其进行水冷的效果，保证分级加热的进行，可以快速产生热水并直接补充高温水，而在水冷的时候则将利用加热中的水吸走水冷时高温水多余的热量，提升加热水的速度，进一步提升高温水补充的速度；
32.导向阀二32
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2的导向管道321进口管道连接至太阳能吸水装置出口和调温组件34，导向阀二32
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2的导向管道321出口管道连接至分隔阀体271下端的管道口，导向阀二32
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2的阻流弹性球324内部与导向活塞33内部的收缩方向一端管道连接，对于导向阀二32
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2，导向活塞33的偏移距离越多，阻流弹性球324内被挤入的液压油也越多，导向阀二32
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2的移动压力也越高，因此导向阀二32
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2的启动压力与所处高度成反比，太阳能吸水装置和调温组件34优先对上层的感温槽12进行补水，但对于低温水区域的上层的分隔阀27内，流往上层的管道口被单向阀堵住，下层则因为已经填满无法补充水，只能流到最下层因加热和水冷，水量流失的储水槽11内，由于导向阀一32
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1和导向阀二32
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2均和该高度下分隔管一24内液压有关，对于导向阀一32
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1，高温水较少时，由于分隔管一24内大部分为密度较高的汞，液压很大，使导向阀一32
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1的启动压力很小，减小太阳能吸水装置和调温组件34的吸水难度，确保高温水的快速补充，高温水较多时，由于分隔管一24内大部分为密度较小的油，液压整体减小，使导向阀一32
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1整体的启动压力提高，但相互之间启动的压力差，使减小导向阀一32
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1可以抵消更多太阳能吸水装置和调温组件34的吸水时的吸力，避免吸力过大损坏分隔球272，达到了为加热水和冷却水回流自动导向的同时，高温水少时的高温水补充速度，和高温水多时分隔阀27自身的安全；
33.调温组件34包括固定杆341，固定杆341外套设旋转套342，旋转套342有易导热材料制成，且内壁设置有螺纹，旋转套342内部两端分别与底端的储水槽11底部和外部的用水装置管道连接，旋转套342套设有若干扇叶套343，扇叶套343由隔热材料制成，扇叶套343内壁和旋转套342外壁分别设置有若干滚球344和滚球槽345，滚球槽345之间设置有若干弹性
块346，滚球344均卡在弹性块346之间，弹性块346内部填充有膨胀气体，旋转套342焊接有若干固定叶片347，固定叶片347外套设有旋转管348，旋转套342和旋转管348固定连接，且一端连接有电机，固定叶片347的电机旋转一侧设置有滑动叶片349，滑动叶片349与固定叶片347另一侧为配合结构，且设置有磁性较弱的磁石，滑动叶片349表面与导向阀二32
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2的导向管道321进口管道连接，旋转管348外表面设置有螺纹，且两端分别管道连接至旋转管348内部和导向阀一32
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1的导向管道321出口管道连接，在用户用水时，电机带动旋转套342和旋转管348进行旋转，由于螺纹，固定杆341和旋转套342形成螺纹泵进行高温水输出，而旋转管348和外壳形成的螺纹泵则将加热中的低温水传输到旋转管348内，在旋转套342水温过高时，膨胀气体膨胀顶住弹性块346，让弹性块346可以卡住滚球344，使旋转套342带动固定叶片347进行旋转，由于滑动叶片349的惯性，和磁石之间吸力较弱，滑动叶片349与一侧固定叶片347脱离打开后续管道，并进行搅拌，让低温水快吸收高温水的热量，而在达到合适温度后，膨胀气体膨胀不足，弹性块346强度不够，很容易被滚球344压扁，旋转套342无法固定叶片347进行旋转，通过磁石，滑动叶片349与一侧固定叶片347贴合，堵住后续管道，阻止低温水继续降温，直接流回对应的储水槽11，达到了自动调温的效果，利用低温水吸收高温水的热量，并自动调节到合适的温度，替代了以往高温水和低温水混合的方式，一方面热循环加速了低温水的加热速度，提高了高温水的补充速度，另一方面，避免高温水和低温水混合后，温度的下降使低温水中的细菌不会被杀死，解决了太阳能中的水在输出时，原本安全的高温水被低温水中细菌污染，不能饮用的问题；
34.位于末端的固定叶片347和滑动叶片349均与外壳固定连接，出水装置3还包括偏移组件35，偏移组件35包括若干偏移块351，偏移块351设置于分隔管一24和分隔管二25之间的下侧，偏移块351底部焊接有偏移活塞352，偏移活塞352的伸长方向朝向分隔管一24，分隔管一24内部管道连接有膨胀气体箱，膨胀气体箱内部分布有加热管道，加热管道内部填充有导热油，且进口和出口均与位于末端的弹性块346内部管道连接，由于末端的固定叶片347和滑动叶片349均与外壳固定，末端的弹性块346会被滚球344反复挤压，通过弹性块346压缩时的正压和弹起时的负压，可以形成加热管道内导热油的流动，不断将冷却后的水温能传递至膨胀气体箱，若水温合适，则膨胀气体箱内压力变化不大无影响，而当水温过高时，说明该层低温水温度过高，不能继续水冷，且会该层的低温水加热效率也会下降，此时膨胀气体箱内压力大，让偏移活塞352带动偏移块351往分隔管一24内部偏移，挤压分隔管一24内的油层，使油层液面升高，而分隔管二24内则由于偏移块351块的移动多出一块空间，抵消分隔管一24内被挤出的汞的量，使仅有分隔管一24内油层上升，直至上升到低温水区域底部两层储水槽11之间的分隔阀27的高度，使其内部的分隔球272内部强制通入油上浮，使上层的低温水流到下方以供保证冷却水效率，达到了当底层低温水温度过高时，自动切换为第二层的低温水进行冷却的效果，保证水温调节的正常进行，避免底层冷却水水温过高，导致水温冷却不充分，烫伤用户，同时切换低温水可以增加冷却水循环的热量利用效率，提升低温水加热效率；
35.位于末端的滑动叶片349表面管道连接有暂存箱，暂存箱内底部与太阳能吸水装置进口和出口管道连接，且管道口均设置有暂存箱浮球，暂存箱浮球下侧设置有管道塞，对于用户用水时温度过高的低温水，会被输送到暂存箱内，利用水的浮力打开暂存箱浮球堵住的管道口，由于该管道口没有启动压力，太阳能吸水装置会变为从暂存箱内进行吸水加
热，避免该较高温度的低温水和后续切换后较低温度的低温水混合，导致高温水传出速度下降，和热循环速率下降，达到冷却水切换时，将较高温度的水和较低温度的水分离的效果，并由太阳能吸水装置和本身的加热装置对较高的水进行继续加热，保证高温水产出速度，低温的水继续冷却，保证热循环速率，提升后续高温水的产出速度；
36.储水槽11内均设置有温度传感器，分隔球272内设置有小金属块，分隔阀体271底部设置有电磁铁，温度传感器和电磁铁电连接，在较高的温度时，温度传感器会启动电磁铁让分隔球272保持在下端，直到水温能达到高温，确保切换冷却水时，分隔球272浮起，冷却水和高温水混合，导致高温水温度下降且变得不安全；
37.温度传感器还电连接有水量显示面板，通过温度记录储水箱1内含有多少高温水，方便用户观察。
38.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
39.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。