我國太陽能熱利用行業，自根據《“十二五”可再生能源發展規劃》制定太陽能未來發展路線圖以來，促進近年來北方寒冷地區的平板太陽能大中型集熱工程的快速發展。但是在實際項目應用中很多太陽能企業由于自身實力的原因，造成很多交付的太陽能熱水系統工程冬季運行基本處于癱瘓狀態，給用戶帶來嚴重影響，在產品節能效果上沒有達到設計應用的預期目標。平板太陽能集熱工程的設計特別是北方寒冷地區平板太陽能集熱系統的防凍設計對于如何使整套系統達到一個最佳的運行狀態，實現真正的節能至關重要。我們針對問題較多的大型集熱工程項目，提供一種以熱管型平板太陽能集熱器為基礎的回流防凍技術運用方案，使設計方案更加符合實際狀況，為平板太陽能集熱工程系統在北方寒冷地區的進一步推廣提供技術參考。
1系統運行狀況分析
1.1排空防凍技術存在的問題(開式系統)
(1)大型平板太陽能集熱系統采用管板型集熱器內無法全部排空，造成系統凍裂，損失巨大；
(2)排空會極大浪費水資源。
1.2 防凍液防凍技術存在的問題(閉式系統)
(1)二次換熱效率低(盤管換熱或者板式換熱)；
(2)北方寒冷地區晝夜溫差大造成管路連接處滲漏；
(3)系統投資相對較大；
(4)防凍液質保期后需要更換，后期運行費用大；
(5)系統承壓運行，四季不穩定；
(6)后期維護費用極大。
2回流防凍技術系統原理
(1)集熱器選用抗凍熱管型平板集熱器；
(2)在集熱器的進水口最高端設置吸氣閥；
(3)集熱器放置于屋頂，水箱放置于地下；
(4)進水管采用上坡設置，出水管采用下坡設置；
(5)采用其他清潔能源作為輔助加熱；
(6)進水管的室外部分與出水管的室外部分的最低點連接，在連接處安裝三位兩通電動閥；
(7)系統采用溫差循環控制，運行原理與常規運行一樣，排空原理為當集熱循環泵停止工作時，出水管的水靠自重往水箱側回流，集熱器管路產生負壓，吸氣閥自動打開，電動閥按照設置程序自動打開，進水管內的水靠自重往水箱側回流，直至集熱器及管路排空為止，吸氣閥門自動關閉。
3系統主要集熱部件介紹
(1)抗凍熱管型平板太陽能集熱器原理結構
(2)抗凍熱管型平板太陽能集熱器優點
1)結構簡單，內阻小，水泵負載輕；
2)內部無焊接，無泄漏隱患，壽命長；
3)熱損小，效率高，抗凍效果好；
4)管路連接方便，接頭少，施工方便快捷，初期投資小。
4系統優點
(1)系統簡單，效率高，運行穩定安全，投入成本低；
(2)集熱器只有一根主管，管路簡單，阻力小，容易排空；
(3)系統停運后集熱管路內無水或者有少量水，防凍效果佳；
(4)后期維護費用低。
5設計施工要點
(1)集熱器采用橫置式放置，單組集熱器管路保持2°~-3°傾斜角度；
(2)主管路盡量放置于室內或埋于地下；
(3)水箱放置于地坑，露出地面1/3 高度，四周保溫，并設置機房，便于檢修及減少熱損；
(4)管路采用同程設計，主管路進水管路上坡設計安裝，出水管路按照下坡設計安裝；
(5)連接進水管和出水管的管路采用下坡設計安裝。
6結論
采用回流防凍結合抗凍熱管型平板太陽能集熱器技術在北方寒冷地區的運用，解決了大型平板太陽能集熱工程在系統防凍設計上的難題。為在北方寒冷地區大型平板太陽能集熱工程的進一步推廣運用提供有效的技術和設備保障。
