[其他]一種整體抗凍太陽能熱水器

在審

• 申請號: 101985000007910
• 申請日: 1985-10-31
• 公開（公告）號: CN85107910B
• 公開（公告）日: 1988-03-02
• 發明（設計）人: 江希年;巢以明;陶楨;王敬瓏
• 申請（專利權）人: 北京市太陽能研究所
• 代理公司: 北京科技專利事務所
• 代理人: 韓建功

一種整體式抗凍熱水器，由一個以上具有小循環回路的集熱條組成。集熱條為帶有肋片的集熱管和下循環光管底部聯通一體，管子端部直接插入保溫水箱結構，這樣管內的水在凍結時，由于受保溫水箱熱源的影響，由下而上有序凍結，將結冰膨脹排開的水排入水箱，便管子不產生膨脹力，確保集熱器不被凍壞，達到了抗凍的目的，而且凍結后易于解凍并重新形成循環。本發明結構簡單，成本低，壽命長。可廣泛應用于冬季有凍結問題的太陽能熱水系統中。

本發明涉及一種太陽能熱水器，特別是一種抗凍太陽能熱水器。

迄今用于冬季的太陽能熱水器所面臨的關鍵問題是集熱板中的水在無陽光且環境溫度在0℃以下的情況下結冰膨脹，將集熱板脹壞。為克服上述問題，目前普遍采用的方法有三種：1.防凍液雙回路法;即在集熱板中放有0℃以下不凍結的防凍液，防凍液在集熱板中受熱后，通過換熱器將水箱內的水加熱。這種方法成本高且集熱效率低;2.排空法：即當集熱板中的水達到0℃時將水排空，從而避免集熱板凍結問題。這種方法需要許多電控部件，成本高且不可靠;3.彈性法：集熱板用彈性材料制成，從而避免凍壞集熱板問題，這種方法集熱器成本高，壽命短，無法推廣使用。

本發明的抗凍熱水器利用一種新的防凍原理-有序凍結原理來實現抗凍。這種熱水器是由一個以上具有小循環回路的集熱單元組成，每個集熱單元由靠近玻璃蓋板的外循環管和靠近保溫底板的內循環管組成，兩管底端相通，上端分別插入保溫水箱，并且兩管插入水箱部分有一高差。這樣每個集熱單元組成了一個小循環回路，當無陽光照射且環境溫度低于0℃時，每個集熱單元的兩根循環管內的水開始凍結，由于兩管底部相聯，且底部遠離作為熱源的水箱，底部溫度最低，由底部到水箱形成一溫度梯度，因此底部的水最先凍結，然后逐漸向上凍結。水結冰時膨脹所排開的水排入水箱，從而保證了管子不受膨脹力而被凍壞。

日本稱開昭57-26348中公開的太陽能集熱器具有上述集熱單元，雖然該發明未提到抗凍性能。但由于它具有上述結構特點，所以它客觀上也可實現有序凍結從而達到抗凍目的。但是這種集熱器的缺點是，當集熱器內的水凍結后，當有日照時，其外循環管易解凍，而內循環管由于光照差不易解凍，因此經過很長時間也難以形成循環。

本發明的目的是提供一種利用有序凍結原理實現抗凍的太陽能熱水器，它在凍結后易于解凍并重新形成循環。

本發明的目的是這樣來實現的：在上面描述的集熱單元中，在內循環管上裝有肋片，該循環管作為集熱管，外循環管為循環光管，集熱管插入水箱的深度要大于循環光管插入水箱的深度。

本發明的太陽能熱水器不僅能抗凍而且易于解凍，并實現再循環，該熱水器結構簡單成本低廉。

下面結合附圖對本發明的實施進行詳細描述。

圖1是抗凍太陽能熱水器側剖視圖;

圖2是抗凍太陽能熱水器正視圖。

圖1中，太陽能熱水器的集熱板由一個以上具有小循環回路的集熱條6并聯組成，每一個集熱條6為獨立的運行單元，集熱條6由下循環光管1和帶肋片的集熱管2組成，兩管底部相通，例如可通過變徑的，帶有排污孔的聯接頭焊接為一體，組成一個小循環回路，集熱管2和循環光管1的另外一端直接插入保溫水箱5，插入深度集熱管2要比循環光管高，高差最好在50mm以上，以利于水的自然循環。光管和集熱管下端固定在保溫底板4上，上端由保溫水箱5固定。集熱板外表面蓋有玻璃蓋板3。當有光照時，帶肋片的集熱管2中的水溫高于循環光管1內的水溫，兩管之間水產生密度差形成循環，將水箱內的水加熱，當無陽光照射且環境溫度低于0℃時，管1，2中的水開始凍結，由于兩管底部相聯，且底部遠離水箱的熱源，因此底部的水最先凍結，然后逐漸向上凍結，將水結冰時膨脹所排開的水排入水箱，從而保證了管子不受膨脹力而被凍壞。當再次出現光照時，循環光管由于直接接受陽光容易解凍，而集熱管由于帶肋片更容易解凍，因此整個集熱器可在較短的時間內解凍并開始重新循環。