专利名称：液体管路内部防冻器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种管路防冻装置，具体说是一种液体管路内部防冻器。
背景技术：
在北方寒冷地区，井水、自来水、太阳能热水器等用水管路的防冻问题在技术上一 直没有新的突破，仍然采用传统的方式，即裹一层保温材料加一条电热带。这种传统方法在所有材料的质量都可靠、施工人员的资质和操作规范的情况下勉 强可以满足防冻要求，但对于材料质量差、施工质量差的情况，无法保证用水管路的防冻效 果，一旦供水管路上冻，整个冬季都可能无法解冻。众所周知，水结为冰的膨胀率为10%左 右，无论何种管材结冻后的膨胀都是很容易破裂的，至少也会减少管子的使用寿命，这也是 许多地区每年开春都要对井水、自来水管路使用情况进行检修的原因之一。太阳能热水器等产品在北方地区遇到的最大问题也是管路的防冻、解冻问题。如 受建筑结构的影响，保温层和电热带都有无法到达的死角、管材本身的热胀冷缩带来电热 带损坏和保温层与管路脱节、电热带质量的不稳定及施工质量和操作方法的不规范等，都 有可能造成了太阳能热水器管路冻结，无法出水。另一个问题就是使用电热带解冻与电力部门安全用电条例相互矛盾，一栋楼顶几 十台太阳能热水器，每一台都有一条220伏用于解冻的电线采用不同方式拉到房顶，有些 电线暴露在外，常年风吹、日晒、雨淋，一旦绝缘材料老化漏电，和太阳能热水器、固定太阳 能热水器的铁丝接触，将严重威胁上楼人员的安全。太阳能热水器使用的电热带属于自限温型，通电后十几分钟即可达到限温标准， 一般是65-75度。热胀冷缩这一自然规律在电热带上的体现十分突出。当电热带的温度从零下快速上升到65-75度时，金属导线和绝缘塑料的热胀冷缩 系数是不一样的，一般相对来说塑料热胀冷缩系数大，金属热胀冷缩系数小，如果电热带尺 寸长，两侧的金属导线会顶破绝缘裸露出来，如果电热带用的尺寸短，金属线则会从接线端 或盲端顶出。另外，太阳能热水器管路也存在热胀冷缩现象，电热带固定在水管上，受水管 的影响也会有金属导线裸露现象，此时如果保温层内进水或受潮，则极易短路，而保温材料 大多是易燃品，就会留火灾隐患。传统电热带功率在环境温度10°C时为25w/m(瓦/米)，0°C时功率更大，以防冻5 米长度、控制方式为定时开关为例，25w*5m = 125w，每次工作10分钟，停50分钟，每天24 小时工作24次共240分钟，一个冬季150天至少耗电75度。还有一种碳纤维低温电热带，采用长期通电方式工作，根据测试，一个冬季用电达 400度以上，其价格和使用成本过高。目前，现有技术中能够满足液体管路防冻要求且耗电低的管路内部防冻装置未见 报道。
实用新型内容针对现有技术没有有效解决液体管路防冻的这一技术难题，本实用新型提供一种 防冻效果好、结构简单的管路内部防冻器。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下本实用新型一种液体管路内部防冻器，包括隔离变压电路、加热体、自动保护电路 和防水组件，所述加热体插置于液体管路内部，自动保护电路与加热体串联连接后经隔离 变压电路接至定时电源，加热体的输入端接有温控表，加热体与液体管路之间通过防水组 件密封。所述加热体为电热丝，其长度与需防冻的液体管路长度相当，加热体的外表面设 有防水材料。所述防水组件包括瓷片、防水胶垫或防水胶泥以及压紧螺帽，其中防水胶垫或防 水胶泥夹持于两个瓷片之间，加热体端部穿置于防水胶垫或防水胶泥和两个瓷片中间，经 压紧螺帽紧密安装于液体管路的外丝扣配件上。所述自动保护电路为自恢复保险丝。所述隔离变压电路采用E型隔离变压器，次级电压为12V、24V或36V。所述定时电源为与市电相加的定时器或温度控制仪表。所述液体管路为水管或油管。本实用新型具有以下有益效果1.