CN207196959U - 防冻型平板太阳能集热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种防冻型平板太阳能集热器，其包括支架组件和热集储组件，其中，所述热集储组件由所述支架组件保持组装在一起，所述热集储组件用于收集和储存太阳能，将其中的冷水转变成热水；所述支架组件包括外框架(1)；所述热集储组件包括板芯(2)，其中，在所述板芯(2)内设置有导流道，水流能够从所述导流道中通过；并且，所述导流道包括主流道(4)和支流道(5)，其中，所述主流道将所述支流道并联地连通；在所述主流道和支流道中均设置有冷压增容部件，其中，所述冷压增容部件在所述导流道的水冻成冰的膨胀过程中产生的压力下被压缩而减少体积占空，从而释放冰的膨胀压力，防止所述主流道和支流道被冻裂。

Description

防冻型平板太阳能集热器

技术领域

本实用新型涉及工作流体流过集热器的太阳能集热器(F24J 2/04)，本实用新型尤其涉及工作流体在平板之间传送的太阳能集热器(F24J2/20)，具体地，本实用新型涉及防冻型平板太阳能集热器，其包括支架组件和热集储组件，其中，所述热集储组件由所述支架组件保持组装在一起，所述热集储组件用于收集和储存太阳能；所述支架组件包括外框架；所述热集储组件包括板芯，其中，在所述板芯内设置有导流道，水流能够从所述导流道中通过。

背景技术

太阳能用太阳能取热，环保节能，既能为国家带来社会效益，又能为使用者带来经济效益。随着太阳能热吸收技术的成熟，太阳能热水器已经逐渐普及。平板集热器，因为拥有美观、抗冲击力强、不易漏水等优点，深受人们喜爱。但平板集热器冬季的防冻问题始终是一个头痛的问题，现有一般采用防冻循环介质或排空方式进行防冻，但此两种防冻形式都有很多隐患。在此种环境下，硅胶防冻型平板太阳能集热器应运而生。

专利文献CN202166212U公开一种新型防冻平板太阳能集热器，由边框组件、背板、集热储热体组件组成，集热储热体组件由集管、液体通道、太阳能集热板组成，集管中有支撑体，集管中的支撑体横断面为车毂形，集管为铜管或者不锈钢管，支撑体为硅橡胶。在集管中增加一个硅橡胶材质的支撑体，使得在寒冷季节中使用时通过挤压支撑体改变通道的容量，降低了管道冬天爆裂的可能性，延长了集热器的使用寿命。

专利文献CN1508497A公开本发明一种防冻太阳能热水器集热板是由翼板(管)(1)；上、下集管(2)；气室(3)组成。在太阳能热水器集热板的上、下集管上端分别装有具有密封型的气室，气室与集管相通。该发明结构新颖、合理，在太阳能的使用上不作任何操作便从根本上解决了太阳能热水器不被冻坏的问题，提高了太阳能热水器的适用范围及性能，使太阳能热水器在严寒地带也能放心使用。

专利文献CN103542562A公开一种平板太阳能热水器的防冻方法，属太阳能技术领域。其技术解决方案为：在连接水箱与集热器中的上集管和下集管的上循环管和下循环管中，采用对连接的上集管和上循环管、连接的下集管和下循环管中间分别设置柔性伸缩管，当平板集热器的上、下集管和排管以及循环管之间的水，在气温低结冰产生体积膨胀时，柔性伸缩管被挤压收缩，气体的压缩量远远大于水结冰时的膨胀量，因此不会造成集热器的压力过大而开裂，本发明的方法可有效的解决传统平板太阳能热水器在解决防冻的过程中，额外造成的能源损耗和热损失以及成本过高问题，可有效的防止平板型太阳能热水器因结冰而造成的损坏，保证了太阳能热水器的得热效率，避免了二次维护问题。

