CN205978775U - 一种防冻装置及具有该防冻装置的太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能热水器，具体地说是一种防冻装置及具有该防冻装置的太阳能热水器。一种防冻装置，其包括中空阀体(10)，所述阀体(10)上成型有入水口(11)和泄水口(12)，和设置在所述阀体(10)内的阀芯(20)，所述阀芯(20)与适于伸入管道中的感温棒(30)密封连接，所述感温棒(30)触发所述阀芯(20)运动用于打开或关闭所述入水口(11)和所述泄水口(12)之间的防冻通道。本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的防冻装置虽能实时防冻但结构复杂或虽结构简单但不能准确防冻，进而提供一种结构简单且又能精确防冻的防冻装置和具有该防冻装置的太阳能热水器。

Description

一种防冻装置及具有该防冻装置的太阳能热水器

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能热水器，具体地说是一种防冻装置及具有该防冻装置的太阳能热水器。

背景技术

目前我国太阳能热水系统使用相对集中的地区多为中部和南方地区，而北方大部分地区，特别是日光资源非常丰富的西北地区，但太阳能热水使用情况并不理想。由于太阳能热水系统有部分流道在室外，如在北方的冬天使用则可能会造成太阳能集热板和其系统管道结冰或者冻裂，使太阳能系统受损坏且失去作用。因此，要想太阳能系统广泛进入北方市场，防结冰和防冻裂问题是必须解决的关键技术。

为了解决上述技术问题，中国专利文献CN104833115A公开了一种能够实时防止管道冻结的太阳能热水器，其通过增加感温装置、循环水泵和带加热器的保温膨胀水箱，利用控制装置来实现太阳能水箱中的水与带加热器的膨胀水箱中的水实时交相流动，以达到实时防止管道冻堵冻结的目的。但上述的防冻结的装置复杂，成本高，其成本在销售时自然会转嫁给使用者，而在使用时，需要另带一个加热器，不仅增加了使用者的购买成本也增加了其使用成本。

为了解决上述技术问题，中国专利文献CN104833115A公开了一种防冻阀，其包括阀体和设于阀体上的套管，该阀体上设有泄水孔；所述套管以其底端固定于阀体上，该套管的顶端设有固定部件，所述套管内设有与所述泄水孔配合的密封垫，该密封垫与所述固定部件之间设有感温元件包，该感温元件包以温包座支撑于阀体上，密封垫设于感温元件包的底端与温包座之 间；该温包座与阀体之间还设有复位元件。

现有技术中的防冻阀设置在室外输水管上，环境中的温度低于设置的温度时，感温元件温包收缩，密封垫与温包座在复位元件作用向上移动，打开泄水孔，使少量水流泄出，通过连续的水流避免管道结冻，该防冻阀结构虽然简单，但现有技术的防冻阀中的感温元件感应的是外界的温度，因外界的温度和管道中水的温度有可能不一样，本申请中该防冻阀设置的开启的外界温度是4±1℃，而此时管道里的水温有可能是6℃或更高，那么此时提前开启阀门且一流就一整晚甚至一整天或更长时间，不仅达不到防冻的效果还会浪费水资源，给使用者造成不必要的浪费和增加使用成本。即使防冻阀设置的开启温度已预留了管内和管外的温差，但因为金属管的散热性能比空气更强，有可能管内与管外的温度比实际已一致，或管内温度比管外的温度更低，因此有可能出现管内已开始结冰，但管外的温度还在设定的温度之上，不能及时对太阳能热水器进行防冻，对太阳能热水器造成损伤。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的防冻装置虽能实时防冻但结构复杂或虽结构简单但不能准确防冻，进而提供一种结构简单且又能精确防冻的防冻装置和具有该防冻装置的太阳能热水器。

为解决上述技术问题，本实用新型的一种防冻装置，其包括

中空阀体，所述阀体上成型有入水口和泄水口，和

设置在所述阀体内的阀芯，所述阀芯与适于伸入管道中的感温棒密封连接，所述感温棒触发所述阀芯运动用于打开或关闭所述入水口和所述泄水口之间的防冻通道。

所述感温棒为一端封闭一端开口的中空长管，所述中空长管的开口端与所述阀体固定密封连接，所述中空管内填充感温材料，所述阀芯和所述中空长管之间设置有在所述阀芯在关闭所述防冻通道过程中反方向施加一个偏压力的复位弹簧，所述感温材料在第一设定温度开始热胀推动所述阀芯关闭所述防冻通道，所述感温材料在第二设定温度开始冷缩使所述阀芯在复位弹 簧的作用下打开所述防冻通道。

