一種直接循環(huán)抗凍型平板熱水系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及太陽能技術領域，特別涉及一種直接循環(huán)抗凍型平板熱水系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]太陽能是取之不盡，用之不竭，沒有污染的巨大能源。隨著世界上煤、油、氣的儲量日益減少，能源危機已真正擺在人們面前，并且傳統(tǒng)能源的使用也威脅著自然環(huán)境，破壞生態(tài)平衡。因此太陽能已被視作最佳的環(huán)保再生能源。隨著太陽能利用技術的發(fā)展，太陽能熱水系統(tǒng)(熱水器)也隨之出現，并且逐漸成為太陽能利用的重要能量轉換設備。在各種太陽能熱水系統(tǒng)(熱水器)中平板太陽能熱水器因其具有壽命長、耐腐蝕、故障少等優(yōu)點，已經逐步成為太陽能熱水系統(tǒng)(熱水器)的主流。
[0003]太陽能熱水系統(tǒng)(熱水器)都是安裝在室外，直接暴露在風雨的侵襲下。我國大部分地區(qū)都有零度以下的天氣出現，在這種天氣情況下，平板太陽能熱水系統(tǒng)(熱水器)中的水會由于結冰體積膨脹漲壞循環(huán)管道，造成熱水系統(tǒng)(熱水器)漏水無法正常使用。
[0004]所以目前市場上的太陽能熱水系統(tǒng)(熱水器)無法直接使用水做循環(huán)介質，只有利用冰點低的化學制劑(防凍液)做系統(tǒng)中的循環(huán)介質，使用二次換熱結構來解決太陽能集熱系統(tǒng)中管道結冰的問題。這種方法有幾大弊端:
[0005]第一，由于儲熱水箱中使用的是夾套或者盤管換熱器進行二次換熱，相較直接換熱而言，熱轉換效率低下，產品成本居高不下。
[0006]第二，由于使用的防凍液都是化學制劑(乙二醇、丙三醇等)，管道一旦滲漏容易對環(huán)境造成污染，一旦進入水中對人體會有很大的傷害。
[0007]第三，防凍液是由化學制劑和水組合而成，高溫流動會使水蒸發(fā)，造成經常需要加液來保證系統(tǒng)正常運行，使產品后續(xù)維護困難，成本上升，而且長期使用以后，防凍效果也會逐年下降達不到防凍的效果。

【發(fā)明內容】

[0008]本實用新型目的是提供一種直接循環(huán)抗凍型平板熱水系統(tǒng)，其可避免使用防凍液作為循環(huán)介質，可直接采用水作為循環(huán)介質，大大提高太陽能熱水系統(tǒng)的熱效率。
[0009]基于上述問題，本實用新型提供的技術方案是:
[0010]一種直接循環(huán)抗凍型平板熱水系統(tǒng)，包括儲熱水箱、集熱器及循環(huán)管路，所述循環(huán)管路包括上循環(huán)管路和下循環(huán)管路，集熱器流道包括上集管、下集管和設置在所述上集管和下集管之間的排管，所述上集管經所述上循環(huán)管路連接至所述儲熱水箱，所述下集管經所述下循環(huán)管路連接至所述儲熱水箱，所述上集管和所述下集管內設有若干個空心硅膠圓球，所述排管內設有兩頭密封且中空的硅膠條，所述硅膠圓球和所述硅膠條內填充有空氣，所述硅膠圓球與所述上、下集管內壁及所述硅膠條與所述排管內壁之間均具有間隙。
[0011]進一步的，所述硅膠條內設有“十”字型加強筋。
[0012]進一步的，所述硅膠條的直徑與所述排管的直徑之比為1: 1.7。
[0013]進一步的，所述硅膠圓球的直徑大于所述排管的直徑而小于所述上、下集管的直徑。
[0014]進一步的，所述硅膠圓球與所述上、下集管的直徑之比為1: 1.6。
[0015]進一步的，所述上、下集管內部的兩端徑向固定有網蓋，所述網蓋的孔徑小于所述硅膠圓球的直徑。
[0016]與現有技術相比，本實用新型的優(yōu)點是:
