[实用新型]一种抗冻太阳能热水器

说明书

本实用新型涉及一种集热热水器，尤其是一种吸热体内贮水的抗冻太阳能热水器。

现有的太阳能热水器通常是由水箱和集热器组成，水箱设在集热器的上方并与集热器中的吸热体相连通，吸热体通常是由集热排管、上集管和下集管以及上循环管和下循环管所组成，吸热体中除了集热排管为金属集热条外，其它均为的金属管。由于水在结冻为冰时其体积膨胀约10％，因此现有的用无弹性膨胀材料制成的吸热体均不具有抗冻性能。目前为使现有的太阳能热水器能够具有抗冻性能，主要是通过用能够弹性膨胀的材料来制作吸热体，使得吸热体中的水在结冻时，靠弹性材料的膨胀使吸热体具有抗冻性能，尤其是北京市太阳能研究所在专利号为901083100的专利文件中所公开的抗冻太阳能热水器，该太阳能热水器的特点是吸热体中的集热排管为金属集热条，上下集管为能够弹性膨胀的橡胶管，该太阳能热水器是以吸热体的集热排管有序冻结和上下集管的弹性膨胀为抗冻原理，从而使吸热体中的水在结东时不会涨坏吸热体，但根据北京市太阳能研究所的江希年等人为上述抗冻太阳能热水器在太阳能学报1991年第12卷第3期231--236页所发表的题目为《顺序冻结太阳热水器的实验研究》一文中所公布的试验数据，上述抗冻太阳能热水器在应用时吸热体中集热排管的两端仍将承受较大的膨胀应力。由于上述抗冻太阳能热水器吸热体的上下集管在承受膨胀应力时要能够向外弹性膨胀，因此上述抗冻太阳能热水器的吸热体存在着允许使用压力低，吸热体各部仍承受较高膨胀应力，而且制作技术复杂等缺点。

为了使现有的吸热体是用无弹性膨胀材料制成的太阳能热水器具有抗冻性能，本实用新型的目的是提供一种吸热体为无弹性膨胀材料的，而且结构简单耐压高的抗冻太阳能热水器。

为实现本实用新型的发明目的，以下结合附图对本实用新型所提出的抗冻太阳能热水器做具体的描述：

图1是抗冻太阳能热水器的正剖视示意图

参见图1，一种抗冻太阳能热水器，它由水箱[1]和集热器[9]组成，水箱设在集热器的上方，集热器[9]中的吸热体由数个集热排管[2]、下集管[3]、上集管[5]以及连通管[7]组成，集热排管[2]的上端和下端分别与上集管[5]和下集管[3]相连通，连通管[7]的上端和下端分别与水箱和上集管相连通，集热排管[2]为金属集热条，吸热体与水箱的连通管[7]，其贮水空间呈上截面积不小于下截面积的直柱形状，连通管[7]在集热器中的长度，不小于吸热体纵向长度的1/20，使得因连通管[7]上端不受光照而解冻慢的冰，均在连通管中。连通管[7]在集热器[9]中的部分、上集管[5]和下集管[3]，为各自分别设有肋片的金属集热条，集热器[9]中的吸热体，其形状符合如下公式：

0.2(Vj/Sj)＜Vy/Sy＜1.1(Vj/Sj)

Vj——距水箱近处单位长度的贮水空间体积，

Vy——距水箱远处单位长度的贮水空间体积，

Sj——Vj在吸热体壁外侧所对应的等效吸散热面积，

Sy——Vy在吸热体壁外侧所对应的等效吸散热面积。从而使得吸热体中的水在首次结冻时，能按自下而上的顺序逐步完成结冻，又能使已结冻的吸热体在解冻时，除了集热排管上部的冰以外，都能按自上而下的顺序解冻。上集管是呈距水箱近处高，距水箱远处低的方向设置，上集管[5]的形状符合如下公式：Vj＝Vy，Sj＜Sy。连通管[7]在集热器中的部分，集热排管[2]和下集管[3]，各自的形状符合如下公式：Vj＝Vy，Sj＝Sy。连通管[7]的内经等于上集管[5]的内经，上集管[5]的内经大于集热排管[2]的内经，集热排管[2]的内经等于下集管[3]的内经。下集管[3]的肋片[4]设在下集管的下方，上集管[5]的肋片[6]设在上集管的上方，连通管[7]的肋片[8]设在连通管的一侧，集热排管[2]的肋片设在集热排管的两侧。