专利文献CN203671948U公开一种弹性抗冻型平板太阳能集热器，包括玻璃盖板、集热器型框，以及设在集热器型框内的集热板芯、吸热板、保温层和弹性管，所述集热板芯包括多个并排对齐分布的集热板芯支管和设在集热板芯支管两端的集热板芯集管，所述集热板芯集管与集热板芯支管同侧的所有端口连接，且所述集热板芯集管设置有至少一个弹性连接管；所述吸热板设在集热板芯支管的上方，所述保温层设在集热板芯支管和集热板芯集管的下方；所述玻璃盖板设在集热器型框上形成密封。本实用新型集热板芯集管上的弹性管膨胀，保证了集热器集管的抗冻性，从而不会因为膨胀而冻裂流道，使得集热器集热板芯被冻坏。

专利文献CN2288395Y公开一种抗冻太阳能热水器,其吸热体由多个集热排管(2)和下集管(3)组成,集热排管上下端分别与水箱(1)和下集管相连通,其特点是集热排管上部的贮水空间呈上截面不小于下截面的直柱形状,该部分在集热器(5)中的长度,不小于吸热体纵向长度的1/20。集热排管和下集管均为无弹性膨胀、内径相等、肋片宽度相等的金属集热条。有上述形状特点的太阳能热水器,在首次结冻时和在二次结冻时均具有抗冻性能。

解决平板太阳能集热器的防冻裂技术问题，专利文献CN202166212U公开的技术方案仅在集管3中布置硅橡胶材质的支撑体，而没有在液体通道7中布置硅橡胶材质的支撑体，因而对液体通道7的防冻保护有限，在集管3首先冻结的情况下，液体通道7后续冻结同样产生高压膨胀，不能由集管3中的支撑体吸收膨胀，液体通道7有可能受冻破裂。

因此，设计出防冻性能安全可靠的平板太阳能集热器依然是本领域技术人员的研发目标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出防冻性能安全可靠的平板太阳能集热器，其能够在较低气温下的情况下安全可靠地使用。

为此，本实用新型提出防冻型平板太阳能集热器，其包括支架组件和热集储组件，其中，所述热集储组件由所述支架组件保持组装在一起，所述热集储组件用于收集和储存太阳能，将其中的冷水转变成热水；

其特征在于：

所述支架组件包括外框架；

所述热集储组件包括板芯，其中，在所述板芯内设置有导流道，水流能够从所述导流道中通过；

其特征在于：

所述导流道包括主流道和支流道，其中，所述主流道将所述支流道并联地连通；

在所述主流道和支流道中均设置有冷压增容部件，其中，所述冷压增容部件在所述导流道的水冻成冰的膨胀过程中产生的压力下被压缩而减少体积占空，从而释放冰的膨胀压力，防止所述主流道和支流道被冻裂。

根据本实用新型的其它技术方案，其还可以包括说明书的具体实施方式中记载的一个或多个技术特征及其组合。只要这样的技术特征的组合是可实施的，由此组成的新的技术方案都属于本实用新型的一部分。

本实用新型实现了结构简单、成本合理、防冻的技术目标。

附图说明

参照附图，本实用新型的特征、优点和特性通过下文的具体实施方式的描述得以更好的理解，附图中：

图1：本实用新型的防冻型平板太阳能集热器的第一实施方式的示意图；

图2：图1所示的防冻型平板太阳能集热器的支流道(5)的A-A局部剖视图，其中，硅胶棒8布置在支流道5中。

图3：图1所示的防冻型平板太阳能集热器的支流道(5)的A-A局部剖视图，其中，中空柔性管8布置在支流道5中。

在图中，同一的或类似的元件使用同一数字标记，不同的元件使用不同的数字标记，其中：

1 外框架

2 板芯

4 主流道

5 支流道

6 进水口

8 硅胶棒

9 第一端部

10 第二端部

按图1所示的视图平面为防冻型平板太阳能集热器的主平面，“上”“下”方向、纵向按视图平面的高度来定义，横向按视图的宽度方向来定义。

具体实施方式

参照图1，根据本实用新型的第一优选实施方式，防冻型平板太阳能集热器包括支架组件和热集储组件，其中，所述热集储组件由所述支架组件保持组装在一起，所述热集储组件用于收集和储存太阳能，将其中的冷水转变成热水。有利地，所述支架组件由工业标准型材制成，例如由铝型材、不锈钢型材构成框架，其通过工业标准紧固件将所述热集储组件的各零部件组装在框架内。所述热集储组件一般包括收集太阳能的集热部件和用于热交换的换热储能部件。