[0017]1、采用本實用新型的技術方案，在集熱器的上集管和下集管內設置空心硅膠圓球，同時在排管內設置兩端密封且中空的硅膠條，硅膠圓球和硅膠條內均填充有壓力的空氣，當環(huán)境溫度在零度以下時，熱水系統(tǒng)中的水停止流動，上集管、下集管和排管內的水會結冰，這時硅膠圓球和硅膠條內的空氣受冷收縮，管道的水結冰后會從四周擠壓硅膠圓球或硅膠條，硅膠圓球和硅膠條外形受壓收縮，而減少管道的外壁受到的壓力，從而使管道不會被脹裂；
[0018]2、采用本實用新型的技術方案，直接采用水作為循環(huán)介質，不需要采用防凍液和二次換熱結構，可以提高熱水系統(tǒng)的熱效率，而且不使用化學制劑做循環(huán)介質，可以減少整個使用過程對環(huán)境的污染和對人身體傷害的安全隱患。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本實用新型一種抗凍型平板熱水系統(tǒng)實施例的結構示意圖；
[0021]圖2是圖1中A處的局部放大圖；
[0022]其中:1、儲熱水箱；2、上循環(huán)管路；3、下循環(huán)管路；4、集熱器；5、上集管；6、下集管；7、排管；8、硅膠圓球；9、硅膠條；10、隔熱保護層。
【具體實施方式】
[0023]以下結合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用于說明本實用新型而不限于限制本實用新型的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據具體廠家的條件做進一步調整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。
[0024]參見圖1-2，為本實用新型的結構示意圖，提供一種抗凍型平板熱水系統(tǒng)，其包括儲熱水箱1、集熱器4及循環(huán)管路，集熱器4通過循環(huán)管路與儲熱水箱I相連接，集熱器4流道包括上集管5、下集管6和設置在上集管5和下集管6之間的排管7，循環(huán)管路包括上循環(huán)管路2和下循環(huán)管路3，其中上集管5經上循環(huán)管路2連接至儲熱水箱I的上部，下集管6經下循環(huán)管路3連接至儲熱水箱I的下部。
[0025]工作時儲熱水箱I中的冷水由于重力的作用經過下循環(huán)管路3到下集管6然后進入到集熱器4排管7里面，經過太陽光輻射傳熱后，水溫迅速升高，由于水密度差的原因，水向上浮進入到集熱器4上集管5里面，上集管5再經上循環(huán)管路2回到儲熱水箱I里面，儲熱水箱I里面的水也因為密度差的原因造成冷水在下部，再次由于重力的作用進入下循環(huán)管路3里面，如此反復進行循環(huán)可以使水溫不斷升高。當環(huán)境溫度低于零度時，上循環(huán)管路2和下循環(huán)管路3由于具有隔熱保護層10，管路里面的水不會結冰，但是集熱器4內部管道由于沒有隔熱保護層經常會出現管路結冰爆裂的問題。
[0026]本實用新型對集熱器4內部管道進行改進，在上集管5和下集管6內設置若干個空心硅膠圓球8，該硅膠圓球8質軟且內部填充有空氣，同時在排管7內設有兩端密封且中空的硅膠條9，硅膠條9與排管7內壁之間具有間隙以便于水流通過，硅膠條9的長度與排管7的長度相匹配且硅膠條9的兩端固定在排管7兩端，同樣的硅膠條9質軟且內部填充有壓力的空氣，當集熱器4內部管道的水結冰時的體積會膨脹至水體積的1.1倍，此時硅膠圓球8和硅膠條9內的空氣受冷收縮，管道內的冰塊擠壓硅膠圓球8或硅膠條9而不會擠壓管道內壁，從而對管道具有保護作用，當溫度回升水解凍后，硅膠球8或硅膠條9由于內部壓力和結構彈性回復至收縮前的狀態(tài)，水開始流動系統(tǒng)正常運行，如此反復進行達到抗凍的目的。
[0027]另外，上集管5和下集管6的內部不適宜采用硅膠條9，因為條狀物體會在管道內部由于重力的作用下沉蓋住排管7出口影響水流，直接造成集熱器4由于介質循環(huán)不暢熱性能低下。
