[其他]一種整體抗凍太陽能熱水器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000007910
• 申請日: 1985-10-31
• 公開（公告）號: CN85107910B
• 公開（公告）日: 1988-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江希年;巢以明;陶楨;王敬瓏
• 申請（專利權(quán)）人: 北京市太陽能研究所
• 代理公司: 北京科技專利事務(wù)所
• 代理人: 韓建功

一種整體式抗凍熱水器，由一個以上具有小循環(huán)回路的集熱條組成。集熱條為帶有肋片的集熱管和下循環(huán)光管底部聯(lián)通一體，管子端部直接插入保溫水箱結(jié)構(gòu)，這樣管內(nèi)的水在凍結(jié)時，由于受保溫水箱熱源的影響，由下而上有序凍結(jié)，將結(jié)冰膨脹排開的水排入水箱，便管子不產(chǎn)生膨脹力，確保集熱器不被凍壞，達到了抗凍的目的，而且凍結(jié)后易于解凍并重新形成循環(huán)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低，壽命長。可廣泛應(yīng)用于冬季有凍結(jié)問題的太陽能熱水系統(tǒng)中。

本發(fā)明涉及一種太陽能熱水器，特別是一種抗凍太陽能熱水器。

迄今用于冬季的太陽能熱水器所面臨的關(guān)鍵問題是集熱板中的水在無陽光且環(huán)境溫度在0℃以下的情況下結(jié)冰膨脹，將集熱板脹壞。為克服上述問題，目前普遍采用的方法有三種：1.防凍液雙回路法;即在集熱板中放有0℃以下不凍結(jié)的防凍液，防凍液在集熱板中受熱后，通過換熱器將水箱內(nèi)的水加熱。這種方法成本高且集熱效率低;2.排空法：即當(dāng)集熱板中的水達到0℃時將水排空，從而避免集熱板凍結(jié)問題。這種方法需要許多電控部件，成本高且不可靠;3.彈性法：集熱板用彈性材料制成，從而避免凍壞集熱板問題，這種方法集熱器成本高，壽命短，無法推廣使用。

本發(fā)明的抗凍熱水器利用一種新的防凍原理-有序凍結(jié)原理來實現(xiàn)抗凍。這種熱水器是由一個以上具有小循環(huán)回路的集熱單元組成，每個集熱單元由靠近玻璃蓋板的外循環(huán)管和靠近保溫底板的內(nèi)循環(huán)管組成，兩管底端相通，上端分別插入保溫水箱，并且兩管插入水箱部分有一高差。這樣每個集熱單元組成了一個小循環(huán)回路，當(dāng)無陽光照射且環(huán)境溫度低于0℃時，每個集熱單元的兩根循環(huán)管內(nèi)的水開始凍結(jié)，由于兩管底部相聯(lián)，且底部遠離作為熱源的水箱，底部溫度最低，由底部到水箱形成一溫度梯度，因此底部的水最先凍結(jié)，然后逐漸向上凍結(jié)。水結(jié)冰時膨脹所排開的水排入水箱，從而保證了管子不受膨脹力而被凍壞。

日本稱開昭57-26348中公開的太陽能集熱器具有上述集熱單元，雖然該發(fā)明未提到抗凍性能。但由于它具有上述結(jié)構(gòu)特點，所以它客觀上也可實現(xiàn)有序凍結(jié)從而達到抗凍目的。但是這種集熱器的缺點是，當(dāng)集熱器內(nèi)的水凍結(jié)后，當(dāng)有日照時，其外循環(huán)管易解凍，而內(nèi)循環(huán)管由于光照差不易解凍，因此經(jīng)過很長時間也難以形成循環(huán)。

本發(fā)明的目的是提供一種利用有序凍結(jié)原理實現(xiàn)抗凍的太陽能熱水器，它在凍結(jié)后易于解凍并重新形成循環(huán)。

本發(fā)明的目的是這樣來實現(xiàn)的：在上面描述的集熱單元中，在內(nèi)循環(huán)管上裝有肋片，該循環(huán)管作為集熱管，外循環(huán)管為循環(huán)光管，集熱管插入水箱的深度要大于循環(huán)光管插入水箱的深度。

本發(fā)明的太陽能熱水器不僅能抗凍而且易于解凍，并實現(xiàn)再循環(huán)，該熱水器結(jié)構(gòu)簡單成本低廉。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施進行詳細(xì)描述。

圖1是抗凍太陽能熱水器側(cè)剖視圖;

圖2是抗凍太陽能熱水器正視圖。

圖1中，太陽能熱水器的集熱板由一個以上具有小循環(huán)回路的集熱條6并聯(lián)組成，每一個集熱條6為獨立的運行單元，集熱條6由下循環(huán)光管1和帶肋片的集熱管2組成，兩管底部相通，例如可通過變徑的，帶有排污孔的聯(lián)接頭焊接為一體，組成一個小循環(huán)回路，集熱管2和循環(huán)光管1的另外一端直接插入保溫水箱5，插入深度集熱管2要比循環(huán)光管高，高差最好在50mm以上，以利于水的自然循環(huán)。光管和集熱管下端固定在保溫底板4上，上端由保溫水箱5固定。集熱板外表面蓋有玻璃蓋板3。當(dāng)有光照時，帶肋片的集熱管2中的水溫高于循環(huán)光管1內(nèi)的水溫，兩管之間水產(chǎn)生密度差形成循環(huán)，將水箱內(nèi)的水加熱，當(dāng)無陽光照射且環(huán)境溫度低于0℃時，管1，2中的水開始凍結(jié)，由于兩管底部相聯(lián)，且底部遠離水箱的熱源，因此底部的水最先凍結(jié)，然后逐漸向上凍結(jié)，將水結(jié)冰時膨脹所排開的水排入水箱，從而保證了管子不受膨脹力而被凍壞。當(dāng)再次出現(xiàn)光照時，循環(huán)光管由于直接接受陽光容易解凍，而集熱管由于帶肋片更容易解凍，因此整個集熱器可在較短的時間內(nèi)解凍并開始重新循環(huán)。