專利名稱：液體管路內(nèi)部防凍器及防凍方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管路防凍技術(shù)，具體說(shuō)是一種液體管路內(nèi)部防凍器及防凍方法。
背景技術(shù)：
在北方寒冷地區(qū)，井水、自來(lái)水、太陽(yáng)能熱水器等用水管路的防凍問(wèn)題在技術(shù)上一直沒(méi)有新的突破，仍然采用傳統(tǒng)的方式，即裹一層保溫材料加一條電熱帶。這種傳統(tǒng)方法在所有材料的質(zhì)量都可靠、施工人員的資質(zhì)和操作規(guī)范的情況下勉強(qiáng)可以滿足防凍要求，但對(duì)于材料質(zhì)量差、施工質(zhì)量差的情況，無(wú)法保證用水管路的防凍效果，一旦供水管路上凍，整個(gè)冬季都可能無(wú)法解凍。眾所周知，水結(jié)為冰的膨脹率為10%左右，無(wú)論何種管材結(jié)凍后的膨脹都是很容易破裂的，至少也會(huì)減少管子的使用壽命，這也是許多地區(qū)每年開(kāi)春都要對(duì)井水、自來(lái)水管路使用情況進(jìn)行檢修的原因之一。太陽(yáng)能熱水器等產(chǎn)品在北方地區(qū)遇到的最大問(wèn)題也是管路的防凍、解凍問(wèn)題。如 受建筑結(jié)構(gòu)的影響，保溫層和電熱帶都有無(wú)法到達(dá)的死角、管材本身的熱脹冷縮帶來(lái)電熱帶損壞和保溫層與管路脫節(jié)、電熱帶質(zhì)量的不穩(wěn)定及施工質(zhì)量和操作方法的不規(guī)范等，都有可能造成了太陽(yáng)能熱水器管路凍結(jié)，無(wú)法出水。另一個(gè)問(wèn)題就是使用電熱帶解凍與電力部門(mén)安全用電條例相互矛盾，一棟樓頂幾十臺(tái)太陽(yáng)能熱水器，每一臺(tái)都有一條220伏用于解凍的電線采用不同方式拉到房頂，有些電線暴露在外，常年風(fēng)吹、日曬、雨淋，一旦絕緣材料老化漏電，和太陽(yáng)能熱水器、固定太陽(yáng)能熱水器的鐵絲接觸，將嚴(yán)重威脅上樓人員的安全。太陽(yáng)能熱水器使用的電熱帶屬于自限溫型，通電后十幾分鐘即可達(dá)到限溫標(biāo)準(zhǔn)， 一般是65-75度。熱脹冷縮這一自然規(guī)律在電熱帶上的體現(xiàn)十分突出。當(dāng)電熱帶的溫度從零下快速上升到65-75度時(shí)，金屬導(dǎo)線和絕緣塑料的熱脹冷縮系數(shù)是不一樣的，一般相對(duì)來(lái)說(shuō)塑料熱脹冷縮系數(shù)大，金屬熱脹冷縮系數(shù)小，如果電熱帶尺寸長(zhǎng)，兩側(cè)的金屬導(dǎo)線會(huì)頂破絕緣裸露出來(lái)，如果電熱帶用的尺寸短，金屬線則會(huì)從接線端或盲端頂出。另外，太陽(yáng)能熱水器管路也存在熱脹冷縮現(xiàn)象，電熱帶固定在水管上，受水管的影響也會(huì)有金屬導(dǎo)線裸露現(xiàn)象，此時(shí)如果保溫層內(nèi)進(jìn)水或受潮，則極易短路，而保溫材料大多是易燃品，就會(huì)留火災(zāi)隱患。傳統(tǒng)電熱帶功率在環(huán)境溫度10°C時(shí)為25w/m(瓦/米)，0°C時(shí)功率更大，以防凍5 米長(zhǎng)度、控制方式為定時(shí)開(kāi)關(guān)為例，25w*5m = 125w，每次工作10分鐘，停50分鐘，每天M 小時(shí)工作M次共240分鐘，一個(gè)冬季150天至少耗電75度。還有一種碳纖維低溫電熱帶，采用長(zhǎng)期通電方式工作，根據(jù)測(cè)試，一個(gè)冬季用電達(dá) 400度以上，其價(jià)格和使用成本過(guò)高。目前，現(xiàn)有技術(shù)中能夠滿足液體管路防凍要求且耗電低的管路內(nèi)部防凍裝置未見(jiàn)報(bào)道
