CN101825354A - 抗冻型太阳能平板集热器 - Google Patents

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CN101825354A CN201010166526A CN201010166526A CN101825354A CN 101825354 A CN101825354 A CN 101825354A CN 201010166526 A CN201010166526 A CN 201010166526A CN 201010166526 A CN201010166526 A CN 201010166526A CN 101825354 A CN101825354 A CN 101825354A
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Abstract

抗冻型太阳能平板集热器，涉及一种平板式太阳能集热器技术领域，包括保温层及在保温层内设置的集热板；所述集热板包含吸热片、上集热管、下集热管、多个两端分别与上集热管和下集热管分别连接的并排布置的吸热管，各吸热管的内径不大于与之连接的上集热管和下集热管的内径；所述吸热管与吸热片相互连接，所述上集热管和下集热管的一端大于另一端，中间设有渐变的直径，上集热管和下集热管的大端设置有与水箱相接的开口；所述上集热管和下集热管大端开口方向反向设置。本发明结构简单、合理，可有效克服低温条件下吸热管或上集热管、下集热管因管内存水而冻裂的现象，并且循环更彻底，可适用于特别大的工程。

Description

抗冻型太阳能平板集热器
技术领域
本发明涉及一种平板式太阳能集热器技术领域，特别是抗冻型太阳能平板集热器。
背景技术
至今用于冬季的太阳能热水器所面临的关键问题是集热板中的水在无阳光且环境温度在0℃以下的情况下结冰膨胀，将集热板上的吸热管及上下集热管冻裂。为克服以上问题，目前普遍采用以下三种方法：1，防冻液双循环法：即在集热板中放有0℃以下不冻结的防冻液，防冻液在集热板中受热后，通过换热器将水箱内的水加热。这种方法成本较高且集热效率低。2，排空法：即当集热板中的水达到0℃以下时将集热板中的水排空，从而避免集热板冻结的问题，这种方法须许多电控部分，成本高且不可靠。3，弹性法：集热板采用弹性材料制成，从而避免冻坏集热器，这种方法成本高寿命短，无法推广使用。
发明内容
本发明目的在于设计一种生产成本低、无需采用电控的抗冻型太阳能平板集热器。
本发明包括保温层及在保温层内设置的集热板；所述集热板包含吸热片、上集热管、下集热管、多个两端分别与上集热管和下集热管分别连接的并排布置的吸热管，各吸热管的内径不大于与之连接的上集热管和下集热管的内径；所述吸热管与吸热片相互连接，所述上集热管和下集热管的一端大于另一端，中间设有渐变的直径，上集热管和下集热管的大端设置有与水箱相接的开口；所述上集热管和下集热管大端开口方向反向设置。
本发明利用了有序冻结原理，这种集热器中的上集热管和下集热管管径较大的一端分别与保温水箱的循环管连接。太阳能热水系统在工作状态时，集热器内集热板内充满水。当运行环境在0℃以下时，水循环停止，各个管道内的水同时开始冻结，由于各吸热管的内管径最小且附有吸热片，其散热最快，所以首先冻结，冻结后的水排入上集热管和下集热管内，又由于上集热管和下集热管一头小一头大，在冻结时由上集热管和下集热管的管径最小端最先冻结，冻结后的水排入与之连接下一个管径较大的上集热管和下集热管内，遵循有序冻结的原理，集热管内的水依次冻结，集热板中的水在结冰后将多出的水排出挤入水箱，从而保证集热器冻而不坏。在0℃环境时，应事先做好集热器与水箱的连接两条集热管的保温，并保证此两条集热管最后冻结。
本发明的有益效果是：结构简单、合理，无需采用电控，方便生产、安装，可有效克服低温条件下吸热管或上集热管、下集热管因管内存水而冻裂的现象，可提高太阳能热水器的使用寿命。并且循环更彻底，可适用于特别大的工程。
为了便于生产，上集热管和下集热管可分别由至少两根不同直径的金属直管依次相接组成。也可分别采用锥形管，或采用两根以上金属锥形管依次相接组成。
本发明上集热管和下集热管的小端可以为盲端，各吸热管分别连接在上集热管和下集热管的中部。
上集热管和下集热管的小端也可直接与靠近的吸热管连接。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
图2为图1的A-A断面图。
图3为两组集热器联接的一种结构示意图。
图4为两组集热器联接的第二种结构示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明由外框1、背板2、背板保温板3、上、下两侧保温条6、前玻璃盖板9、密封条7及内置集热板组成。
在由背板保温板3、上、下两侧保温条6组成的保温层内设置集热板。
集热板包含吸热片10、上集热管8、下集热管5、多个两端分别与上集热管8和下集热管5分别连接的并排布置的吸热管4，各吸热管4的外侧分别与吸热片10相互连接。各吸热管4的内径不大于上集热管8和下集热管5的小端的内径。
上集热管8和下集热管5的一端大于另一端，上集热管8和下集热管5的大端设置有与水箱相接的开口，小端为盲端，如图3、4所示。
如图1所示，上集热管8和下集热管5分别由六根不同直径的金属直管依次相接组成，上集热管8和下集热管5大端开口方向反向设置。上集热管8和下集热管5的小端直接与靠近的吸热管4连接。
如图3所示，两组集热器反向联接，每组的上集热管8和下集热管5大端开口方向反向设置，两个下集热管5的大端相互连接并设置与水箱相接的下连接管12。
如图4所示，两组集热器反向联接，每组的上集热管8和下集热管5大端开口方向反向设置，两个上集热管8的大端相互连接并设置与水箱相接的上连接管13。

Claims (6)

1.抗冻型太阳能平板集热器，包括保温层及在保温层内设置的集热板；所述集热板包含吸热片、上集热管、下集热管、多个两端分别与上集热管和下集热管分别连接的并排布置的吸热管，各吸热管的内径不大于与之连接的上集热管和下集热管的内径；所述吸热管与吸热片相互连接，所述上集热管和下集热管的一端大于另一端，中间设有渐变的直径，上集热管和下集热管的大端设置有与水箱相接的开口；其特征在于：所述上集热管和下集热管大端开口方向反向设置。
2.根据权利要求1所述抗冻型太阳能平板集热器，其特征在于：所述上集热管和下集热管分别由至少两根不同直径的金属直管依次相接组成。
3.根据权利要求1所述抗冻型太阳能平板集热器，其特征在于：所述上集热管和下集热管分别为锥形管。
4.根据权利要求1所述抗冻型太阳能平板集热器，其特征在于：所述上集热管和下集热管分别由两根以上金属锥形管依次相接组成。
5.根据权利要求1或2或3或4所述抗冻型太阳能平板集热器，其特征在于：所述上集热管和下集热管的小端为盲端。
6.根据权利要求1或2或3或4所述抗冻型太阳能平板集热器，其特征在于：所述上集热管和下集热管的小端与靠近的吸热管连接。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103776179A (zh) * 2014-02-19 2014-05-07 扬州市喜来太阳能科技有限公司 一种弹性集管式的抗冻型平板太阳能集热器

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CN85107910B (zh) * 1985-10-31 1988-03-02 北京市太阳能研究所 一种整体抗冻太阳能热水器
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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