[发明专利]一种太阳能热水系统输水管解冻装置及其太阳能热水器

说明书

技术领域

本发明属于太阳能领域，尤其涉及一种太阳能热水系统输水管解冻装置。

背景技术

目前太阳能热水利用系统在太阳能应用领域中发展迅速且在生产和生活中得到了普遍推广与广泛应用。但在冬季或高寒地区太阳能热水系统的使用仍存在很大制约，主要是由于太阳能热水系统的输水管路会因天气寒冷而结冰造成运行时间缩短或无法使用甚至会冻坏管路系统，因此太阳能热水系统在时间和空间上的更大范围使用受到制约，对太阳能的利用受到很大限制。

通常采用的在输水管外加裹保温材料的方法来防止输水管路冻结，但这样并不能够根本上解决寒冷天气被限制使用的问题。应用中也有采用加装伴热带，即将伴热带缠绕在易于结冰的水管外壁上，然后再包裹绝热材料，在水管冰冻时通过对伴热带通电加热，可以达到解冻的效果。还有一种方法就是利用流动水不容易结冰的特性进行防冻，即常开水龙头保持水流动，但这种方法会造成水资源的很大浪费，而且更低温度也不再适用。目前也已有一些专利提出了对太阳能热水系统输水管结冰问题的防治方案。如专利1(专利号CN 201652923 U)采用在输水管内部插入“内置管”进行解冻，即系统通过电加热方式加热防冻液，并使用泵驱动防冻液循环流动，使防冻液在流过内置管时通过管壁散发热量到输水管中对输水管进行防冻解冻，其泵驱动会增加系统运行不可靠性。专利2(专利号CN101818952A)利用混水阀，水箱，溢流管，排空阀等元件实现对输水管的排空，混流等一体化操作以达到解冻防冻目的，但排空热水系统会造成水资源浪费且限制了对太阳能的利用。专利3(专利号CN201903188U)等一批专利技术利用双储水箱，即依靠储存热水在辅助水箱中并依靠阀门控制使热水流过输水管道进行防冻解冻，增加了系统复杂性且阀门冻坏的情况下仍会限制系统正常运行。以上这些专利技术普遍采用水泵驱动工作，采用阀门或辅助旁路/水箱等，安装难度大、操作繁琐，不易实施，综合节能、成本、便利和有效性等方面都存有明显缺陷。

针对上述问题，本发明提供了一种新的太阳能热水系统输水管解冻装置，从而解决太阳能管路冬天结冻问题。

发明内容

本发明提供了一种新的太阳能热水系统输水管解冻装置，从而解决前面出现的技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种太阳能热水系统输水管解冻装置，包括热管和外壳，所述热管包括蒸发端和冷凝端，所述冷凝端设置在外壳中。

作为优选，还包括设置在外壳中的固定架，所述固定架包括内环和外环，所述内环固定在热管的冷凝端的外壁，所述外环固定在外壳的内壁上，所述内环和外环之间设置加强筋。

作为优选，所述外环为螺纹结构，所述外壳的内壁上设置有外环相配合的内螺纹结构。

作为优选，所述外壳的两端设置内螺纹。

作为优选，冷凝段与蒸发端为弯折结构，弯折的角度为120°～150°。

作为优选，还包括加热机构，所述加热机构为环绕在蒸发端外壁的热水，热水来自生产生活带有余热的废水。

作为优选，还包括加热机构，所述加热机构为围绕蒸发端外壁设置的热阻丝。

作为优选，所述热管是太阳能集热管，所述蒸发端直接吸收太阳能。

作为优选，冷凝端内设置内翅片，所述内翅片将冷凝端分为多个通道，所述内翅片上设置通孔，如果将通孔面积V设为距离冷凝端入口的距离x的函数，V＝F(X)，F'(x)<0,F”(x)<0,其中F'(x)、F”(x)分别是F(x)的一次导数和二次导数。

所述热管的蒸发端是扁平管，所述扁平管包括互相平行的管壁和侧壁，所述侧壁连接平行的管壁的端部，所述侧壁和所述平行的管壁之间形成流体通道，翅片设置在管壁之间，所述翅片包括倾斜于管壁的倾斜部分，所述的倾斜部分与平行的管壁连接，所述倾斜部分将流体通道彼此隔开形成多个小通道，相邻的倾斜部分在管壁上连接，所述相邻的倾斜部分以及管壁之间构成三角形；在倾斜部分上设置连通孔，从而使相邻的小通道彼此连通。

所述连通孔的形状为第一等腰三角形。

所述的相邻的倾斜部分以及管壁之间构成三角形是第二等腰三角形，

第一等腰三角形的顶角为B，第二等腰三角形的顶角为A，则满足如下公式：

Sin(B)＝a+b*sin(A/2)-c*sin(A/2)²；

其中a,b,c是参数，其中0.582<a<0.594,1.656<b<1.758,1.783<c<1.856；