管路防冻效果好。采用本实用新型在管路中插入相当长度的加热体间歇加热， 不存在防冻死角，棚内、急拐弯处以及管路埋深不够之处等都能触及到，这种内置方式可以 有效保证管路在北方寒冷季节不上冻。2.操作简单。施工人员在安装本实用新型时，不需对高压部分(220V)进行任何操 作，低压部分(12V、24V或36V)只需将电热丝的两条引线插入隔离变压器的压线端子即可 自动压紧，无需专业人员操作，从而避免无证操作的嫌疑。3.成本低廉、维修方便。本实用新型与使用传统电热带相比，价格低，在实际应用 时可以设计不同档次的产品供用户选择，可以极其方便地更换包括隔离变压器在内的所有 部件，特别是避免冰雪天上楼维修，提高劳动安全系数，安装工序减少，方便了维修。4.节电效果显著。由于本实用新型为内置方式安装于管路中，加热快，散热慢，与 使用传统的电热带相比，极大降低了耗电量，节电效果明显。根据实验，管路内部防冻器功 率为5w/米时，工作5分钟就可保证内径为12mm，每米存113克水的管路，保温材料为丁睛 发泡，厚度27mm条件下一个小时不冻，因此5w/米*5米=25w,每天工作总共2小时，冬季 150天耗电7. 5度。当每米功率降低到2. 5w时，延长防冻器的工作时间，同样可保证管路不 冻，因此，可以采用多种不同工作方式进行防冻，适用范围更加广泛。5.安全、实用，易于推广。本实用新型可以方便地安装在井水管、自来水管、新、旧 太阳能热水器上下管路、油管等液体管路中，可以同目前市场流通的大部分太阳能热水器 专用仪表配套使用，可以同市场水暖管件配套安装，易于被广大太阳能热水器经销商和太 阳能热水器用户接受，完全符合电力部门有关安全用电管理条例的规定，楼顶、屋面再也不 会因此出现伤及人身安全的高压电。
图1为本实用新型电路结构图；图2为本实用新型中防水组件结构示意图；图3为本实用新型中太阳能水管示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。本实用新型液体管路内部防冻器的电气结构如图1所示，包括隔离变压电路、加 热体、自动保护电路和防水组件，所述加热体插置于液体管路内部，自动保护电路与加热体 串联连接后经隔离变压电路接至电源，加热体的外连接面设有防水组件。本实施例中自动保护电路采用自恢复保险丝，隔离变压电路采用E型隔离变压 器，其次级电压可为12V、24V或36V等安全电压，E型隔离变压器与市电之间根据控制方式 可设漏电保护器，对整个电路具有漏电保护作用。E型隔离变压器的内部设有高温保护元 件，当E型隔离变压器温升达到规定温度，如40 50度时，高温保护元件会启动，断掉E型 隔离变压器的电源，保护其不在高温下工作，延长使用寿命。加热体是管路内部防冻器的核心元件，采用镍铬合金制成，直径0.8-1. 0mm，根据 使用长度不同其阻值也不同，但发热温度限定在30-80°C之间。加热体外敷铁氟龙绝缘，其 耐高温260°C。确保使用寿命。如图2所示，本实用新型液体管路内部防冻器中的防水组件包括两个圆形瓷片1、 3、防水胶垫或防水胶泥2以及压紧螺帽4，其中防水胶垫或防水胶泥2夹持于两个圆形瓷片 1、3之间，加热体端部由防水胶垫或防水胶泥2和两个圆形瓷片1、3叠摞后的中部穿置出， 再由压紧螺帽4紧密安装于液体管路的外丝扣配件6上，将压紧螺帽4和外丝扣配件6拧 紧，即可把防水胶垫或防水胶泥2压紧，达到防水的目的。本实施例中，防水组件中瓷片的直径为18mm，厚度为2mm，距离中心2. 5mm处对称 设有2个1. 2mm穿线孔；防水胶垫或防水胶泥2的厚度为3_5mm ；压紧螺帽4为铜制，直径 为 20mm，长度 20mm。如图3所示，本实施例以太阳能热水器需要防冻的水管路为例，上水时，自来水通 过上、下水管路8注入到太阳能热水器的水箱7中；下水时，已加热的水通过上、下水管路8 流到出水口。