一种太阳能热水系统输水管解冻装置及其太阳能热水器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能领域，尤其涉及一种太阳能热水系统输水管解冻装置。
【背景技术】
[0002]目前太阳能热水利用系统在太阳能应用领域中发展迅速且在生产和生活中得到了普遍推广与广泛应用。但在冬季或高寒地区太阳能热水系统的使用仍存在很大制约，主要是由于太阳能热水系统的输水管路会因天气寒冷而结冰造成运行时间缩短或无法使用甚至会冻坏管路系统，因此太阳能热水系统在时间和空间上的更大范围使用受到制约，对太阳能的利用受到很大限制。
[0003]通常采用的在输水管外加裹保温材料的方法来防止输水管路冻结，但这样并不能够根本上解决寒冷天气被限制使用的问题。应用中也有采用加装伴热带，即将伴热带缠绕在易于结冰的水管外壁上，然后再包裹绝热材料，在水管冰冻时通过对伴热带通电加热，可以达到解冻的效果。还有一种方法就是利用流动水不容易结冰的特性进行防冻，即常开水龙头保持水流动，但这种方法会造成水资源的很大浪费，而且更低温度也不再适用。目前也已有一些专利提出了对太阳能热水系统输水管结冰问题的防治方案。如专利1(专利号CN201652923 U)采用在输水管内部插入“内置管”进行解冻，即系统通过电加热方式加热防冻液，并使用栗驱动防冻液循环流动，使防冻液在流过内置管时通过管壁散发热量到输水管中对输水管进行防冻解冻，其栗驱动会增加系统运行不可靠性。专利2 (专利号CN101818952A)利用混水阀，水箱，溢流管，排空阀等元件实现对输水管的排空，混流等一体化操作以达到解冻防冻目的，但排空热水系统会造成水资源浪费且限制了对太阳能的利用。专利3(专利号CN201903188U)等一批专利技术利用双储水箱，即依靠储存热水在辅助水箱中并依靠阀门控制使热水流过输水管道进行防冻解冻，增加了系统复杂性且阀门冻坏的情况下仍会限制系统正常运行。以上这些专利技术普遍采用水栗驱动工作，采用阀门或辅助旁路/水箱等，安装难度大、操作繁琐，不易实施，综合节能、成本、便利和有效性等方面都存有明显缺陷。
[0004]针对上述问题，本发明提供了一种新的太阳能热水系统输水管解冻装置，从而解决太阳能管路冬天结冻问题。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种新的太阳能热水系统输水管解冻装置，从而解决前面出现的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0007]—种太阳能热水系统输水管解冻装置，包括热管和外壳，所述热管包括蒸发端和冷凝端，所述冷凝端设置在外壳中。
[0008]作为优选，还包括设置在外壳中的固定架，所述固定架包括内环和外环，所述内环固定在热管的冷凝端的外壁，所述外环固定在外壳的内壁上，所述内环和外环之间设置加强筋。
[0009]作为优选，所述外环为螺纹结构，所述外壳的内壁上设置有外环相配合的内螺纹结构。
[0010]作为优选，所述外壳的两端设置内螺纹。
[0011]作为优选，冷凝段与蒸发端为弯折结构，弯折的角度为120°?150°。
[0012]作为优选，还包括加热机构，所述加热机构为环绕在蒸发端外壁的热水，热水来自生产生活带有余热的废水。
[0013]作为优选，还包括加热机构，所述加热机构为围绕蒸发端外壁设置的热阻丝。
[0014]作为优选，所述热管是太阳能集热管，所述蒸发端直接吸收太阳能。
[0015]作为优选，冷凝端内设置内翅片，所述内翅片将冷凝端分为多个通道，所述内翅片上设置通孔，如果将通孔面积V设为距离冷凝端入口的距离X的函数，V = F(X)，F’(x)〈0，F”(4〈0，其中？’&)、!^’&)分别是？(4的一次导数和二次导数。
[0016]所述热管的蒸发端是扁平管，所述扁平管包括互相平行的管壁和侧壁，所述侧壁连接平行的管壁的端部，所述侧壁和所述平行的管壁之间形成流体通道，翅片设置在管壁之间，所述翅片包括倾斜于管壁的倾斜部分，所述的倾斜部分与平行的管壁连接，所述倾斜部分将流体通道彼此隔开形成多个小通道，相邻的倾斜部分在管壁上连接，所述相邻的倾斜部分以及管壁之间构成三角形；在倾斜部分上设置连通孔，从而使相邻的小通道彼此连通。
[0017]所述连通孔的形状为第一等腰三角形。
[0018]所述的相邻的倾斜部分以及管壁之间构成三角形是第二等腰三角形，
[0019]第一等腰三角形的顶角为B，第二等腰三角形的顶角为A，则满足如下公式:
[0020]Sin(B) =a+b*sin(A/2)_c*sin(A/2)2;
[0021 ]其中a，b，c是参数，其中0.582〈a〈0.594,1.656〈b〈l.758,1.783〈c〈l.856；
[0022]70。<A<150°；30。<B<90°。
[0023]作为优选，a= 0.5849，b = I.6953，c = I.8244 ；
[0024]85°〈A〈115° ;50°〈B〈60°。
[0025]—种太阳能系统，包括前面所提到的解冻装置。
[0026]与现有技术相比较，本发明的太阳能热水系统解冻装置具有如下的优点:
[0027]I)本发明首次将热管应用于太阳能管路的解冻，减少了循环栗，避免了栗驱动增加系统运行的不可靠性，节省了成本。
[0028]2)本发明的解冻装置是一个独立的装置，可以独立安装和拆卸。
[0029]3)本发明的解冻装置可以广泛的使用多种热源，包括废水热源、太阳能等，克服了现有技术中仅仅利用电热的缺陷。
[0030]4)本发明通过定位架固定热管冷凝段，而且通过设置固定架的结构，既保证了太阳能管路中的流体的流动，同时还保证了冷凝段和太阳能输水管之间的固定。
[0031]5)通过定位架中增加加强筋，同时起到了固定和传热的双重效果。
[0032]6)本发明通过在热管的翅片上设置连通孔，保证相邻的小通道之间的连通，解决热管换热的情况下的内部压力不均匀的问题，提高了换热效率，提高了使用寿命。
[0033]7)通过通孔沿着冷凝段长度方向上的面积变化，既满足降低阻力的要求，同时还增加了强化传热的功能。
[0034]8)本发明通过大量的实验，确定了最佳的扁平热管的结构尺寸，从而使得保证换热阻力的情况下，使得换热效果达到最佳。
【附图说明】
[0035]图1是本发明装置的结构示意图；
[0036]图2是配套定位架的连接示意图；
[0037]图3是本发明装置与输水管路的连接示意图；
[0038]图4是本发明优选的热管蒸发端横截面结构示意图；
[0039]图5是本发明一个图4蒸发端内肋片设置通孔位置处的横切面的结构示意图；
[0040]图6是本发明蒸发端设置通孔结构倾斜部分平面的示意图；
[0041]图7是本发明蒸发端设置通孔结构倾斜部分平面的另一个示意图；
[0042]图8是本发明的蒸发端三角形通孔结构示意图；
[0043]图9是本发明的冷凝端内翅片通孔结构示意图。
[0044]附图标记如下:
[0045]其中:1.外壳，2.热管，3.固定架，4.冷凝端，5.保温材料，6.蒸发端，7.螺纹，8.螺纹，9.内环，10.外环，11.输水管，12.螺纹连接件，13.解冻装置，14管壁，15通道，16倾斜部分，17内翅片，18通孔
【具体实施方式】
[0046]下面结合附图对本发明的【具