一种直接循环抗冻型平板热水系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能技术领域，特别涉及一种直接循环抗冻型平板热水系统。
【背景技术】
[0002]太阳能是取之不尽，用之不竭，没有污染的巨大能源。随着世界上煤、油、气的储量日益减少，能源危机已真正摆在人们面前，并且传统能源的使用也威胁着自然环境，破坏生态平衡。因此太阳能已被视作最佳的环保再生能源。随着太阳能利用技术的发展，太阳能热水系统(热水器)也随之出现，并且逐渐成为太阳能利用的重要能量转换设备。在各种太阳能热水系统(热水器)中平板太阳能热水器因其具有寿命长、耐腐蚀、故障少等优点，已经逐步成为太阳能热水系统(热水器)的主流。
[0003]太阳能热水系统(热水器)都是安装在室外，直接暴露在风雨的侵袭下。我国大部分地区都有零度以下的天气出现，在这种天气情况下，平板太阳能热水系统(热水器)中的水会由于结冰体积膨胀涨坏循环管道，造成热水系统(热水器)漏水无法正常使用。
[0004]所以目前市场上的太阳能热水系统(热水器)无法直接使用水做循环介质，只有利用冰点低的化学制剂(防冻液)做系统中的循环介质，使用二次换热结构来解决太阳能集热系统中管道结冰的问题。这种方法有几大弊端:
[0005]第一，由于储热水箱中使用的是夹套或者盘管换热器进行二次换热，相较直接换热而言，热转换效率低下，产品成本居高不下。
[0006]第二，由于使用的防冻液都是化学制剂(乙二醇、丙三醇等)，管道一旦渗漏容易对环境造成污染，一旦进入水中对人体会有很大的伤害。
[0007]第三，防冻液是由化学制剂和水组合而成，高温流动会使水蒸发，造成经常需要加液来保证系统正常运行，使产品后续维护困难，成本上升，而且长期使用以后，防冻效果也会逐年下降达不到防冻的效果。
【发明内容】
[0008]本实用新型目的是提供一种直接循环抗冻型平板热水系统，其可避免使用防冻液作为循环介质，可直接采用水作为循环介质，大大提高太阳能热水系统的热效率。
[0009]基于上述问题，本实用新型提供的技术方案是:
[0010]一种直接循环抗冻型平板热水系统，包括储热水箱、集热器及循环管路，所述循环管路包括上循环管路和下循环管路，集热器流道包括上集管、下集管和设置在所述上集管和下集管之间的排管，所述上集管经所述上循环管路连接至所述储热水箱，所述下集管经所述下循环管路连接至所述储热水箱，所述上集管和所述下集管内设有若干个空心硅胶圆球，所述排管内设有两头密封且中空的硅胶条，所述硅胶圆球和所述硅胶条内填充有空气，所述硅胶圆球与所述上、下集管内壁及所述硅胶条与所述排管内壁之间均具有间隙。
[0011]进一步的，所述硅胶条内设有“十”字型加强筋。
[0012]进一步的，所述硅胶条的直径与所述排管的直径之比为1: 1.7。
[0013]进一步的，所述硅胶圆球的直径大于所述排管的直径而小于所述上、下集管的直径。
[0014]进一步的，所述硅胶圆球与所述上、下集管的直径之比为1: 1.6。
[0015]进一步的，所述上、下集管内部的两端径向固定有网盖，所述网盖的孔径小于所述硅胶圆球的直径。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的优点是:
[0017]1、采用本实用新型的技术方案，在集热器的上集管和下集管内设置空心硅胶圆球，同时在排管内设置两端密封且中空的硅胶条，硅胶圆球和硅胶条内均填充有压力的空气，当环境温度在零度以下时，热水系统中的水停止流动，上集管、下集管和排管内的水会结冰，这时硅胶圆球和硅胶条内的空气受冷收缩，管道的水结冰后会从四周挤压硅胶圆球或硅胶条，硅胶圆球和硅胶条外形受压收缩，而减少管道的外壁受到的压力，从而使管道不会被胀裂；
[0018]2、采用本实用新型的技术方案，直接采用水作为循环介质，不需要采用防冻液和二次换热结构，可以提高热水系统的热效率，而且不使用化学制剂做循环介质，可以减少整个使用过程对环境的污染和对人身体伤害的安全隐患。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本实用新型一种抗冻型平板热水系统实施例的结构示意图；
[0021]图2是图1中A处的局部放大图；
[0022]其中:1、储热水箱；2、上循环管路；3、下循环管路；4、集热器；5、上集管；6、下集管；7、排管；8、硅胶圆球；9、硅胶条；10、隔热保护层。
【具体实施方式】
[0023]以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0024]参见图1-2，为本实用新型的结构示意图，提供一种抗冻型平板热水系统，其包括储热水箱1、集热器4及循环管路，集热器4通过循环管路与储热水箱I相连接，集热器4流道包括上集管5、下集管6和设置在上集管5和下集管6之间的排管7，循环管路包括上循环管路2和下循环管路3，其中上集管5经上循环管路2连接至储热水箱I的上部，下集管6经下循环管路3连接至储热水箱I的下部。
