一種直接循環(huán)抗凍型平板熱水系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能技術(shù)領(lǐng)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(shù)】
[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(shù)的發(fā)展，太陽能熱水系統(tǒng)(熱水器)也隨之出現(xiàn)，并且逐漸成為太陽能利用的重要能量轉(zhuǎn)換設(shè)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(jīng)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(xiàn)，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(jié)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(zhì)，只有利用冰點低的化學(xué)制劑(防凍液)做系統(tǒng)中的循環(huán)介質(zhì)，使用二次換熱結(jié)構(gòu)來解決太陽能集熱系統(tǒng)中管道結(jié)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(zhuǎn)換效率低下，產(chǎn)品成本居高不下。
[0006]第二，由于使用的防凍液都是化學(xué)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(xué)制劑和水組合而成，高溫流動會使水蒸發(fā)，造成經(jīng)常需要加液來保證系統(tǒng)正常運行，使產(chǎn)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(nèi)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(zhì)，可直接采用水作為循環(huán)介質(zhì)，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(shù)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(shè)置在所述上集管和下集管之間的排管，所述上集管經(jīng)所述上循環(huán)管路連接至所述儲熱水箱，所述下集管經(jīng)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(nèi)設(shè)有若干個空心硅膠圓球，所述排管內(nèi)設(shè)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(nèi)填充有空氣，所述硅膠圓球與所述上、下集管內(nèi)壁及所述硅膠條與所述排管內(nèi)壁之間均具有間隙。
[0011]進一步的，所述硅膠條內(nèi)設(shè)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(nèi)部的兩端徑向固定有網(wǎng)蓋，所述網(wǎng)蓋的孔徑小于所述硅膠圓球的直徑。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是:
[0017]1、采用本實用新型的技術(shù)方案，在集熱器的上集管和下集管內(nèi)設(shè)置空心硅膠圓球，同時在排管內(nèi)設(shè)置兩端密封且中空的硅膠條，硅膠圓球和硅膠條內(nèi)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(nèi)的水會結(jié)冰，這時硅膠圓球和硅膠條內(nèi)的空氣受冷收縮，管道的水結(jié)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(shù)方案，直接采用水作為循環(huán)介質(zhì)，不需要采用防凍液和二次換熱結(jié)構(gòu)，可以提高熱水系統(tǒng)的熱效率，而且不使用化學(xué)制劑做循環(huán)介質(zhì)，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(shù)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(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)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(jié)構(gòu)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(jié)合具體實施例對上述方案做進一步說明。應(yīng)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(jù)具體廠家的條件做進一步調(diào)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(jié)構(gòu)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(shè)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(jīng)上循環(huán)管路2連接至儲熱水箱I的上部，下集管6經(jīng)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(jīng)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(jīng)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(jīng)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(fù)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(jié)冰，但是集熱器4內(nèi)部管道由于沒有隔熱保護層經(jīng)常會出現(xiàn)管路結(jié)冰爆裂的問題。
[0026]本實用新型對集熱器4內(nèi)部管道進行改進，在上集管5和下集管6內(nèi)設(shè)置若干個空心硅膠圓球8，該硅膠圓球8質(zhì)軟且內(nèi)部填充有空氣，同時在排管7內(nèi)設(shè)有兩端密封且中空的硅膠條9，硅膠條9與排管7內(nèi)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(zhì)軟且內(nèi)部填充有壓力的空氣，當集熱器4內(nèi)部管道的水結(jié)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(nèi)的空氣受冷收縮，管道內(nèi)的冰塊擠壓硅膠圓球8或硅膠條9而不會擠壓管道內(nèi)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(nèi)部壓力和結(jié)構(gòu)彈性回復(fù)至收縮前的狀態(tài)，水開始流動系統(tǒng)正常運行，如此反復(fù)進行達到抗凍的目的。
[0027]另外，上集管5和下集管6的內(nèi)部不適宜采用硅膠條9，因為條狀物體會在管道內(nèi)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(zhì)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(nèi)部設(shè)有“十”字型加強筋，同樣的硅膠圓球8內(nèi)部也可設(shè)置相應(yīng)的加強結(jié)構(gòu)，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(yīng)能夠在上集管5或下集管6內(nèi)隨水流流動而且不會進入到排管7內(nèi)，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(nèi)的硅膠圓球8隨水流排出，在上集管5和下集管6內(nèi)部的兩端徑向固定有網(wǎng)蓋，該網(wǎng)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(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人員能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)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(shè)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(jīng)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(jīng)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(nèi)設(shè)有若干個空心硅膠圓球(8)，所述排管(7)內(nèi)設(shè)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(nèi)填充有空氣，所述硅膠圓球⑶與所述上、下集管(5、6)內(nèi)壁及所述硅膠條(9)與所述排管(7)內(nèi)壁之間均具有間隙。
2.根據(jù)權(quán)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(nèi)設(shè)有“十”字型加強筋。
3.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(nèi)部的兩端徑向固定有網(wǎng)蓋，所述網(wǎng)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(shè)置在所述上集管和下集管之間的排管，所述上集管經(jīng)所述上循環(huán)管路連接至所述儲熱水箱，所述下集管經(jīng)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(nèi)設(shè)有若干個空心硅膠圓球，所述排管內(nèi)設(shè)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(nèi)填充有空氣，所述硅膠圓球與所述上、下集管內(nèi)壁及所述硅膠條與所述排管內(nèi)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(zhì)，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