[0089]对于通孔尺寸沿着流体流动方向或者沿着从热管横截面管壁的中间向侧壁2不断改变的情况下，也依然适用于上述公式，可以通过调整系数或者选择其他通孔尺寸来满足。
[0090]作为优选，所述的同一排的相邻的等腰三角形通孔的底边都在一条线上，同一排相邻的通孔距离为SI，所述2.9Xh〈Sl〈3.3Xh，其中SI是以相邻两个等腰三角形通孔的底边的中点的距离。优选为3.2 X h = Sl。
[0091]作为优选，相邻排的通孔的等腰三角形的底边互相平行，等腰三角形的顶点到底边中点的距离为L，相邻排的距离S2为3.8*L〈S2〈4.8*L。优选为S2 = 4.4*L。
[0092]相邻排的等腰三角形的底边不同时，采取两条底边的加权平均数来计算。
[0093]采用上述的最佳尺寸关系，能够保证在满足流动阻力的情况下，达到最佳的换热效率。
[0094]对于其余的尺寸按照通常的进行设计即可。
[0095]该太阳能热水系统输水管防冻解冻装置的安装使用具体步骤如下:
[0096]I)根据用户需要和环境工况，完成解冻装置的各部件尺寸的设计与制作；
[0097]2)选取太阳能热水系统的输水管路上水管的较低部分，截取相应长度，通过螺纹连接将解冻装置固定在输水管路；
[0098]3)根据热源可用情况，确定热管加热段的热源施加方式并具体实施；
[0099]4)热源应施加控制调节装置，以实现与防冻需要或解冻需要相匹配的热源输入与调节。
[0100]5)解冻装置安装和使用中，应做好对装置本体做好保温防冻等安全保护措施。
[0101]本发明的工作原理是:基于热管工作原理利用可用热源对太阳能热水系统的输水管路进行解冻和防冻。具体原理如下:本发明装置通过螺纹连接件固定接入到太阳能热水系统管路，在热管加热段与可方便获得的热源进行热连接和固定后，施加热负荷以使得热管内部的低温工质吸热，温度升高并进一步蒸发变为气相，蒸汽依靠密度差作用会上浮到热管冷凝段，并在此遇冷释放热量变为液态工质，随后由重力驱动或毛细作用力驱动回流至蒸发段，液体再次吸收热量变为蒸汽，如此循环工作，可以实现热量从热源和热管蒸发段到热管冷凝段和输水管内冰/水的传递。热量从热管冷凝段传递到其周围的输水管内的冰，对冰进行加热使其融化，从而达到解冻的效果。同时，热量源源不断在此释放，冰溶化成水后水温继续升高，由于本装置安装在输水管路的底部，在冷热水密度差的驱动下，热量又可以在输水管内底部的局部高温区域和上部的冰冻或低温区域形成自然对流，使热量从局地高温区上升传递到上部的冰冻区或低温区，进而可以对上部的冰进行解冻或对上部的低温水进行加热以防止结冰。由此实现对太阳能热水系统的输水管全部长度区域的解冻和防冰作用。
[0102]作为优选，热管内部的工作介质应采用氟利昂等低温工质，应可确保极寒温度下热管正常工作。
[0103]作为优选，本发明装置应安装在系统上水管底部位置，可以获得最佳工作效果。
[0104]本发明实施过程，若对已正常安装完毕的太阳能热水系统中应用本发明。则要首先选择截取太阳能热水系统输水管靠底部的竖直或水平管路的一部分管道并置换为与本发明的外壳I连接，通过外壳I上面设置的螺纹7和螺纹8和螺纹连接件12(对丝或套筒)完成与输水管路的固定连接;对于(PPR、PVC等)塑料材质的管路和外壳也可通过热连接实现固定。实施过程应尽可能使本发明装置位于输水管底部和外部热源方便利用的地方，同时在布置本发明装置时对特定热管(如重力热管等)应保证热管的加热段位于冷凝段的下面。对于正在安装过程的太阳能热水系统应用本发明，则在连接输水管路阶段直接连接本发明即可，需注意事项同上所述。
[0105]本发明所陈述的太阳能热水系统输水管解冻装置是一个独立的装置，可以方便地连接在热水系统的输水管路上;其主体由热管构成，且热管的冷凝段部分与热水系统输水管道相匹配，连接形成固定管路单元，可方便连接在任何需要解冻的太阳能热水系统的输水管道;热管加热段通过热源施加热负荷，热量依靠热管工作原理无需任何机械转动部件即可传到冷凝段，对输水管路内的冰可以进行解冻。
[0106]本发明装置与太阳能热水系统的管路连接方便，可以通过螺纹等连接方式实现快速方便连接。
[0107]热管可采用包括重力热管、槽道热管和毛细芯热管等在内的多种形式的热管。
[0108]进一步地，施加在热管加热段的热源可以包括电能、太阳能和余热资源等在内的任何可用热源，具体施加方式应根据热源不同而进行选取。
[0109]热管的加热段和冷凝段应维持在一定特定角度，以保证热管的最佳工作性能;冷凝段应在输水管的轴线中心位置。
[0110]定位架对热管和外壳的固定约束通过螺纹和密封材料实现，可方便地拆装与维护。
[0111]装置的外壳材料可以根据所连接输水管材料不同而选择金属材料(铜、钢、不锈钢等)或塑料材料(如PPR、PVC等)制造。
[0112]虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种太阳能热水系统输水管解冻装置，其特征在于，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。2.如权利要求1所述的太阳能热水系统输水管解冻装置，其特征在于，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。3.如权利要求2所述的太阳能热水系统输水管解冻装置，其特征在于，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。4.如权利要求2所述的太阳能热水系统输水管解冻装置，其特征在于，所述外壳的两端设置螺纹。5.如权利要求1所述的太阳能热水系统输水管解冻装置，其特征在于，冷凝段与蒸发端为弯折结构，弯折的角度为120°?150°。6.如权利要求1所述的太阳能热水系统输水管解冻装置，其特征在于，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。7.如权利要求1所述的太阳能热水系统输水管解冻装置，其特征在于，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。8.如权利要求4所述的太阳能热水系统输水管解冻装置，其特征在于，所述热管是太阳能集热管，所述蒸发端直接吸收太阳能。9.如权利要求2所述的太阳能热水系统输水管解冻装置，其特征在于，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，￥ = ?(乂)，？’(4〈0，广(4〈0，其中？’&)、广(4分别是？(4的一次导数和二次导数。10.—种太阳能系统，其特征在于，包括权利要求1-9之一的解冻装置。
【专利摘要】本发明提供了一种太阳能热水系统输水管解冻装置以及太阳能热水器，包括热管，所述热管包括蒸发端和冷凝端，所述冷凝端设置在输水管中。本发明首次将热管应用于太阳能管路的解冻，减少了循环泵，避免了泵驱动增加系统运行的不可靠性，节省了成本，而且解冻装置是一个独立的装置，可以独立安装和拆卸。
【IPC分类】F24J2/46
【公开号】CN105571175
【申请号】CN201510975204
【发明人】辛公明, 李鸿如, 陈岩
【申请人】山东大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月22日