[0025]工作时储热水箱I中的冷水由于重力的作用经过下循环管路3到下集管6然后进入到集热器4排管7里面，经过太阳光辐射传热后，水温迅速升高，由于水密度差的原因，水向上浮进入到集热器4上集管5里面，上集管5再经上循环管路2回到储热水箱I里面，储热水箱I里面的水也因为密度差的原因造成冷水在下部，再次由于重力的作用进入下循环管路3里面，如此反复进行循环可以使水温不断升高。当环境温度低于零度时，上循环管路2和下循环管路3由于具有隔热保护层10，管路里面的水不会结冰，但是集热器4内部管道由于没有隔热保护层经常会出现管路结冰爆裂的问题。
[0026]本实用新型对集热器4内部管道进行改进，在上集管5和下集管6内设置若干个空心硅胶圆球8，该硅胶圆球8质软且内部填充有空气，同时在排管7内设有两端密封且中空的硅胶条9，硅胶条9与排管7内壁之间具有间隙以便于水流通过，硅胶条9的长度与排管7的长度相匹配且硅胶条9的两端固定在排管7两端，同样的硅胶条9质软且内部填充有压力的空气，当集热器4内部管道的水结冰时的体积会膨胀至水体积的1.1倍，此时硅胶圆球8和硅胶条9内的空气受冷收缩，管道内的冰块挤压硅胶圆球8或硅胶条9而不会挤压管道内壁，从而对管道具有保护作用，当温度回升水解冻后，硅胶球8或硅胶条9由于内部压力和结构弹性回复至收缩前的状态，水开始流动系统正常运行，如此反复进行达到抗冻的目的。
[0027]另外，上集管5和下集管6的内部不适宜采用硅胶条9，因为条状物体会在管道内部由于重力的作用下沉盖住排管7出口影响水流，直接造成集热器4由于介质循环不畅热性能低下。
[0028]为了进一步优化本实用新型的实施效果，使硅胶条9具有足够的中空空间，在硅胶条9的内部设有“十”字型加强筋，同样的硅胶圆球8内部也可设置相应的加强结构，优选的，硅胶条9与所述排管7的直径之比为1: 1.7。
[0029]为了保证热水系统的正常工作，硅胶圆球8应能够在上集管5或下集管6内随水流流动而且不会进入到排管7内，所以硅胶圆球8的直径大于排管7的直径而小于上集管5或下集管6的直径，优选的硅胶圆球8与上集管5或下集管6的直径之比为1: 1.6。
[0030]为了防止上集管5或下集管6内的硅胶圆球8随水流排出，在上集管5和下集管6内部的两端径向固定有网盖，该网盖的孔径小于硅胶圆球8的直径并能保证水流通过。
[0031]上述实例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种直接循环抗冻型平板热水系统，包括储热水箱(1)、集热器(4)及循环管路，所述循环管路包括上循环管路(2)和下循环管路(3)，集热器(4)流道包括上集管(5)、下集管(6)和设置在所述上集管(5)和下集管(6)之间的排管(7)，所述上集管(5)经所述上循环管路(2)连接至所述储热水箱(I)，所述下集管(6)经所述下循环管路(3)连接至所述储热水箱(I)，其特征在于:所述上集管(5)和所述下集管￠)内设有若干个空心硅胶圆球(8)，所述排管(7)内设有两头密封且中空的硅胶条(9)，所述硅胶圆球(8)和所述硅胶条(9)内填充有空气，所述硅胶圆球⑶与所述上、下集管(5、6)内壁及所述硅胶条(9)与所述排管(7)内壁之间均具有间隙。
2.根据权利要求1所述的直接循环抗冻型平板热水系统，其特征在于:所述硅胶条(9)内设有“十”字型加强筋。
3.根据权利要求1所述的抗冻型平板热水系统，其特征在于:所述硅胶条(9)与所述排管(7)的直径之比为1: 1.7。
4.根据权利要求1所述的直接循环抗冻型平板热水系统，其特征在于:所述硅胶圆球(8)的直径大于所述排管(7)的直径而小于所述上、下集管(5、6)的直径。
5.根据权利要求4所述的直接循环抗冻型平板热水系统，其特征在于:所述硅胶圆球(8)与所述上、下集管(5、6)的直径之比为1: 1.6。
6.根据权利要求1所述的直接循环抗冻型平板热水系统，其特征在于:所述上、下集管(5,6)内部的两端径向固定有网盖，所述网盖的孔径小于所述硅胶圆球(8)的直径。
【专利摘要】本实用新型公开了一种直接循环抗冻型平板热水系统，包括储热水箱、集热器及循环管路，所述循环管路包括上循环管路和下循环管路，集热器流道包括上集管、下集管和设置在所述上集管和下集管之间的排管，所述上集管经所述上循环管路连接至所述储热水箱，所述下集管经所述下循环管路连接至所述储热水箱，所述上集管和所述下集管内设有若干个空心硅胶圆球，所述排管内设有两头密封且中空的硅胶条，所述硅胶圆球和所述硅胶条内填充有空气，所述硅胶圆球与所述上、下集管内壁及所述硅胶条与所述排管内壁之间均具有间隙。本实用新型提供的直接循环抗冻型平板热水系统，可直接采用水作为循环介质，具有良好的抗冻性能，大大提高太阳能热水系统的热效率。
【IPC分类】F24J2-46, F24J2-24
【公开号】CN204593904
【申请号】CN201520184982
【发明人】陈少雄, 潘隆海
【申请人】江苏巨天新能源有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年3月30日