一种防冻水龙头的制作方法

1.本实用新型涉及水龙头技术领域，尤其涉及一种防冻水龙头。


背景技术：

2.在广袤的北方和高寒地区，冬天暴露在冷空气中的家用和公用水龙头在白天因为地下水管管网的水温一般高于3℃，使用过程中由于流水的作用一般不会产生冻结，但是，在经历夜间几个小时的闲置时间后，地下水管管网至水龙头之间，在靠近水龙头一段约5-10厘米的管内水往往会因为水管管网的水源无法持续提供热能而温度低于0℃而被冻结，导致天亮之后无法正常使用。目前，为解决北方和高寒地区常见的水龙头冻结问题，尤其是在夜间水龙头不使用的状态下更容易冻结的问题。现市场上常采用四种方式来防止水龙头夜间冻结：一、采用保温材料包裹地面一段水管，使裸露出的水管保温；二、使用前向裸露出的水龙头及水管泼浇热水或电加热解冻；三、夜间关闭总闸，使水龙头至总闸处的水管内无存积自来水的方式防止水龙头处冻结；四、在地下埋设水箱，并将水龙头开关埋在地下。
3.以上四种传统使用方法中，包裹法虽然简单，但是，对于夜间环境温度低于-20℃的地区来讲，由于水龙头一侧本身会散发热能，靠近水龙头1至10厘米段依然容易被冻结，全部包裹在操作与使用上也十分不方便；泼浇热水法只是补救措施，极不方便并且浪费能源；关闭总闸法操作复杂，且操作人员易忘记，不便于使用；地下埋设水箱和水龙头开关无法彻底解决暴露在空气中的水管段冻结问题。因此本技术提出一种防冻水龙头来达到使用方便且不易使水龙头处水冻结妨碍正常使用的目的。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就在于提供一种防冻水龙头，用以解决上述技术问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种防冻水龙头，包括由非金属材料制成的水龙头本体，还包括用于将水龙头本体与水管进行连通的储热模块；
6.所述储热模块整体呈管状设置，且内壁与外壁之间开设有供相变材料填充的腔体，储热模块的内壁开设有与腔体连通的安装口，所述安装口处设置有用以封闭安装口的导热管，所述导热管靠近腔体的侧壁上设置有伸入腔体内的导热条。
7.优选的，所述腔体整体呈管状设置，且腔体的内径大于储热模块的内径。
8.优选的，所述导热管呈管状设置，导热条固定在导热管用于封堵安装口的外侧壁，安装口的形状与导热管的形状适配。
9.优选的，所述导热条设置为多个，且沿圆周方向均匀分布。
10.优选的，所述导热条的长度大于腔体长度的二分之一。
11.优选的，所述导热管靠近储热模块与水龙头本体的连接处设置。
12.优选的，所述储热模块的内侧设置有将储热模块内部水管通道分隔为两个区域的单向阀，所述导热管位于单向阀靠近水龙头本体的一侧。
13.优选的，水龙头本体与单向阀间滞留的水体质量不大于腔体内相变材料质量的十
分之一。
14.优选的，所述腔体的侧壁均设有保温层。
15.优选的，所述储热模块一端与水龙头本体螺纹连接，另一端与水管螺纹连接。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
17.一、能够有效的防止靠近水龙头一段约5-10厘米的管内水冻结。
18.二、结构简单呈模块化设置，可单一更换且拆装方便；
19.三、在使用过程中与常规水龙头无异，无需额外防冻操作，使用方法简单方便。
附图说明
20.图1为本实施例的整体结构示意图；
21.图2为本实施例中储热模块的剖面结构示意图；
22.图3为本实施例中储热模块的横截面结构示意图。
23.图中：1、水龙头本体；2、储热模块；21、相变材料；22、安装口；23、导热管；24、导热条；25、单向阀；26、保温层。
具体实施方式
24.下面将对本实用新型作进一步说明。
25.实施例：
26.如图1、2所示，一种防冻水龙头，包括由非金属材料制成的水龙头本体1和水管，还包括用于将水龙头本体1与水管进行连通的储热模块2。在本实施例中水龙头本体1与水管均采用导热性能较差且市面常规使用的ppr、pvc、尼龙或其他塑料材料制成。