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有有效解決液體管路防凍的這一技術(shù)難題，本發(fā)明提供一種防凍效果好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的管路內(nèi)部防凍器及防凍方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明一種液體管路內(nèi)部防凍器，包括隔離變壓電路、加熱體、自動(dòng)保護(hù)電路和防水組件，所述加熱體插置于液體管路內(nèi)部，自動(dòng)保護(hù)電路與加熱體串聯(lián)連接后經(jīng)隔離變壓電路接至定時(shí)電源，加熱體的輸入端接有溫控表，加熱體與液體管路之間通過(guò)防水組件密封。所述加熱體為電熱絲，其長(zhǎng)度與需防凍的液體管路長(zhǎng)度相當(dāng)，加熱體的外表面設(shè)有防水材料。所述防水組件包括瓷片、防水膠墊或防水膠泥以及壓緊螺帽，其中防水膠墊或防水膠泥夾持于兩個(gè)瓷片之間，加熱體端部穿置于防水膠墊或防水膠泥和兩個(gè)瓷片中間，經(jīng)壓緊螺帽緊密安裝于液體管路的外絲扣配件上。所述自動(dòng)保護(hù)電路為自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。所述隔離變壓電路采用E型隔離變壓器，次級(jí)電壓為12V、24V或36V。所述定時(shí)電源為與市電相加的定時(shí)器或溫度控制儀表。所述液體管路為水管或油管。本發(fā)明一種液體管路防凍方法，其特征在于包括以下步驟將管路內(nèi)部防凍器的加熱體通過(guò)防水組件安裝于需防凍的液體管路內(nèi)部；連接電氣線路，經(jīng)檢查無(wú)誤后，啟動(dòng)溫度控制裝置，使加熱體上電，開(kāi)始間歇加熱。所述溫控表為定時(shí)器或熱水器的溫控表。所述加熱體功率為5瓦/米。本發(fā)明具有以下有益效果1.管路防凍效果好。采用本發(fā)明裝置，在管路中插入相當(dāng)長(zhǎng)度的加熱體間歇加熱， 不存在防凍死角，棚內(nèi)、急拐彎處以及管路埋深不夠之處等都能觸及到，這種內(nèi)置方式可以有效保證管路在北方寒冷季節(jié)不上凍。2.操作簡(jiǎn)單。施工人員在安裝本發(fā)明時(shí)，不需對(duì)高壓部分O20V)進(jìn)行任何操作， 低壓部分(12V、24V或36V)只需將電熱絲的兩條引線插入隔離變壓器的壓線端子即可自動(dòng)壓緊，無(wú)需專業(yè)人員操作，從而避免無(wú)證操作的嫌疑。3.成本低廉、維修方便。本發(fā)明與使用傳統(tǒng)電熱帶相比，價(jià)格低，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以設(shè)計(jì)不同檔次的產(chǎn)品供用戶選擇，可以極其方便地更換包括隔離變壓器在內(nèi)的所有部件，特別是避免冰雪天上樓維修，提高勞動(dòng)安全系數(shù)，安裝工序減少，方便了維修。4.節(jié)電效果顯著。由于本發(fā)明裝置為內(nèi)置方式安裝于管路中，加熱快，散熱慢，與使用傳統(tǒng)的電熱帶相比，極大降低了耗電量，節(jié)電效果明顯。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，管路內(nèi)部防凍器功率為5w/米時(shí)，工作5分鐘就可保證內(nèi)徑為12mm，每米存113克水的管路，保溫材料為丁睛發(fā)泡，厚度27mm條件下一個(gè)小時(shí)不凍，因此5w/米*5米=25w,每天工作總共2小時(shí)，冬季 150天耗電7. 5度。當(dāng)每米功率降低到2. 5w時(shí)，延長(zhǎng)防凍器的工作時(shí)間，同樣可保證管路不凍，因此，可以采用多種不同工作方式進(jìn)行防凍，適用范圍更加廣泛。5.安全、實(shí)用，易于推廣。本發(fā)明裝置可以方便地安裝在井水管、自來(lái)水管、新、舊太陽(yáng)能熱水器上下管路、油管等液體管路中，可以同目前市場(chǎng)流通的大部分太陽(yáng)能熱水器專用儀表配套使用，可以同市場(chǎng)水暖管件配套安裝，易于被廣大太陽(yáng)能熱水器經(jīng)銷(xiāo)商和太陽(yáng)能熱水器用戶接受，完全符合電力部門(mén)有關(guān)安全用電管理?xiàng)l例的規(guī)定，樓頂、屋面再也不會(huì)因此出現(xiàn)傷及人身安全的高壓電。


