[发明专利]一体化承压抗冻平板太阳能热水器

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种太阳能热水器装置，尤其是一种零能耗的一体化承压抗冻平板太阳能热水器。

背景技术

目前，公知的太阳能热水器可分为两大阵营，即玻璃真空管集热器和平板集热器。玻璃真空管集热器太阳能热水器一般来说是集热器与保温水箱为一体结构，主机安放于屋顶，优势是成本底，安装方便，缺点是不承压；平板集热器太阳能热水器一般来说是集热器与保温水箱分离安装，平板集热器安放于屋外房顶或者阳台侧墙上，保温水箱安放于室内，集热器与保温水箱通过管道连接，管内是防冻液，因管线较长一般采用强制循环，优势是系统承压，缺点是成本高，安装麻烦，系统运行还需消耗电能。

发明内容

为了克服上述两种集热器的不足，本发明提供一种零能耗的一体化承压抗冻平板太阳能热水器，该热水器采用平板集热器与多功能水箱为一体结构，该太阳能热水器无论采用单输水管还是双输水管多功能水箱都能对输水管实施全程排空，其中多功能水箱可以置于平板集热器的上部，也可以置于平板集热器的下部，多功能水箱可以采用圆弧形、梯形或者三角形结构外形。当将多功能水箱置于平板集热器的下部时，水箱还能充当平板集热器的支撑。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：平板集热器与多功能水箱为一体结构，在多功能水箱内设置了一个换热管，换热管在水箱底部可设置成直线型；或者螺旋形；或者“弓”字形排列；换热管的两个端口位于水箱外部，并且端口上都设置了安装阀门，在安装阀门的外端配有活接结构，以方便与平板集热器管路连接，在换热管的最上部位设置了一个小膨胀箱，通过安装阀在换热管及膨胀箱里封存了部分防冻液，在膨胀箱里还封存了部分压缩气体，其中防冻液与压缩空气的体积比例为2∶1较好，膨胀箱的作用是用来吸收导热管路中的气体及向导热管路中补充防冻液；若采用单输水管时需在多功能水箱的侧上部设置一个倒“L”形输水管，倒“L”形输水管的下端口伸向水箱底部，倒“L”形输水管的上端口从水箱的侧面最上部伸出水箱外面，并且在管口上连接一只三通，在三通的上端口上安装一只排空电磁阀，三通的另一侧端口与输水管连接。若采用双输水管时在倒“L”形输水管的竖直管壁上，在低于水平管口0.5-2cm的位置处开一个直径0.5-1cm的排空小孔，并且还须在水箱的另一个侧面的上部开一个出水口，出水口与热水输水管连接，其中倒“L”形输水管的上管口与出水口位于同一水平面。在多功能水箱体的上部还设置了一个双向排气阀，阀是由外筒；浮箱托架；浮箱；圆胶垫；上导气孔组成，水箱内的气体通过双向排气阀向外界吸入或者排出。

在平板集热器中设置了多条导热管，在导热管内注满了防冻液；平板集热器中的导热管与多功能水箱中的换热管通过安装阀门相互连通，换热管在圆弧形水箱中是直管状或者罗旋管状；而在梯形或者三角形结构的水箱中是在箱底呈“弓”字形排列设置，在多功能水箱出厂时，通过两个安装阀门在换热管和膨胀箱中封装了一定量的防冻液，其中膨胀箱中一部分是防冻液，另一部分是压缩气体，而在平板集热器中的导热管中也注满了防冻液，管口用可拆卸的塑料堵头临时封堵。

该热水器在现场安装时，将平板集热器中的导热管口上的临时塑料堵头拧出，再将管口与换热管上的安装阀门对接好并通过活结紧固，当打开安装阀门时，膨胀箱中的部分防冻液在压缩气体的作用下，就会自动补充到安装接口的空隙处，而管道中的残留空气会随着防冻液的流动，汇集到膨胀箱中。

当平板集热器受到日照后，导热管中的防冻液受热而形成自然对流，热的防冻液流过多功能水箱中的换热管时，换热管就将热量交换到水箱中的冷水中，使冷水温度升高。

当用户打开上水阀门时，自来水经过上水管，流经倒“L”形输水管后到达水箱底部，水箱中的液面不断上升，而水箱中气体受压后由双向排气阀排出，直到气体全部排出后，液面将浮筒浮起胶垫堵住上导气口，自来水不能再进入水箱，此时水箱内压力与自来水的压力相等，如图1和图2所示。