27.储热模块2整体呈管状设置，且内壁与外壁之间开设有供相变材料21填充的腔体，腔体的各侧壁均设有保温层26用以对相变材料21进行保温。储热模块2的内壁开设有与腔体连通的安装口22，安装口22处设置有用以封闭安装口22的导热管23，导热管23靠近腔体的侧壁上设置有伸入腔体内的导热条24，其中导热条24的长度大于腔体长度的二分之一，在本实施例中导热管23与导热条24的材料均选取为导热性能良好的金属材料，导热条24的长度不低于腔体长度的三分之二，以确保相变材料21与导热管23间的热交换效果。
28.本实施例中腔体整体呈管状设置，且腔体的内径大于储热模块2的内径，导热管23呈管状设置，导热条24固定在导热管23用于封堵安装口22的外侧壁，安装口22的形状与导热管23的形状适配。通过增大相变材料21的容纳量以及增大导热管23与水体的接触面积来提高防冻效果，同时为了确保相变材料21与导热管23间的热交换效果，导热条24设置为多个，且沿圆周方向均匀分布，在本实施例中具体设置为四个(参见图3)。
29.在本技术中为了提高防冻效果，尽可能的减少所需防冻的水体总量，在储热模块2的内侧设置有将储热模块2内部的水管通道分隔为两个区域的单向阀25，导热管23位于单向阀25靠近水龙头本体1的一侧。在关闭水龙头本体1时，位于水管内的水体因与管网连通，管网内3-8℃的水体对水管内的水体持续进行热交换因此不易冻结无需防冻，储能模块内的水体因相变材料21包覆保温也无需防冻，需要防冻的水体仅为单向阀25与水龙头本体1出水口间的水体。减小所需防冻的水体总量大大的提高了防冻的效果，在本实施例中单向阀25可由导热性能较差的材料制成，例如常规的ppr或pvc材料。为了使得所需防冻的水体
总量达到最小，导热管23靠近储热模块2与水龙头本体1的连接处设置，单向阀25可紧贴导热管23抑或固定在导热管23的边沿处设置，在本实施例中水龙头本体1与单向阀25间滞留的水体质量不大于腔体内相变材料21质量的十分之一。
30.为了便于水龙头本体1、储热模块2与水管间的拆装，储热模块2的两端均设置螺纹，水龙头本体1、储热模块2与水管间依次螺纹连接。
31.工作原理：
32.在本实施例中以环境温度-10℃为例。储热模块2的作用是通过相变材料21吸收和储存热能，也通过相变在设定的温度条件下释放热能。腔体内充满了相变点为1℃的相变材料21(考虑到材料的过冷度问题，根据应用场景，可以选择相变点为0.5℃—2℃的不同相变材料21)，当温度高于1℃时，相变材料21融化为液态，并因相变的物理特性而吸收与相变焓值对应的热能储存起来。当温度低于1℃或有低于1℃的趋势时，相变材料21从液态变为固态，并因相变的物理特性而释放与相变焓值相对应的热能。以防冻水体质量为50g、相变材料21质量500g为例，选用相变点为1℃、相变焓值为200j/g的相变材料21为例，在不计算保温材料包裹下的热损失情况下，500g相变材料21从1℃的液态相变为1℃的固态，可以释放100000j的热能，如果这部分热能全部被50g的水吸收，可以将其温度提升478.5℃，也可以计算为可以使478.5倍所需防冻水体质量的水温提升1℃。本实施例中的相变材料21为现有材料，可在市场上根据需求直接购买。
33.工作过程：
34.在使用水龙头时，流动的水温为3-8℃，储热模块2中的单向阀25开启，地下管网3-8℃的水流经相储热模块2的导热管23时，通过导热管23与导热条24将热能传递到腔体内，通过使相变材料21高于1℃融化成液态储存。
35.在夜间或长时间闲置的情况下，储热模块2的中的单向阀25闭合，与水龙头本体1形成了一个龙头空腔，并滞留一部分水体。因为水龙头本体1为非金属材质，减缓了滞留在龙头空腔中的水向外界散发热能的速度，在龙头腔体中的水温降低至1℃之前，储热模块2通过导热管23传递热能，补充龙头空腔中水的热能散发损失，进一步延缓温度下降的过程。当龙头空腔中的水温接近1℃时，储热模块2中的相变材料21逐渐从液态变为固态，并通过导热管23与导热条24向龙头空腔传递热能。由于相变潜热值比较高，且储热模块2中的相变材料21质量大于龙头腔体内滞留水的质量10倍以上，因此，可以提供足够热能使水温维持在0℃以上，从而避免了滞留部分水结冰。
36.以上对本实用新型所提供的一种防冻水龙头的结构进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本实用新型的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。