专利名称：一种太阳能集热器防冻系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种集热器防冻系统。
背景技术：
由于我国部分地区冬季室外气温偏低，在应用太阳能时，必须考虑太阳能集热器 的防冻问题。而在太阳能集热器的防冻设计上，国家标准一般推荐排空系统、排回系统和防 冻液系统。排回和排空系统，由于在安装上的不到位和设备本身的问题，极易造成系统中残 留水份，从而造成阀门及管道的冻裂，影响系统的安全运行。防冻液系统，特别是高浓度防 冻液系统，其初投资比较大，其价格大约为每平米太阳能集热器150 200元，而且由于太 阳能集热器位于室外，容易受到外力的冲击而引起泄露，从而造成环境的污染和经济上的 浪费。
发明内容
本发明的目的是为了解决排回和排空系统极易造成系统中残留水份，造成阀门及 管道的冻裂问题，以及防冻液系统初投资大和易造成环境污染的问题，进而提供的一种太 阳能集热器防冻系统。 本发明的技术方案是一种太阳能集热器防冻系统包括第一污水换热器、太阳能 集热器、第一循环水泵、第一热用户末端、高温污水管、低温污水管、循环工质进入管、循环 工质回流管、第一阀门、第二阀门和第一连通管，所述第一污水换热器、太阳能集热器和第 一热用户末端并列设置，所述第一污水换热器、太阳能集热器和第一热用户末端依次通过 循环工质进入管连通，所述第一污水换热器和第一热用户末端通过循环工质回流管连通， 所述第一循环水泵安装在太阳能集热器和第一热用户末端之间的循环工质进入管上，且第 一循环水泵与循环工质进入管连通，所述第一连通管的一端与第一污水换热器和太阳能集 热器之间的循环工质进入管连通，第一连通管的另一端与循环工质回流管连通，第一阀门 安装在第一连通管上，第二阀门安装在第一连通管与第一污水换热器之间的循环工质回流 管上，所述高温污水管和低温污水管均安装在第一污水换热器上，且与第一污水换热器连 通。 本发明与现有技术相比具有以下效果本发明降低了太阳能集热器防冻液系统的 初投资费用，同时杜绝了环境污染问题；本发明还解决了由于安装或其他原因引起的太阳 能排回或排空系统的管道和阀门冻裂问题；本发明尤其适用于具有持续稳定流量的污水地 区，如油田等；本发明应用广泛，其热用户末端可以是建筑采暖、生活热水和工业油田管道 伴热等。
图1是本发明的整体结构的系统原理图(图中箭头表示循环工质的流向)，图2是 本发明与污水源热泵耦合系统原理图(图中箭头表示循环工质的流向)。
具体实施例方式
具体实施方式
一 结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种太阳能集热器防 冻系统包括第一污水换热器1、太阳能集热器2、第一循环水泵4、第一热用户末端5、高温污 水管6、低温污水管7、循环工质进入管8、循环工质回流管9、第一阀门10、第二阀门11和 第一连通管12，所述第一污水换热器1、太阳能集热器2和第一热用户末端5并列设置，所 述第一污水换热器1、太阳能集热器2和第一热用户末端5依次通过循环工质进入管8连 通，所述第一污水换热器1和第一热用户末端5通过循环工质回流管9连通，所述第一循环 水泵4安装在太阳能集热器2和第一热用户末端5之间的循环工质进入管8上，且第一循 环水泵4与循环工质进入管8连通，所述第一连通管12的一端与第一污水换热器1和太阳 能集热器2之间的循环工质进入管8连通，第一连通管12的另一端与循环工质回流管9连 通，第一阀门10安装在第一连通管12上，第二阀门11安装在第一连通管12与第一污水换 热器1之间的循环工质回流管9上，所述高温污水管6和低温污水管7均安装在第一污水 换热器1上，且与第一污水换热器1连通。
具体实施方式
二 结合图1说明本实施方式，本实施方式的防冻系统还增加有第 一膨胀水箱3和第二连通管13，所述第一膨胀水箱3通过第二连通管13与循环工质进入管 8连通，且第二连通管13位于太阳能集热器2和第一循环水泵4之间的循环工质进入管8 上。如此设置，起到定压补给的作用。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
本实施方式的防冻系统的非防冻运行模式此时太阳能集热器防冻系统内循环工 质高于其凝固点3t:以上，由于此时系统无需防冻，第一阀门IO打开，第二阀门ll关闭；循 环工质从第一热用户末端5流出，经第一阀门10，进入太阳能集热器2升温后，经第一循环 水泵4再供给第一热用户末端5 ;第一膨胀水箱3起到定压补给的作用，循环工质的流向参 见图1中的箭头走向。 本实施方式的防冻系统的防冻运行模式此时太阳能集热器防冻系统内循环工质
低于其凝固点3t:以下，由于此时系统需要防冻；第一阀门IO关闭，第二阀门11打开；循环
工质从第一热用户末端5流出，经第二阀门11 ，进入第一污水换热器1升温到循环工质凝固 点3°C以上，再流经太阳能集热器2，经第一循环水泵4再供给第一热用户末端5 ;第一膨胀 水箱3起到定压补给的作用，循环工质的流向参见图1中的箭头走向。
具体实施方式