圖1為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明中防水組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明中太陽(yáng)能水管示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明液體管路內(nèi)部防凍器的電氣結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括隔離變壓電路、加熱體、 自動(dòng)保護(hù)電路和防水組件，所述加熱體插置于液體管路內(nèi)部，自動(dòng)保護(hù)電路與加熱體串聯(lián)連接后經(jīng)隔離變壓電路接至電源，加熱體的外連接面設(shè)有防水組件。本實(shí)施例中自動(dòng)保護(hù)電路采用自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，隔離變壓電路采用E型隔離變壓器，其次級(jí)電壓可為12V、24V或36V等安全電壓，E型隔離變壓器與市電之間根據(jù)控制方式可設(shè)漏電保護(hù)器，對(duì)整個(gè)電路具有漏電保護(hù)作用。E型隔離變壓器的內(nèi)部設(shè)有高溫保護(hù)元件，當(dāng)E型隔離變壓器溫升達(dá)到規(guī)定溫度，如40 50度時(shí)，高溫保護(hù)元件會(huì)啟動(dòng)，斷掉E型隔離變壓器的電源，保護(hù)其不在高溫下工作，延長(zhǎng)使用壽命。加熱體是管路內(nèi)部防凍器的核心元件，采用鎳鉻合金制成，直徑0.8-1. 0mm，根據(jù)使用長(zhǎng)度不同其阻值也不同，但發(fā)熱溫度限定在30-80°C之間。加熱體外敷鐵氟龍絕緣，其耐高溫^0°C。確保使用壽命。如圖2所示，本發(fā)明液體管路內(nèi)部防凍器中的防水組件包括兩個(gè)圓形瓷片1、3、防水膠墊或防水膠泥2以及壓緊螺帽4，其中防水膠墊或防水膠泥2夾持于兩個(gè)圓形瓷片1、 3之間，加熱體端部由防水膠墊或防水膠泥2和兩個(gè)圓形瓷片1、3疊摞后的中部穿置出，再由壓緊螺帽4緊密安裝于液體管路的外絲扣配件6上，將壓緊螺帽4和外絲扣配件6擰緊， 即可把防水膠墊或防水膠泥2壓緊，達(dá)到防水的目的。本實(shí)施例中，防水組件中瓷片的直徑為18mm，厚度為2mm，距離中心2. 5mm處對(duì)稱設(shè)有2個(gè)1. 2mm穿線孔；防水膠墊或防水膠泥2的厚度為3_5mm ；壓緊螺帽4為銅制，直徑為 20mm，長(zhǎng)度 20mm。如圖3所示，本實(shí)施例以太陽(yáng)能熱水器需要防凍的水管路為例，上水時(shí)，自來(lái)水通過(guò)上、下水管路8注入到太陽(yáng)能熱水器的水箱7中；下水時(shí)，已加熱的水通過(guò)上、下水管路8 流到出水口。本發(fā)明液體管路內(nèi)部防凍器應(yīng)用于太陽(yáng)能熱水器的上、下水管路8中，安裝時(shí)，需要在上、下水管路8(管徑為內(nèi)徑12mm，外徑16mm)上加設(shè)一個(gè)三通管件，將液體管路內(nèi)部防凍器的加熱體從三通的一個(gè)口插入上、下水管路8中需防凍的部位，即在上、下水管路8的內(nèi)部穿置一根與上、下水管路8需防凍的部位長(zhǎng)度相當(dāng)?shù)募訜狍w5，加熱體5的一端延伸至太陽(yáng)能水箱7與上、下水管路8連接處，另一端經(jīng)防水組件引出，接至電控箱10中，經(jīng)隔離變壓器接至電源。本實(shí)施例中隔離變壓器次級(jí)輸出采用彈簧式端子，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲串聯(lián)在內(nèi)部，接線時(shí)，將加熱體的兩條引線插入壓線端子即可自動(dòng)壓緊。使用時(shí)，首先將管路內(nèi)部防凍器的加熱體(5瓦/米)安裝于需防凍的液體管路內(nèi)部；連接電氣線路，經(jīng)檢查無(wú)誤后，啟動(dòng)溫控控制裝置，使加熱體上電，開(kāi)始間歇加熱。本實(shí)施例中，溫度控制裝置為太陽(yáng)能熱水器中的溫控表，由該溫控表控制管路內(nèi)部防凍器的工作狀態(tài)，管路內(nèi)部防凍器替代以往的電熱帶。目前，太陽(yáng)能熱水器溫控表控制防凍系統(tǒng)工作有三種方式1.溫控防凍當(dāng)管路溫度降到3 5°C時(shí)，儀表輸出220電源，經(jīng)隔離變壓器后輸出36V安全電源，再經(jīng)自恢復(fù)保險(xiǎn)絲至加熱體，管路內(nèi)的水開(kāi)始升溫，當(dāng)水溫溫控器設(shè)定的斷電溫度15 30°C時(shí)，溫控器停止輸出220電壓，管路內(nèi)部防凍器即停止工作。