所述感温材料和所述阀芯之间设置有密封球。

所述入水口与所述感温棒同轴设置。

所述阀体可拆分为上阀体和下阀体，所述上阀体和所述下阀体之间螺纹密封连接，所述感温棒设置在所述下阀体上，所述泄水孔设置在所述上阀体上。

所述阀芯包括阀杆和固定设置在所述阀杆中部的密封塞，所述阀杆带动所述密封塞与所述阀芯配合打开或关闭所述防冻通道。

所述阀体上设置有用于调节触发温度的调节装置，所述调节装置通过调节弹簧作用于远离所述感温棒一端的所述阀杆上。

所述感温棒上设置有限位弹簧用于限制所述感温棒在所述阀芯关闭所述防冻通道过程中向外移动的距离。

一种太阳能热水器，其包括具有集热管的集热器，其具有上述防冻装置，所述防冻装置的入水口通过三通管设置在所述集热管的出水管路上。

所述泄水孔与换热水箱连通。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，

1.在本实用新型所述防冻装置中，其包括中空阀体，所述阀体上成型有入水口和泄水口，和设置在所述阀体内的阀芯，所述阀芯与适于伸入管道中的感温棒密封连接，所述感温棒触发所述阀芯运动用于打开或关闭所述入水口和所述泄水口之间的防冻通道，即通过将感温棒伸入管道中，用于测量管道中的水温，因此能实时感应管道中水的实际温度并及时做出反应，且防冻和测温成型在一个装置中，结构也更加简单。

2.在本实用新型所述防冻装置中，所述感温棒为一端封闭一端开口的中空长管，所述中空长管的开口端与所述阀体固定密封连接，所述中空管内填充感温材料，所述阀芯和所述中空长管之间设置有在所述阀芯在关闭所述 防冻通道过程中反方向施加一个偏压力的复位弹簧，所述感温材料在第一设定温度开始热胀推动所述阀芯关闭所述防冻通道，所述感温材料在第二设定温度开始冷缩使所述阀芯在复位弹簧的作用下打开所述防冻通道，即通过感温材料的热胀来推动阀芯向上运动，通过感温材料的冷缩使阀芯在复位弹簧的作用下恢复原位，从而打开防冻通道，使水流从入水口进入并从泄水口流出，结构简单，实施方便。

3.在本实用新型所述防冻装置中，所述感温材料和所述阀芯之间设置有密封球，通过密封球与阀芯直接接触，即有对感温材料进行密封隔离，又通过密封球来进行力的传递。

4.在本实用新型所述防冻装置中，所述入水口与所述感温棒同轴设置，即不需要另设出水口，在入水口的空间纳入感温棒，空间利用率更高，结构进一步简化，体积也更加小。

5.在本实用新型所述防冻装置中，所述阀体可拆分为上阀体和下阀体，所述上阀体和所述下阀体之间螺纹密封连接，所述感温棒设置在所述下阀体上，所述泄水孔设置在所述上阀体上，结构更加合理，分为上下阀体也更有利于制造和安装。

6.在本实用新型所述防冻装置中，所述阀体上设置有用于调节触发温度的调节装置，所述调节装置通过调节弹簧作用于远离所述感温棒一端的所述阀杆上，即通过调节弹簧用用于阀杆上的作用于与感温材料热胀上升所传递的力之间的平衡来进行触发温度的调节，可通过应用环境的不同，设置不同的触发温度值，适应性更强。

7.在本实用新型所述太阳能热水器中，其包括具有集热管的集热器，其具有上述任一所述防冻装置，所述防冻装置的入水口通过三通管设置在所述集热管的出水管路上，其具有上述防冻装置所具有的所有优点和效果。

8.在本实用新型所述太阳能热水器中，所述泄水孔与换热水箱连通，不但具有防冻的效果，同时也不会浪费水资料，回收的水回流到换热水箱中以便进行加热或洗澡等应用。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型一实施例中所述防冻装置阀芯关闭状态剖视图；