所述支架组件包括外框架1，其用于固定和保护所述热集储组件，其结构可以非常简单，仅由四根金属型材制成，或者由工程塑料一体成型。

所述热集储组件包括板芯2，其中，在所述板芯2内设置有导流道，水流能够从所述导流道中通过。可选地，所述导流道可以与所述板芯2集成制造，或者独立于所述板芯2单独地制造。

为了解决平板太阳能集热器的防冻裂技术问题，专利文献CN202166212U公开的技术方案仅在集管3中布置硅橡胶材质的支撑体，而没有在液体通道7中布置硅橡胶材质的支撑体，因而对液体通道7的防冻保护有限，在集管3首先冻结的情况下，液体通道7后续冻结同样产生高压膨胀，不能由集管3中的支撑体吸收膨胀，液体通道7有可能受冻破裂。本实用新型为此作出如下主要技术改进：

所述导流道包括主流道4和支流道5，其中，所述主流道4将所述支流道5并联地连通。优选地，如图1所示，所述主流道4包括上、下两条主流道4，支流道5根据平板太阳能集热器的长度可布置有多个，例如2、3、4、5整数个，或者斐波那契数列的整数项倍数2、3、5、8、13、21个。

如图1所示，在所述主流道4和支流道5中均设置有冷压增容部件，其中，所述冷压增容部件在所述导流道的水冻成冰的膨胀过程中产生的压力下被压缩而减少体积占空，从而释放冰的膨胀压力，防止所述主流道4和支流道5被冻裂。

优选地，所述冷压增容部件例如是硅胶棒8、中空的柔性管、中空的硅胶管、中空的橡胶管。可选地，所述冷压增容部件是漂浮在所述导流道中的中空橡胶球，所述中空橡胶球的直径小于所述导流道的管径，使得所述中空橡胶球不防碍所述导流道的水流动。

关于有硅胶的资信参见https://baike.baidu.com/item/％E7％A1％85％E8％83％B6/1136174？fr＝aladdin和https://baike.baidu.com/item/％E7％A1％85％E8％83％B6％E5％88％B6％E5％93％81/10563685。

硅胶的压缩率一般根据配方、材质、硬度不同变化在10％至40％之间。

比如一般邵氏70度的硅胶,压缩量20％，能够满足正常密封要求。

硅橡胶具有10至80的邵氏硬度范围，这就给予设计师以充分的自由来选择所需的硬度，以最佳地实现特定的功能。对聚合物基材、填充物和助剂进行不同比例的混合可以实现各种中间的硬度值。同样地，加热固化的时间和温度同样也能改变硬度，而不会破坏其他的物理特征。

参照图1和图2，优选地，所述冷压增容部件是硅胶棒8，其中，所述硅胶棒8在所述导流道的水冻成冰的膨胀过程中产生的压力下被压缩而减少体积占空，从而释放冰的膨胀压力，防止所述主流道4和支流道5被冻裂。所述硅胶棒8在所述导流道中的占容积比最好不超过50％，以便不影响所述导流道中水的流动。

参照图1和图2，根据本实用新型的第二优选实施方式，防冻型平板太阳能集热器包括支架组件和热集储组件，其中，所述热集储组件由所述支架组件保持组装在一起，所述热集储组件用于收集和储存太阳能，将其中的冷水转变成热水；

所述支架组件包括外框架1；

所述热集储组件包括板芯2，其中，在所述板芯2内设置有导流道，水流能够从所述导流道中通过；

所述导流道包括主流道4和支流道5，其中，所述主流道4将所述支流道5并联地连通；

在所述主流道4和支流道5中均设置有冷压增容部件，其中，所述冷压增容部件在所述导流道的水冻成冰的膨胀过程中产生的压力下被压缩而减少体积占空，从而释放冰的膨胀压力，防止所述主流道4和支流道5被冻裂；

