一种具有自防冻功能的太阳能热水器

本技术涉及一种具有自防冻功能的太阳能热水器，属于太阳能热水器。

背景技术：

1、太阳能热水器是常见的家用设备之一，但北方地区寒冷天气下，常因室外管路的冰冻问题影响其使用。冬季室内有暖气供应，房屋墙体比较热，普通太阳能热水器的上下水管在出墙前，不宜发生冰冻。然而室外管路部分，由于外包保温层的保温性能有限，且管道内的水长期处于死水状态，寒冷天气下极易发生冰冻。

2、为了防止室外管路的冰冻现象，目前的热水器一般采用两种防冻措施：①水管外面包保温层。管外保温容易出现破损现象，且实际保温效果一般，不能从根本上解决极寒天气下的冰冻问题。②使用电伴热技术。电伴热技术增加了耗电量与碳排放，与当今全球倡导节能减排的大趋势不相符。

3、现有的自防冻太阳能热水器，公开号：cn209085092u；其加热管到达主水管的末端后折回并深入到保温水箱内，所述水泵连接有太阳能供电装置。之间的缝隙会透过阳光，照射到太阳能板上，进行太阳能发电，存储到蓄电池内，供水泵工作，水泵抽动加热管，保温水箱内的热水顺着加热管流到主水管的末端，再折回，从而完成对主水管的加热，而折回的加热管经各分水管，到达末端折回，继续沿着主水管上移回流到保温水箱，从而对分水管的加热，保证主水管和分水管充满热量，保温层起到保温作用，这样避免了结冰，保证热水的正常使用，其核心只是相当于通过保持加热来防止内部水冻结，其结构复杂，且需要反复加热水，容易损坏。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本实用新型提出一种具有自防冻功能的太阳能热水器，既不额外使用能源，又能解决外保温破损或管路内长期死水带来的冰冻难点。

2、为了实现上述目的，本实用新型公开一种具有自防冻功能的太阳能热水器，包括通过支架设置在斜屋顶上的，位于高位的上水箱和位于低位的下水箱，上水箱和下水箱之间设有多根倾斜设置用以吸收太阳辐射能量的太阳能真空管，上水箱下方连接有用以进出水的主管，主管与设置在房屋内连接花洒和水源的上下水管连接，花洒和水源分别设有阀门；主管与上下水管连接处设有三通，主管通过三通与下水箱之间设有实现内部水流自循环的支管，其中三通的水平位置高于下水箱的位置，三通处至下水箱设置的支管为单调递减设置，即无高度极高点和极低点；下水箱为水平设置的空心柱状结构，支管与下水箱的侧向或辐向连接。

3、进一步，主管和支管上均设有保温层。

4、进一步，在支管中部设置一根同样能够吸收太阳能辐射的自防冻真空管，自防冻真空管两端分别通过支管与三通以及下水箱连接，所述自防冻真空管与太阳能真空管结构相同，自防冻真空管倾斜设置并且不受其他物体遮挡阳光，自防冻真空管与三通连接的支管与其保持相同的倾斜向下角度以防止水循环不畅，自防冻真空管与下水箱连接的支管则为倾斜向上设置，自防冻真空管与下水箱连接端水平位置低于下水箱。

5、进一步，当房顶为斜顶时，自防冻真空管顺势铺设在斜屋顶上，并通过柔性的支管与下水箱以及三通连接，自防冻真空管的倾斜坡度大于5‰；为避免出现高度极低点，支管铺设高度从三通向自防冻真空管单调递减。