[0028]為了進一步優(yōu)化本實用新型的實施效果，使硅膠條9具有足夠的中空空間，在硅膠條9的內部設有“十”字型加強筋，同樣的硅膠圓球8內部也可設置相應的加強結構，優(yōu)選的，硅膠條9與所述排管7的直徑之比為1: 1.7。
[0029]為了保證熱水系統(tǒng)的正常工作，硅膠圓球8應能夠在上集管5或下集管6內隨水流流動而且不會進入到排管7內，所以硅膠圓球8的直徑大于排管7的直徑而小于上集管5或下集管6的直徑，優(yōu)選的硅膠圓球8與上集管5或下集管6的直徑之比為1: 1.6。
[0030]為了防止上集管5或下集管6內的硅膠圓球8隨水流排出，在上集管5和下集管6內部的兩端徑向固定有網蓋，該網蓋的孔徑小于硅膠圓球8的直徑并能保證水流通過。
[0031]上述實例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人員能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種直接循環(huán)抗凍型平板熱水系統(tǒng)，包括儲熱水箱(1)、集熱器(4)及循環(huán)管路，所述循環(huán)管路包括上循環(huán)管路(2)和下循環(huán)管路(3)，集熱器(4)流道包括上集管(5)、下集管(6)和設置在所述上集管(5)和下集管(6)之間的排管(7)，所述上集管(5)經所述上循環(huán)管路(2)連接至所述儲熱水箱(I)，所述下集管(6)經所述下循環(huán)管路(3)連接至所述儲熱水箱(I)，其特征在于:所述上集管(5)和所述下集管￠)內設有若干個空心硅膠圓球(8)，所述排管(7)內設有兩頭密封且中空的硅膠條(9)，所述硅膠圓球(8)和所述硅膠條(9)內填充有空氣，所述硅膠圓球⑶與所述上、下集管(5、6)內壁及所述硅膠條(9)與所述排管(7)內壁之間均具有間隙。
2.根據權利要求1所述的直接循環(huán)抗凍型平板熱水系統(tǒng)，其特征在于:所述硅膠條(9)內設有“十”字型加強筋。
3.根據權利要求1所述的抗凍型平板熱水系統(tǒng)，其特征在于:所述硅膠條(9)與所述排管(7)的直徑之比為1: 1.7。
4.根據權利要求1所述的直接循環(huán)抗凍型平板熱水系統(tǒng)，其特征在于:所述硅膠圓球(8)的直徑大于所述排管(7)的直徑而小于所述上、下集管(5、6)的直徑。
5.根據權利要求4所述的直接循環(huán)抗凍型平板熱水系統(tǒng)，其特征在于:所述硅膠圓球(8)與所述上、下集管(5、6)的直徑之比為1: 1.6。
6.根據權利要求1所述的直接循環(huán)抗凍型平板熱水系統(tǒng)，其特征在于:所述上、下集管(5,6)內部的兩端徑向固定有網蓋，所述網蓋的孔徑小于所述硅膠圓球(8)的直徑。
【專利摘要】本實用新型公開了一種直接循環(huán)抗凍型平板熱水系統(tǒng)，包括儲熱水箱、集熱器及循環(huán)管路，所述循環(huán)管路包括上循環(huán)管路和下循環(huán)管路，集熱器流道包括上集管、下集管和設置在所述上集管和下集管之間的排管，所述上集管經所述上循環(huán)管路連接至所述儲熱水箱，所述下集管經所述下循環(huán)管路連接至所述儲熱水箱，所述上集管和所述下集管內設有若干個空心硅膠圓球，所述排管內設有兩頭密封且中空的硅膠條，所述硅膠圓球和所述硅膠條內填充有空氣，所述硅膠圓球與所述上、下集管內壁及所述硅膠條與所述排管內壁之間均具有間隙。本實用新型提供的直接循環(huán)抗凍型平板熱水系統(tǒng)，可直接采用水作為循環(huán)介質，具有良好的抗凍性能，大大提高太陽能熱水系統(tǒng)的熱效率。
【IPC分類】F24J2-46, F24J2-24
【公開號】CN204593904
【申請?zhí)枴緾N201520184982
【發(fā)明人】陳少雄, 潘隆海
【申請人】江蘇巨天新能源有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年3月30日