所述冷压增容部件是硅胶棒8，其中，所述硅胶棒8在所述导流道的水冻成冰的膨胀过程中产生的压力下被压缩而减少体积占空，从而释放冰的膨胀压力，防止所述主流道4和支流道5被冻裂；

所述板芯2由两张板材构成，并且在其上形成有所述主流道4和支流道5；所述主流道4和支流道5被这样形成：在分开所述两张板材的情形下，所述主流道4和支流道5按横剖面显露的方式分别布置在所述两张板材上或仅布置在所述两张板材之一上；所述硅胶棒8由模压整体成型，能够整体地安置在所述主流道4和支流道5中。

优选地，构成板芯的板材是不锈钢板材，通过机械模压方法，如图1所示的主流道4和支流道5被压制成型在第一张不锈钢板材上，第二张不锈钢板材作为导流道的盖体，在所述硅胶棒8放置就位于主流道4和支流道5中后，安置在第一张不锈钢板材上，通过焊接工艺制成所述板芯和导流道。或者，主流道4和支流道5按横截面的一半被分别压制成型两张不锈钢板材上，在所述硅胶棒8放置就位于第一张不锈钢板材的主流道4和支流道5中后，对称地组装两张成型的不锈钢板材，通过焊接工艺制成所述板芯和导流道。

可选地，构成板芯的板材是工程塑料，可以通过模塑压制工艺或3D打印工艺，将如图1所示的主流道4和支流道5成型在第一张板材上，并在所述硅胶棒8放置就位于所述主流道4和支流道5中后，将第一板材与第二板材粘接在一起，形成所述板芯和导流道。有利的是，为保证水密性，可在粘接后板材四周的非导流道区安装螺栓螺母固定夹紧。

由于导流道可以是完全开放性的，所以主流道4和支流道5中的硅胶棒8可以相连在一起，优选由模压整体成型，形成硅胶棒网组。可选地，所以主流道4和支流道5中的硅胶棒8通过高分子粘接剂相连在一起，形成硅胶棒网组。这样整体设计的硅胶棒网组有利于简化安装，提高产品生产率。

作为变型，参照图1和图2，所述板芯2由两张板材构成，并且在其上形成有所述主流道4和支流道5；所述主流道4和支流道5被这样形成：在分开所述两张板材的情形下，所述主流道4和支流道5按横剖面显露的方式分别布置在所述两张板材上或仅布置在所述两张板材之一上；所述冷压增容部件包括多根所述硅胶棒8，所述硅胶棒8的长度分别与所述主流道4和支流道5的各自长度相适应，从而能够分别单独地安置在所述主流道4和支流道5中。所述硅胶棒8单独安置的有益之处在于，可以直接使用商业成品的工业标准硅胶棒，节省专门制造硅胶棒的成本。

优选地，所述冷压增容部件例如硅胶棒8或柔性管的体积为所述导流道的容积的1/2至1/7，从而不影响水在所述导流道中的流动。由于水冻成冰有约10％的膨胀率，所以，硅胶棒8或柔性管的体积占比不能太少，否则无法提供导流道容积10％以上的压缩率。

为此，有利地，所述冷压增容部件在压力的作用下，其自身的体积能够被压缩10％至50％。硅胶能够提供10％至50％的压缩率，中空柔性管更是没有问题，可以根据需要的压缩率选用合适的中空管径。

参照图1和图3，根据本实用新型的第三优选实施方式，防冻型平板太阳能集热器包括支架组件和热集储组件，其中，所述热集储组件由所述支架组件保持组装在一起，所述热集储组件用于收集和储存太阳能，将其中的冷水转变成热水；