图2是本实用新型一实施例中所述防冻装置阀芯打开状态剖视图；

图3是本实用新型一实施例中具有防冻装置的所述太阳能热水器示意图。

图中附图标记表示为：1-防冻装置，10-阀体，11-入水口，12-泄水口，20-阀芯，201-密封塞，202-阀杆，30-感温棒，301-感温材料，302-中空长管，40-密封球，50-复位弹簧，51-调节弹簧，52-限位弹簧，60-调节装置，2-太阳能热水器，21-换热水箱，22-出水管路。

具体实施方式

图1和图2是本实施例中所述防冻装置1，其包括中空阀体10，所述阀体10上成型有入水口11和泄水口12，和设置在所述阀体10内的阀芯20，所述阀芯20与适于伸入管道中的感温棒30密封连接，所述感温棒30触发所述阀芯20运动用于打开或关闭所述入水口11和所述泄水口12之间的防冻通道，即通过将感温棒30伸入管道中，用于测量管道中的水温，因此能实时感应管道中水的实际温度并及时做出反应，且防冻和测温成型在一个装置中，结构也更加简单。本实施例中所述阀芯20包括阀杆202和固定设置在所述阀杆202中部的密封塞201，所述阀杆202带动所述密封塞201与所述阀芯20配合打开或关闭所述防冻通道。本实施例中，所述感温棒30为一端封闭一端开口的中空长管302，所述中空长管302的开口端与所述阀体10固定密封连接，所述中空管内填充感温材料301，所述阀芯20和所述中空长管302之间设置有在所述阀芯20在关闭所述防冻通道过程中反方向施加一个偏压力的复位弹簧50，所述感温材料301在第一设定温度开始热胀推动所述阀芯20关闭所述防冻通道，所述感温材料301在第二设定温度开始冷缩使所述阀芯20在复位弹簧50的作用下打开所述防冻通道，本实施例中 所述复位弹簧50同轴套设在所述阀芯20上，即通过感温材料301的热胀来推动阀芯20向上运动，通过感温材料301的冷缩使阀芯20在复位弹簧50的作用下恢复原位，从而打开防冻通道，使水流从入水口11进入并从泄水口12流出，结构简单，实施方便。所述感温材料可以根据实际环境进行选择，可以是液态的，也可以是固态的，本实施例中所述感温材料301为感温石蜡。

进一步，本实施例在上述实施例的基础上，所述感温材料301和所述阀芯20之间设置有密封球40，通过密封球40与阀芯20直接接触，即有对感温材料301进行密封隔离，又通过密封球40来进行力的传递。

进一步，本实施例在上述实施例的基础上，所述入水口11与所述感温棒30同轴设置，即不需要另设出水口，在入水口11的空间纳入感温棒30，空间利用率更高，结构进一步简化，体积也更加小。

进一步，本实施例在上述实施例的基础上，所述阀体10上设置有用于调节触发温度的调节装置60，所述调节装置60通过调节弹簧51作用于远离所述感温棒30一端的所述阀杆202上。本实施例中所述调节装置为调节螺钉，与所述感温棒30相对的一端的阀体10螺纹连接，调节螺钉与阀芯20相抵，可通过应用环境的不同，设置不同的触发温度值，适应性更强。

进一步，本实施例在上述实施例的基础上，所述阀体10可拆分为上阀体和下阀体，所述上阀体和所述下阀体之间螺纹密封连接，所述感温棒30设置在所述下阀体上，所述泄水孔设置在所述上阀体上，结构更加合理，分为上下阀体也更有利于制造和安装。

进一步，本实施例在上述实施例的基础上，所述感温棒30上设置有限位弹簧52用于限制所述感温棒30在所述阀芯20关闭所述防冻通道过程中向外移动的距离。

具有上述防冻装置1的太阳能热水器2，其包括具有集热管的集热器，所述防冻装置1的入水口11通过三通管设置在所述集热管的出水管路22上，其具有上述防冻装置1所具有的所有优点和效果。

进一步，本实施例在上述实施例的基础上，所述泄水孔12与换热水箱21连通，如图3所示，不但具有防冻的效果，同时也不会浪费水资料，回收的水回流到换热水箱21中经过加热可二次供应地暖、散热片、空调等供暖设备使用。