2.定時(shí)防凍由用戶或經(jīng)銷(xiāo)商設(shè)定時(shí)間參數(shù)，在單位時(shí)間內(nèi)通電、斷電，控制加熱體發(fā)熱防凍。3.人工解凍當(dāng)清晨用戶發(fā)現(xiàn)熱水管路放不出熱水時(shí)，即可判斷是室外管路凍堵，此時(shí)，需用戶自己將溫控表上的保溫按鈕按一下，加熱體得電發(fā)熱解凍，當(dāng)熱水下來(lái)時(shí)， 再按一下保溫按鈕，電熱帶斷電。本發(fā)明液體管道內(nèi)部防凍器可以同上述三種工作方式相匹配，而防凍效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于電熱帶。
權(quán)利要求
1.一種液體管路內(nèi)部防凍器，其特征在于包括隔離變壓電路、加熱體、自動(dòng)保護(hù)電路和防水組件，所述加熱體插置于液體管路內(nèi)部，自動(dòng)保護(hù)電路與加熱體串聯(lián)連接后經(jīng)隔離變壓電路接至定時(shí)電源，加熱體的輸入端接有溫控表，加熱體與液體管路之間通過(guò)防水組件密封。
2.按照權(quán)利要求1所述的液體管路內(nèi)部防凍器，其特征在于所述加熱體為電熱絲，其長(zhǎng)度與需防凍的液體管路長(zhǎng)度相當(dāng)，加熱體的外表面設(shè)有防水材料。
3.按照權(quán)利要求1所述的液體管路內(nèi)部防凍器，其特征在于所述防水組件包括瓷片 (1、3)、防水膠墊或防水膠泥( 以及壓緊螺帽，其中防水膠墊或防水膠泥( 夾持于兩個(gè)瓷片(1、；3)之間，加熱體端部穿置于防水膠墊或防水膠泥( 和兩個(gè)瓷片(1、；3)中間，經(jīng)壓緊螺帽(4)緊密安裝于液體管路的外絲扣配件(6)上。
4.按照權(quán)利要求1所述的液體管路內(nèi)部防凍器，其特征在于所述自動(dòng)保護(hù)電路為自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。
5.按照權(quán)利要求1所述的液體管路內(nèi)部防凍器，其特征在于所述隔離變壓電路采用E 型隔離變壓器，次級(jí)電壓為12V、24V或36V。
6.按照權(quán)利要求1所述的液體管路內(nèi)部防凍器，其特征在于所述定時(shí)電源為與市電相加的定時(shí)器或溫度控制儀表。
7.按照權(quán)利要求1所述的液體管路內(nèi)部防凍器，其特征在于所述液體管路為水管或油管。
8.一種液體管路防凍方法，其特征在于包括以下步驟將管路內(nèi)部防凍器的加熱體通過(guò)防水組件安裝于需防凍的液體管路內(nèi)部；連接電氣線路，經(jīng)檢查無(wú)誤后，啟動(dòng)溫度控制裝置，使加熱體上電，開(kāi)始間歇加熱。
9.按權(quán)利要求8所述的液體管路防凍方法，其特征在于所述溫控表為定時(shí)器或熱水器的溫控表。
10.按權(quán)利要求8所述的液體管路防凍方法，其特征在于所述加熱體功率為5瓦/米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液體管路內(nèi)部防凍器及防凍方法，包括包括隔離變壓電路、加熱體、自動(dòng)保護(hù)電路和防水組件，所述加熱體插置于液體管路內(nèi)部，自動(dòng)保護(hù)電路與加熱體串聯(lián)連接后經(jīng)隔離變壓電路接至定時(shí)電源，加熱體的輸入端接有溫控表，加熱體與液體管路之間通過(guò)防水組件密封；方法為將管路內(nèi)部防凍器的加熱體通過(guò)防水組件安裝于需防凍的液體管路內(nèi)部；連接電氣線路，經(jīng)檢查無(wú)誤后，啟動(dòng)溫度控制裝置，使加熱體上電，開(kāi)始間歇加熱。采用本發(fā)明裝置及方法，可以有效保證管路在北方寒冷季節(jié)不上凍，操作簡(jiǎn)單、成本低廉、維修方便，并且節(jié)電效果顯著。
文檔編號(hào)F16L53/00GK102269313SQ20101018946
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者姜春民, 姜雷 申請(qǐng)人:姜春民