所述支架组件包括外框架1；

所述热集储组件包括板芯2，其中，在所述板芯2内设置有导流道，水流能够从所述导流道中通过；

其特征在于：

所述导流道包括主流道4和支流道5，其中，所述主流道4将所述支流道5并联地连通；

在所述主流道4和支流道5中均设置有冷压增容部件，其中，所述冷压增容部件在所述导流道的水冻成冰的膨胀过程中产生的压力下被压缩而减少体积占空，从而释放冰的膨胀压力，防止所述主流道4和支流道5被冻裂；

所述冷压增容部件由中空的柔性管组成，其中，所述柔性管在所述导流道的水冻成冰的膨胀过程中产生的压力下能够被压扁，并且能够将其中的空气排出所述防冻型平板太阳能集热器之外，从而减少体积占空，进而释放冰的膨胀压力，防止所述主流道4和支流道5被冻裂。

优选地，所述中空的柔性管可选用硅胶管、塑料管或橡胶管。由于硅胶或橡胶弹性良好，在压力作用下能够被压缩较大，并且在压力作用消失后形状恢复较好，因而非常适用于制造平板太阳能集热器防冻用的中空的柔性管。

如图1所示，为了最大限度地为导流道中的冰膨胀让出空间，优选的是，能够在中空的柔性管被压缩时，中空的柔性管内的空气被排出导流道之外，为此，可采取多种方式，让所述中空的柔性管伸出到导流道及板芯之外，例如，在板芯2的主平面的四边形的四个角处让主流道中的柔性管伸出，并且在柔性管两个伸出端处与导流道实现水密封，而柔性管的中空内腔与大气环境是连通的，在所述柔性管在所述导流道的水冻成冰的膨胀过程中产生的压力所压扁的情形下，所述柔性管中的空气被排出所述防冻型平板太阳能集热器之外，从而减少体积占空，进而释放冰的膨胀压力，防止所述主流道4被冻裂。可选地，支流道5中的中空柔性管可以从板芯2的主平面伸出向外，也可通过管接头与主流道4中的中空柔性管相连通，或者，每个支流道5中的中空柔性管的两端部各自封闭。

作为变型，所述板芯2由两张板材构成，并且在其上形成有所述主流道4和支流道5；所述主流道4和支流道5被这样形成：在分开所述两张板材的情形下，所述主流道4和支流道5按横剖面显露的方式分别布置在所述两张板材上或仅布置在所述两张板材之一上；所述冷压增容部件包括多根所述柔性管，所述柔性管的长度分别与所述主流道4和支流道5的各自长度相适应，并且位于所述主流道4中的柔性管通过管接头与位于所述支流道5中的柔性管相连通，形成柔性管网，所述柔性管网的第一端部9和/或第二端部10按相对于所述主流道4水密封的方式伸出所述防冻型平板太阳能集热器之外，所述柔性管网的第一端部9和/或第二端部10的中空管口向外部环境敞开，而所述柔性管网的其余端部保持水密封和气密封。参照图1和图3，通过管接头将所有柔性管连通成一个柔性管网，从而只需一个排气口就能排出导流道中的柔性管网的中空管腔中的空气，极大减少了柔性管排气口与导流道之间的水密封数量，有利于使用安全，节省成本。

优选地，为防止在正常使用平板太阳能集热器时，灰尘或污物进入柔性管网的中空管腔内，所述柔性管网的第一端部9——也就是排气口——安装有单向阀，在所述柔性管网中的气压超过一压力阀值的情形下，所述单向阀打开，在所述柔性管网中的空气在冰膨胀的压力下排出所述导流道之外。所述单向阀开启的压力阀值可以是自来水管网的水压的2倍或3倍，以保证在非受冻状态下，所述单向阀不会开启。当冰膨胀对柔性管网施加的压力超过这一压力阀值时，所述单向阀开启排气减压。

基于本实用新型的第三优选实施方式，根据本实用新型的第四优选实施方式，所述主流道4和所述支流道5由金属管和管接头组装而成，并且，在组装所述主流道4和所述支流道5的同时，将所述柔性管安装在所述主流道4和所述支流道5中。

优选地，出于安装快捷和节省成本考虑，所述金属管和管接头使用工业标准件。并且金属管和管接头的尺寸足够大，以便能够在金属管和管接头中组装连接所述柔性管网。优选地，所述金属管和管接头选用不锈钢、铜、铝等导热性能良好的金属材料制成的工业标准件。