使用时，当感温棒30里面的石蜡感应水温高于5℃时会热胀，感温棒30里面的密封球受到石蜡热胀会往上位移推动阀芯20往上移动，当水温高于5℃时感温棒30石蜡热胀的推力大于调节弹簧51工作力，因此，调节弹簧51会压紧收缩，阀芯20和阀杆202螺纹锁紧处设置有密封垫，密封塞201和阀杆202往上移动从而关闭防冻通道。密封塞201就会碰到阀体10过水孔下端面，而阀体10的过水孔直径比密封塞201直径小，受到限制不能再往上移动。感温棒30外壳就会压着垫圈往下移动，同时垫圈也压着限位弹簧52收缩，完全可以满足感温棒30的位移行程，不会因为关闭阀门后受到阻挡而影响位移行程，当感温材料升的时候推动阀芯上移，在复位弹簧的作用下所述感温棒的中空长管302向下移动，限位弹簧的设置是为了防止所述中空长管302在所述阀芯已关闭防冻通道但复位弹簧的应力仍然存在时继续向外移动。

当感温棒30里面的石蜡感应水温低于3℃时会冷缩，感温棒30里面的复位弹簧50就会推动阀杆202，阀杆202推动密封球往下位移，调节弹簧51也会推动阀杆202移动，密封塞201和阀杆202是用螺纹锁紧固定，也会跟着移动，而密封塞201又会推动阀杆202，密封塞201和阀杆202密封连接，密封塞201和阀杆202往下移动就会打开阀体10的打开防冻通道，此时，太阳能储水罐中的热水就会进入集热板及系统管道，使太阳能集热板中及系统管道的水温升高，避免水温持续降低而发生太阳能集热板及管网结冰和冻裂，当集热板中及系统管道水温高于5℃时，防止太阳能集热板及管网结冰和冻裂的装置自动关闭，停止排水。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷 举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种防冻装置，其特征在于，其包括

中空阀体(10)，所述阀体(10)上成型有入水口(11)和泄水口(12)，和

设置在所述阀体(10)内的阀芯(20)，所述阀芯(20)与适于伸入管道中的感温棒(30)密封连接，所述感温棒(30)触发所述阀芯(20)运动用于打开或关闭所述入水口(11)和所述泄水口(12)之间的防冻通道。

2.根据权利要求1所述防冻装置，其特征在于，所述感温棒(30)为一端封闭一端开口的中空长管(302)，所述中空长管(302)的开口端与所述阀体(10)固定密封连接，所述中空管内填充感温材料(301)，所述阀芯(20)和所述中空长管(302)之间设置有在所述阀芯(20)在关闭所述防冻通道过程中反方向施加一个偏压力的复位弹簧(50)，所述感温材料(301)在第一设定温度开始热胀推动所述阀芯(20)关闭所述防冻通道，所述感温材料(301)在第二设定温度开始冷缩使所述阀芯(20)在复位弹簧(50)的作用下打开所述防冻通道。

3.根据权利要求2所述防冻装置，其特征在于，所述感温材料(301)和所述阀芯(20)之间设置有密封球(40)。

4.根据权利要求1所述防冻装置，其特征在于，所述入水口(11)与所述感温棒(30)同轴设置。

5.根据权利要求1所述防冻装置，其特征在于，所述阀体(10)可拆分为上阀体和下阀体，所述上阀体和所述下阀体之间螺纹密封连接，所述感温棒(30)设置在所述下阀体上，所述泄水孔设置在所述上阀体上。

6.根据权利要求1-5任一所述防冻装置，其特征在于，所述阀芯(20)包括阀杆(202)和固定设置在所述阀杆(202)中部的密封塞(202)，所述阀杆(202)带动所述密封塞(202)与所述阀芯(20)配合打开或关闭所述防冻通道。

7.根据权利要求6所述防冻装置，其特征在于，所述阀体(10)上设置有用于调节触发温度的调节装置(60)，所述调节装置(60)通过调节弹簧(51)作用于远离所述感温棒(30)一端的所述阀杆(202)上。

8.根据权利要求7所述防冻装置，其特征在于，所述感温棒(30)上设置有限位弹簧(52)用于限制所述感温棒(30)在所述阀芯(20)关闭所述防冻通道过程中向外移动的距离。

9.一种太阳能热水器，其包括具有集热管的集热器，其特征在于，其具有权利要求1-8任一所述防冻装置(1)，所述防冻装置(1)的入水口(11)通过三通管设置在所述集热管的出水管路(22)上。

10.根据权利要求9所述太阳能热水器，其特征在于，所述泄水孔(12)与换热水箱(21)连通。