[发明专利]一种回流防冻式平板型太阳能集热器

说明书

技术领域

本发明属于太阳能热利用技术领域，具体涉及一种回流防冻式平板型太阳能集热器。

背景技术

现有技术中，管板式平板型太阳能集热器的应用存在着很大的技术难题，即当结冰的时候，流道管中充满的水会因为结冰而体积增大，从而导致流道管被挤胀变形或者胀裂破坏。以上所述的技术难题会造成管板式平板型太阳能集热器，仅适合在非结冰地区或者结冰地区的非结冰期使用，而在结冰期需要采取防冻的技术方案，根据发明人多年的研发技术经验，得知目前有以下防冻技术方案。

其中的一种防冻技术方案是：在集热器中充填防冻液的双回路太阳能热水系统。即集热器与其连接管路构成第一循环回路，而储热水箱与进出水管构成第二回路，第一回路通过其回路上的换热器(板式或盘管)将其热量传输给第二回路中的水，第一回路中充加的防冻液在结冰期不会结冰，从而避免了平板集热器被冻坏的不良后果，使平板集热器在结冰地区也能得到应用。

但是双回路太阳能热水系统，因必须在第一回路中加注防冻液，而我们需要的是热水，所以还要设置换热器，及其相应的循环泵和控制阀门，这样就会加大投资，经行业内统计，采用这种双回路的太阳能热水系统的投资一般要提高20～30％，而且后期因防冻液的消耗或者泄漏还会带来运行的不正常，检修和维护十分麻烦，更麻烦的是，这种双回路的太阳能热水系统使用3-6年以后，防冻液变质老化后需将其更换，这也是一个不小的麻烦。

鉴于以上双回路太阳能热水系统的缺陷，现有技术中还有这样的技术方案，在结冰期将平板集热器中的水排空，这种作法有两种形式，一种是将整个系统的水全部排出，称作排空(down back)；另一种则是将平板集热器及其前后连接管路中的水排回至不会被冻结的水箱(专用回流水箱)之中，称作回流(drain back)。后一种技术方案因减少了双回路太阳能热水系统带来的一次投资大和维护成本高的缺陷，所以也在相当程度上得以应用和推广。

但在推广中常因普通平板集热器结构的不适应而给回流系统的安装带来很大困难，甚至导致回流系统实施的失败。

如图1所示，为现有技术中的一种平板型集热器系统，其集管水平设置、排管相对集管垂直设置，且构成整个系统的集热器集管相互串连接，该管路横向也为水平，但这会造成该流道管路中的流体难以完全排空，从而不能确保防冻的效果。

而如图2所示，将图1所示的系统整体倾斜，则会给安装带来很大的困难，更进一步地说，集管的连接则很难准确的将其控制在一条直线上，稍有不慎，连接处出现局部高点和下凹，就会产生不能回流的积液，造成结冰冻裂，导致整个系统瘫痪。

作为图2的改进，如图3所示，为一种上下对角出口平板集热器，其可以组成如图4所示的系统，这种上下连接的平板集热器系统，其集管不需横向相互串连连接，从而排除了横向相互连接可能出现的局部凹凸，大大改进了回流，但上下集管的平行设置方案，仍难以消除积液的风险。

鉴于以上技术方案的缺陷，一种结构适宜、易于维护且防冻效果好的集热器和其组成的系统亟待出现。

发明内容

为了解决以上所述现有技术存在的技术缺陷，本发明提供了一种回流防冻式平板型太阳能集热器，其基本原理是改变现有技术中平板集热器的流道管的结构(本发明所述流道管包括集管、排管、弯头和连接管路)，使其倾斜设置(即调整流道管中的水平设置为倾斜设置)，从而使系统安装更加便捷、回流更加顺畅，以达到回流防冻的技术效果。

本发明所采用的技术方案为，一种回流防冻式平板型太阳能集热器，包括边框，还包括集管和排管，所述集管或者所述排管横向有坡度；所述集管和所述排管互相连通。

进一步地，所述集管纵向垂直，排管横向有坡度。

进一步地，所述排管纵向垂直，集管横向有坡度。

进一步地，所述集管纵向垂直，排管横向有坡度的回流防冻式平板型太阳能集热器，所述集管共有四个端口，所述集管的右下角位置的端口中设有内堵帽，所述内堵帽的顶部与其相邻的第一根排管的端部的底壁平齐；所述集管的右下角位置的端口设置在边框内，所述集管的其余三个端口穿出所述边框。

内堵帽的设置使排空防冻过程中，流道管中的存水量大大降低，带来的防冻效果更佳。