优选地，所述柔性管使用插入式管接头进行连接，所述插入式管接头例如是插入式三通管接头、插入式直通管接头、插入式直角管接头。

使用工业标准件可以减少产品中非标准件的数量，降低生产成本，提高安全可靠性。

优选地，参照图1，所述柔性管的长度分别与所述主流道4和支流道5的各自长度相适应，位于所述主流道4中的柔性管通过管接头与位于所述支流道5中的柔性管相连通，形成柔性管网，所述柔性管网的第一端部9和/或第二端部10按相对于所述主流道4水密封的方式伸出所述防冻型平板太阳能集热器之外，所述柔性管网的第一端部9和/或第二端部10的中空管口向外部空气环境敞开，形成排气口，而所述柔性管网的其余端部保持水密封和气密封。这样的柔性管网连通设计只有一个或两个排气口，不仅压缩率高、防冻效果好，而且因水密封部位较少，产品使用安全可靠。

作为变型，所述柔性管的长度分别与所述主流道4和支流道5的各自长度相适应，位于所述主流道4中的柔性管的两端按与所述主流道4水密封的方式伸出所述防冻型平板太阳能集热器之外，而所述主流道4中的柔性管的中空管口向外部空气环境敞开，形成排气口；位于所述支流道5中的柔性管的两端部保持水密封和气密封。这样的柔性管不连通的独立设计减少了柔性管网的复杂性，但牺牲了一些防冻效果。所述支流道5中的柔性管中的空气因为两端密封不能排出，因而在冰膨胀时对所述支流道5中的柔性管进行压缩的同时，压缩其中的空气，而不是排出空气，因而防冻效果可能降低。

基于上述第一、第二、第三优选实施方式，根据本实用新型的第五优选实施方式，所述主流道4和/或所述支流道5具有所述弹性膨胀结构，其中，所述弹性膨胀结构具有外凸形体和内凹形体，所述外凸形体相对于所述平板太阳能集热器的主平面而言向外凸出，所述内凹形体相对于所述平板太阳能集热器的主平面而言向内凹进，在水结冰膨胀的情形下，所述内凹形体能够向外弹性变形，增大所述主流道4和/或所述支流道5的容积。组合所述弹性膨胀结构和冷压增容部件的平板太阳能集热器具有更好的防冻抗裂的技术效果。

关于弹性膨胀结构的详细描述和更多实施方式可能见同一申请人同日提交的相同发明创造名称的另一实用新型，在本文中不再重述。

优选地，所述板芯2表面涂覆太阳能吸热涂层。

优选地，如图2所示，防冻型平板太阳能集热器还包括钢化玻璃板3。这不仅增加美观，而且对所述热集储组件具有保护作用。

有利地，本实用新型的硅胶防冻型平板太阳能集热器包括外框架1，所述外框架1上表面配有钢化玻璃3，所述外框内设有板芯2，所述板芯2内有主流道4和支流道5，所述主流道4和支流道5均有硅胶棒8，所述主流道上设有进水口6和出水口7。硅胶棒8可以在冬季时随着流道内的水变成冰时的积膨胀而缩小，集热器板芯不会因结冰而冻坏，又在流道内的冰变成水时，在自身弹力的作用下而变回原来形状。充分利用了硅胶棒的弹性，解决了集热器冬季的防冻问题。

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单，可以利用集热器流道内硅胶棒体积的变化，来解决集热器的防冻问题。