三结合图2说明本实施方式，本实施方式的防冻系统与污水源热 泵耦合系统由污水源热泵系统、第一污水换热器1、太阳能集热器2、第一膨胀水箱3、第一 循环水泵4、第一热用户末端5、高温污水管6、低温污水管7、循环工质进入管8、循环工质回 流管9、第一阀门10、第二阀门11、第一连通管12和第二连通管13组成；所述第一污水换 热器1、太阳能集热器2和第一热用户末端5并列设置，所述第一污水换热器1、太阳能集热 器2和第一热用户末端5依次通过循环工质进入管8连通，所述第一污水换热器1和第一 热用户末端5通过循环工质回流管9串联连通，所述第一循环水泵4安装在太阳能集热器 2和第一热用户末端5之间的循环工质进入管8上，且第一循环水泵4与循环工质进入管8 连通，所述第一连通管12的一端与第一污水换热器1和太阳能集热器2之间的循环工质进 入管8连通，第一连通管12的另一端与循环工质回流管9连通，第一阀门10安装在第一连 通管12上，第二阀门11安装在第一连通管12与第一污水换热器1之间的循环工质回流管
49上，所述高温污水管6和低温污水管7均安装在第一污水换热器1上，且与第一污水换热 器1连通；所述污水源热泵系统由第二污水换热器21、热泵机组22、第二热用户末端25、第 二膨胀水箱27、第三膨胀水箱23、第二循环水泵26、第三循环水泵24、多根管道28、第三连 通管29和第四连通管30组成，所述第二污水换热器21、热泵机组22和第二热用户末端25 并列设置，所述第二污水换热器21 、热泵机组22和第二热用户末端25的下端通过相应的管 道28依次连通，所述第二污水换热器21、热泵机组22和第二热用户末端25的上端通过相 应的管道28依次连通，所述第二循环水泵26安装在第二污水换热器21和热泵机组22下 端的管道22上，且与管道22连通，所述第三循环水泵24安装在热泵机组22和第二热用户 末端25下端的管道22上，且与管道28连通，所述第二膨胀水箱27通过第三连通管29安 装在第二循环水泵26与热泵机组22之间的管道28上，所述第三膨胀水箱23通过第四连 通管30安装在热泵机组22和第三循环水泵24之间的管道28上，所述污水源热泵系统通 过低温污水管7与第一污水换热器1连通。 本实施方式的防冻运行模式此时太阳能集热器防冻系统内循环工质低于其凝固 点3t:以下，由于此时系统需要防冻。第一阀门IO关闭，第二阀门ll打开；循环工质从第 一热用户末端5流出，经第二阀门ll，进入第一污水换热器1升温到循环工质凝固点3t:以 上，再流经太阳能集热器2，经第一循环水泵4再供给第一热用户末端5 ;第一膨胀水箱3起 到定压补给的作用；高温污水则由第一污水换热器1换热降温后，再进入第二污水换热器 21进一步换热降温后再流出；此时经第二循环水泵26把热量从第二污水换热器21中带到 热泵机组22中，经升温后再由第三循环水泵24把热量供给第二热用户末端25 ;第二膨胀 水箱27、第三膨胀水箱23起到定压补给的作用，循环工质的流向参见图2中的箭头走向。
权利要求
一种太阳能集热器防冻系统，它包括第一污水换热器(1)、太阳能集热器(2)、第一循环水泵(4)、第一热用户末端(5)、高温污水管(6)、低温污水管(7)、循环工质进入管(8)、循环工质回流管(9)、第一阀门(10)、第二阀门(11)和第一连通管(12)，其特征在于所述第一污水换热器(1)、太阳能集热器(2)和第一热用户末端(5)并列设置，所述第一污水换热器(1)、太阳能集热器(2)和第一热用户末端(5)依次通过循环工质进入管(8)连通，所述第一污水换热器(1)和第一热用户末端(5)通过循环工质回流管(9)连通，所述第一循环水泵(4)安装在太阳能集热器(2)和第一热用户末端(5)之间的循环工质进入管(8)上，且第一循环水泵(4)与循环工质进入管(8)连通，所述第一连通管(12)的一端与第一污水换热器(1)和太阳能集热器(2)之间的循环工质进入管(8)连通，第一连通管(12)的另一端与循环工质回流管(9)连通，第一阀门(10)安装在第一连通管(12)上，第二阀门(11)安装在第一连通管(12)与第一污水换热器(1)之间的循环工质回流管(9)上，所述高温污水管(6)和低温污水管(7)均安装在第一污水换热器(1)上，且与第一污水换热器(1)连通。
2. 根据权利要求1所述一种太阳能集热器防冻系统，其特征在于所述防冻系统还包括第一膨胀水箱(3)和第二连通管(13)，所述第一膨胀水箱(3)通过第二连通管(13)与循 环工质进入管(8)连通，且第二连通管(13)位于太阳能集热器(2)和第一循环水泵(4)之 间的循环工质进入管(8)上。
全文摘要
一种太阳能集热器防冻系统，它涉及一种集热器防冻系统。本发明解决了排回和排空系统极易造成系统中残留水份，造成阀门及管道的冻裂问题，以及防冻液系统初投资大和易造成环境污染的问题。本发明由污水换热器、太阳能集热器和热用户末端依次通过循环工质进入管连通，污水换热器和热用户末端通过循环工质回流管连通，循环水泵安装在循环工质进入管上，第一连通管的一端与循环工质进入管连通，第一连通管的另一端与循环工质回流管连通，第一阀门安装在第一连通管上，第二阀门安装在循环工质回流管上，高温污水管和低温污水管均安装在污水换热器上。本发明降低了太阳能集热器防冻液系统的初投资，杜绝了环境污染和管道及阀门冻裂问题。
文档编号F24J2/42GK101718477SQ20091031055
公开日2010年6月2日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者姚杨, 姜益强, 柴永金 申请人:哈尔滨工业大学