6、进一步，当房顶为平顶时，下水箱的中心高度应略高于三通的高度，自防冻真空管水平设置，自防冻真空管与三通水平管路连接，自防冻真空管与下水箱管路倾斜向上设置。

7、有益效果：本装置通过设置的上水箱、下水箱通过主管、三通、支管及自防冻真空管组成了一个上下相连的水流循环系统。太阳能真空管具有白天加热及晚上保温功能，内部水温较高，密度较小。主管及支管由于保温性能较差温度比较低，内部水密度较大。在密度差的作用下通过水流循环系统形成水流微循环，从根本上解决了死水问题，有效防止死水容易冻结的问题。水流循环系统确保了一直有部分热水从上水箱通过主管与支管流向下水箱，保证了主管与支管内部水温较高，从而避免了冰冻问题。

技术特征：

1.一种具有自防冻功能的太阳能热水器，其特征在于：包括通过支架设置在斜屋顶上的，位于高位的上水箱(1)和位于低位的下水箱(2)，上水箱(1)和下水箱(2)之间设有多根倾斜设置用以吸收太阳辐射能量的太阳能真空管(3)，上水箱(1)下方连接有用以进出水的主管(4)，主管(4)与设置在房屋内连接花洒和水源的上下水管(8)连接，花洒和水源分别设有阀门；主管(4)与上下水管(8)连接处设有三通(5)，主管(4)通过三通(5)与下水箱(2)之间设有实现内部水流自循环的支管(6)，其中三通(5)的水平位置高于下水箱(2)的位置，三通(5)处至下水箱(2)设置的支管(6)为单调递减设置，即无高度极高点和极低点；下水箱(2)为水平设置的空心柱状结构，支管(6)与下水箱(2)的侧向或辐向连接。

2.根据权利要求1所述的具有自防冻功能的太阳能热水器，其特征在于：主管(4)和支管(6)上均设有保温层(7)。

3.根据权利要求1所述的具有自防冻功能的太阳能热水器，其特征在于：在支管(6)中部设置一根同样能够吸收太阳能辐射的自防冻真空管(10)，自防冻真空管(10)两端分别通过支管(6)与三通(5)以及下水箱(2)连接，所述自防冻真空管(10)与太阳能真空管(3)结构相同，自防冻真空管(10)倾斜设置并且不受其他物体遮挡阳光，自防冻真空管(10)与三通(5)连接的支管(6)与其保持相同的倾斜向下角度以防止水循环不畅，自防冻真空管(10)与下水箱(2)连接的支管(6)则为倾斜向上设置，自防冻真空管(10)与下水箱(2)连接端水平位置低于下水箱(2)。

4.根据权利要求3所述的具有自防冻功能的太阳能热水器，其特征在于：当房顶(9)为斜顶时，自防冻真空管(10)顺势铺设在斜屋顶上，并通过支管(6)与下水箱(2)以及三通(5)连接，自防冻真空管(10)的倾斜坡度大于5‰；为避免出现高度极低点，支管(6)铺设高度从三通(5)向自防冻真空管(10)单调递减。

5.根据权利要求3所述的具有自防冻功能的太阳能热水器，其特征在于：当房顶(9)为平顶时，下水箱(2)的中心高度应略高于三通(5)的高度，自防冻真空管(10)水平设置，自防冻真空管(10)与三通(5)、支管(6)连接，自防冻真空管(10)与下水箱(2)的支管(6)倾斜向上设置。

技术总结
本技术公开一种具有自防冻功能的太阳能热水器，属于热水器技术领域。包括通过支架设置在斜屋顶上的，位于高位的上水箱和位于低位的下水箱，上水箱和下水箱之间设有多根倾斜设置用以吸收太阳辐射能量的太阳能真空管，上水箱下方设有用以进出水的主管，主管与设置在房屋内的上下水管连接；其中主管通过三通与下水箱侧边引出的支管相连，主管上设置的三通水平位置高于下水箱，支管铺设高度从三通向下水箱方向单调递减，主管铺设高度从三通向上水箱方向单调递增。本装置结构简单，上下水箱、太阳能真空管、主管、支管组成了闭合循环管路，可以通过形成微循环有效防止室外管路内部的水冻结。

技术研发人员：史蔚然
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：20230508
技术公布日：2024/1/15