有利地，硅胶防冻型平板太阳能集热器包括外框架1，所述外框架1上表面配有钢化玻璃，所述外框内设有板芯，所述板芯上表面涂有吸收涂层，所述板芯内有主流道和支流道。

进一步地，所述主流道和支流道均为铜管或不锈钢管。

进一步地，所述支流道都与主流道联通，所述主流道上设有进出水口。

进一步地，所述流道和支流道内有硅胶棒。

本实用新型所有流道内都有硅胶棒，硅胶棒可以随着水变成冰时的体积增加而体积变小，而又会在冰变成水时借助自身的弹性而变回原来的形状，从而解决了冬季集热器的防冻问题。

本实用新型的防冻型平板太阳能集热器工作原理如下：

来自进水口6的压力水流进入板芯2中的主流道4和支流道5，并在其中由板芯2的吸热涂层所吸收的太阳能转化成的热能所加热，变成热水，由出水口7流出，供用户使用。

在寒冷地区或冬天，晚上没有太阳能加热的情形下，主流道4和支流道5中滞留的水会结冰膨胀，无论结冰开始的位置如何，在本实用新型中，由于硅胶棒8或中空柔性管布置在主流道4和支流道5中，因而主流道4和支流道5都能通过这些冷压增容部件对冰膨胀进行空容积补偿，达到安全可靠的防冻裂的技术效果。

专利文献CN202166212U，CN1508497A，CN103542562A，CN203671948U，CN2288395Y公开了与本发明创造相关的零件、元件、部件或装置，因此，在本文中没有提及的零件、元件和部件之间的结构关系、位置关系、作用力关系、运动关系、能量关系、动量关系等都可参照上述引用的专利文献来理解。本文引用的所述专利文献的技术内容因而成为本专利申请文件的一部分。在需要的情况下，本发明创造所涉及的技术领域中的所有的已公布的专利文献都可对本专利申请提供现有技术参照。

以上详细描述了本发明创造的优选的或具体的实施例。应当理解，本领域的技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明创造的设计构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明创造的设计构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明创造的范围之内和/或由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (13)

1.防冻型平板太阳能集热器，其包括支架组件和热集储组件，其中，所述热集储组件由所述支架组件保持组装在一起，所述热集储组件用于收集和储存太阳能，将其中的冷水转变成热水；

所述支架组件包括外框架(1)；

所述热集储组件包括板芯(2)，其中，在所述板芯(2)内设置有导流道，水流能够从所述导流道中通过；

其特征在于：

所述导流道包括主流道(4)和支流道(5)，其中，所述主流道(4)将所述支流道(5)并联地连通；

在所述主流道(4)和支流道(5)中均设置有冷压增容部件，其中，所述冷压增容部件在所述导流道的水冻成冰的膨胀过程中产生的压力下被压缩而减少体积占空，从而释放冰的膨胀压力，防止所述主流道(4)和支流道(5)被冻裂。

2.根据权利要求1所述的防冻型平板太阳能集热器，其特征在于：所述冷压增容部件是硅胶棒(8)，其中，所述硅胶棒(8)在所述导流道的水冻成冰的膨胀过程中产生的压力下被压缩而减少体积占空，从而释放冰的膨胀压力，防止所述主流道(4)和支流道(5)被冻裂。

3.根据权利要求2所述的防冻型平板太阳能集热器，其特征在于：所述板芯(2)由两张板材构成，并且在其上形成有所述主流道(4)和支流道(5)；所述主流道(4)和支流道(5)被这样形成：在分开所述两张板材的情形下，所述主流道(4)和支流道(5)按横剖面显露的方式分别布置在所述两张板材上或仅布置在所述两张板材之一上；所述硅胶棒(8)由模压整体成型，能够整体地安置在所述主流道(4)和支流道(5)中。

4.根据权利要求2所述的防冻型平板太阳能集热器，其特征在于：所述板芯(2)由两张板材构成，并且在其上形成有所述主流道(4)和支流道(5)；所述主流道(4)和支流道(5)被这样形成：在分开所述两张板材的情形下，所述主流道(4)和支流道(5)按横剖面显露的方式分别布置在所述两张板材上或仅布置在所述两张板材之一上；所述冷压增容部件包括多根所述硅胶棒(8)，所述硅胶棒(8)的长度分别与所述主流道(4)和支流道(5)的各自长度相适应，从而能够分别单独地安置在所述主流道(4)和支流道(5)中。