本实用新型液体管路内部防冻器应用于太阳能热水器的上、下水管路8中，安装 时，需要在上、下水管路8 (管径为内径12mm，外径16mm)上加设一个三通管件，将液体管路 内部防冻器的加热体从三通的一个口插入上、下水管路8中需防冻的部位，即在上、下水管 路8的内部穿置一根与上、下水管路8需防冻的部位长度相当的加热体5，加热体5的一端 延伸至太阳能水箱7与上、下水管路8连接处，另一端经防水组件引出，接至电控箱10中， 经隔离变压器接至电源。本实施例中隔离变压器次级输出采用弹簧式端子，自恢复保险丝 串联在内部，接线时，将加热体的两条引线插入压线端子即可自动压紧。使用时，首先将管路内部防冻器的加热体(5瓦/米)安装于需防冻的液体管路内部；连接电气线路，经检查无误后，启动温控控制装置，使加热体上电，开始间歇加热。本实施例中，温度控制装置为太阳能热水器中的温控表，由该温控表控制管路内部防冻器的工作状态，管路内部防冻器替代以往的电热带。目前，太阳能热水器温控表控制防冻系统工作有三种方式1.温控防冻当管路温度降到3 5°C时，仪表输出220电源，经隔离变压器后输 出36V安全电源，再经自恢复保险丝至加热体，管路内的水开始升温，当水温温控器设定的 断电温度15 30°C时，温控器停止输出220电压，管路内部防冻器即停止工作。2.定时防冻由用户或经销商设定时间参数，在单位时间内通电、断电，控制加热 体发热防冻。3.人工解冻当清晨用户发现热水管路放不出热水时，即可判断是室外管路冻 堵，此时，需用户自己将温控表上的保温按钮按一下，加热体得电发热解冻，当热水下来时， 再按一下保温按钮，电热带断电。本实用新型液体管道内部防冻器可以同上述三种工作方式相匹配，而防冻效果远 远优于电热带。
权利要求一种液体管路内部防冻器，其特征在于包括隔离变压电路、加热体、自动保护电路和防水组件，所述加热体插置于液体管路内部，自动保护电路与加热体串联连接后经隔离变压电路接至定时电源，加热体的输入端接有温控表，加热体与液体管路之间通过防水组件密封。
2.按照权利要求1所述的液体管路内部防冻器，其特征在于所述加热体为电热丝，其 长度与需防冻的液体管路长度相当，加热体的外表面设有防水材料。
3.按照权利要求1所述的液体管路内部防冻器，其特征在于所述防水组件包括瓷片 (1、3)、防水胶垫或防水胶泥(2)以及压紧螺帽(4)，其中防水胶垫或防水胶泥(2)夹持于两 个瓷片(1、3)之间，加热体端部穿置于防水胶垫或防水胶泥(2)和两个瓷片(1、3)中间，经 压紧螺帽(4)紧密安装于液体管路的外丝扣配件(6)上。
4.按照权利要求1所述的液体管路内部防冻器，其特征在于所述自动保护电路为自 恢复保险丝。
5.按照权利要求1所述的液体管路内部防冻器，其特征在于所述隔离变压电路采用E 型隔离变压器，次级电压为12V、24V或36V。
6.按照权利要求1所述的液体管路内部防冻器，其特征在于所述定时电源为与市电 相加的定时器或温度控制仪表。
7.按照权利要求1所述的液体管路内部防冻器，其特征在于所述液体管路为水管或 油管。
专利摘要本实用新型涉及一种液体管路内部防冻器，包括包括隔离变压电路、加热体、自动保护电路和防水组件，所述加热体插置于液体管路内部，自动保护电路与加热体串联连接后经隔离变压电路接至定时电源，加热体的输入端接有温控表，加热体与液体管路之间通过防水组件密封；所述加热体为电热丝，其长度与需防冻的液体管路长度相当，加热体的外表面设有防水材料。采用本实用新型可以有效保证管路在北方寒冷季节不上冻，操作简单、成本低廉、维修方便，并且节电效果显著。
文档编号F24H9/00GK201697337SQ201020212289
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者姜春民, 姜雷 申请人:姜春民