5.根据权利要求1所述的防冻型平板太阳能集热器，其特征在于：所述冷压增容部件的体积为所述导流道的容积的1/2至1/7，从而不影响水在所述导流道中的流动。

6.根据权利要求1所述的防冻型平板太阳能集热器，其特征在于：所述冷压增容部件在压力的作用下，其自身的体积能够被压缩10％至50％。

7.根据权利要求1所述的防冻型平板太阳能集热器，其特征在于：所述冷压增容部件由中空的柔性管组成，其中，所述柔性管在所述导流道的水冻成冰的膨胀过程中产生的压力下能够被压扁，并且能够将其中的空气排出所述防冻型平板太阳能集热器之外，从而减少体积占空，进而释放冰的膨胀压力，防止所述主流道(4)和支流道(5)被冻裂。

8.根据权利要求7所述的防冻型平板太阳能集热器，其特征在于：所述板芯(2)由两张板材构成，并且在其上形成有所述主流道(4)和支流道(5)；所述主流道(4)和支流道(5)被这样形成：在分开所述两张板材的情形下，所述主流道(4)和支流道(5)按横剖面显露的方式分别布置在所述两张板材上或仅布置在所述两张板材之一上；所述冷压增容部件包括多根所述柔性管，所述柔性管的长度分别与所述主流道(4)和支流道(5)的各自长度相适应，并且位于所述主流道(4)中的柔性管通过管接头与位于所述支流道(5)中的柔性管相连通，形成柔性管网，所述柔性管网的第一端部(9)和/或第二端部(10)按相对于所述主流道(4)水密封的方式伸出所述防冻型平板太阳能集热器之外，所述柔性管网的第一端部(9)和/或第二端部(10)的中空管口向外部环境敞开，而所述柔性管网的其余端部保持水密封和气密封。

9.根据权利要求8所述的防冻型平板太阳能集热器，其特征在于：所述柔性管网的第一端部(9)安装有单向阀，在所述柔性管网中的气压超过一压力阀值的情形下，所述单向阀打开，在所述柔性管网中的空气在冰膨胀的压力下排出所述导流道之外。

10.根据权利要求7所述的防冻型平板太阳能集热器，其特征在于：所述主流道(4)和所述支流道(5)由金属管和管接头组装而成，并且，在组装所述主流道(4)和所述支流道(5)的同时，将所述柔性管安装在所述主流道(4)和所述支流道(5)中。

11.根据权利要求10所述的防冻型平板太阳能集热器，其特征在于：所述柔性管的长度分别与所述主流道(4)和支流道(5)的各自长度相适应，位于所述主流道(4)中的柔性管通过管接头与位于所述支流道(5)中的柔性管相连通，形成柔性管网，所述柔性管网的第一端部(9)和/或第二端部(10)按相对于所述主流道(4)水密封的方式伸出所述防冻型平板太阳能集热器之外，所述柔性管网的第一端部(9)和/或第二端部(10)的中空管口向外部空气环境敞开，形成排气口，而所述柔性管网的其余端部保持水密封和气密封。

12.根据权利要求10所述的防冻型平板太阳能集热器，其特征在于：所述柔性管的长度分别与所述主流道(4)和支流道(5)的各自长度相适应，位于所述主流道(4)中的柔性管的两端按与所述主流道(4)水密封的方式伸出所述防冻型平板太阳能集热器之外，而所述主流道(4)中的柔性管的中空管口向外部空气环境敞开，形成排气口；位于所述支流道(5)中的柔性管的两端部保持水密封和气密封。

13.根据权利要求1至9中任一项所述的防冻型平板太阳能集热器，其特征在于：所述主流道(4)和/或所述支流道(5)具有所述弹性膨胀结构，其中，所述弹性膨胀结构具有外凸形体和内凹形体，所述外凸形体相对于所述平板太阳能集热器的主平面而言向外凸出，所述内凹形体相对于所述平板太阳能集热器的主平面而言向内凹进，在水结冰膨胀的情形下，所述内凹形体能够向外弹性变形，增大所述主流道(4)和/或所述支流道(5)的容积。