正確選用及維護(hù)環(huán)保型高效保溫太陽能熱水器的技術(shù)要點(diǎn)

馬昭鍵 林成剛 陸俊行

（1.廣西吉寬太陽能設(shè)備有限公司，廣西 南寧 530000；2.中國科技開發(fā)院廣西分院，廣西 南寧 530022）

前言：我國對太陽能的利用十分重視。2007年國家發(fā)展改革委、建設(shè)部聯(lián)合發(fā)出《關(guān)于加快太陽能熱水系統(tǒng)推廣應(yīng)用工作的通知》提出“有條件的醫(yī)院、學(xué)校、飯店、游泳池、公共浴室等熱水消耗大戶，要優(yōu)先采用太陽能集中熱水系統(tǒng)；在有條件的農(nóng)村地區(qū)也要積極推廣太陽能熱水系統(tǒng)及太陽灶等其它經(jīng)濟(jì)實(shí)用的太陽能熱利用技術(shù)，把推廣應(yīng)用太陽能熱利用技術(shù)作為社會主義新農(nóng)村建設(shè)的重要措施予以重視?！痹凇都涌焱七M(jìn)農(nóng)村地區(qū)可再生能源建筑應(yīng)用的實(shí)施方案》中要求，每省選定4個縣不小于30萬m2太陽能熱水器進(jìn)行補(bǔ)助，太陽能熱利用示范市、示范縣、太陽能集熱示范工程、太陽能熱水器示范村紛紛亮相。2009年商務(wù)部財(cái)政部還將太陽能熱水器納入家電下鄉(xiāng)范疇，讓農(nóng)村居民享受13%的財(cái)政補(bǔ)貼。我國已成為全球太陽能熱水器生產(chǎn)量和使用量最大的國家。而且，未來5-10年中國太陽能熱水器市場保有量仍將保持20%以上的增長率?？梢妼μ柲軣崴鬟x購、安裝、使用、維護(hù)的技術(shù)性探討具有較大的社會意義。

但目前中國太陽能熱水器行業(yè)卻存在著市場主體參差不齊、行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善、企業(yè)技術(shù)研發(fā)實(shí)力弱等諸多問題，這成為中國太陽能熱水器質(zhì)量的不確定性因素。針對廣大消費(fèi)者在太陽能熱水器選購、安裝、使用、維護(hù)等遇到較多專業(yè)技術(shù)性問題，本文結(jié)合環(huán)保型高效保溫太陽能熱水器新產(chǎn)品，談?wù)勏嚓P(guān)的的技術(shù)要點(diǎn)。

1 選用環(huán)保型高效保溫太陽能熱水器的技術(shù)基礎(chǔ)

1.1 太陽能熱水器選用的基本技術(shù)性能標(biāo)準(zhǔn)

太陽能熱水器選購的基本技術(shù)問題：

（1）壽命標(biāo)準(zhǔn)：太陽熱水器的材料、技術(shù)、工藝不同，整機(jī)使用壽命有3年、5年甚至十幾年不等。而與元部件壽命相關(guān)的故障率高低（或故障間隔時間長短）也是選購時應(yīng)考慮的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）集熱標(biāo)準(zhǔn)：真空管集熱能力的強(qiáng)弱是衡量熱水器性能優(yōu)劣的重要標(biāo)志，也是影響熱水器供熱量、熱水升溫快慢以及弱陽光下能否供熱等的重要因素，此外支架設(shè)計(jì)也要適應(yīng)不同地區(qū)的要求。

（3）保溫標(biāo)準(zhǔn)：儲水箱性能優(yōu)劣主要體現(xiàn)在保溫效果上：好的保溫層保溫性能高且穩(wěn)定持久。劣質(zhì)保溫層發(fā)泡不均勻，二三年后性能急劇下降。好的太陽能保溫材料和先進(jìn)的保溫工藝，能確保良好的保溫效果，一夜后熱水溫度下降少，隔夜照樣有熱水用。

（4）供熱水量標(biāo)準(zhǔn)：一般家庭洗浴用水最低（水溫為45～50℃）；男30L女40L，若包括廚房用熱水，則可按人均用水量40L估算總量；冬季水溫一般按50～60℃計(jì)算、折算熱水器容水量，實(shí)際購買時還要根據(jù)熱水器情況來決定。

（5）適應(yīng)在地氣候標(biāo)準(zhǔn)：不同的氣候條件對太陽能熱水的產(chǎn)生、使用、保溫、維護(hù)等有不同的要求。如冬季太陽光照弱、時間短，溫度低、溫差大，熱水需求量更大，是考驗(yàn)太陽能的關(guān)鍵時期。還有陰雨天、雷雨天等氣候條件，都要求有相應(yīng)的技術(shù)措施保障太陽能熱水器能夠穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)、方便地使用。

（6）使用舒適性標(biāo)準(zhǔn)。選用頂水式熱水器出水壓力較大，噴淋效果好，洗浴舒適度高，產(chǎn)品價格高；有除水垢、防菌措施的可以提高用水的衛(wèi)生程度；有自動控制系統(tǒng)的可以提高使用操作的簡便性，等等。值得指出，舒適性功能越多，對使用的故障率、經(jīng)濟(jì)性可能有一定的影響。

1.2 環(huán)保型高效保溫太陽能熱水器的主要原理及結(jié)構(gòu)

環(huán)保高效保溫太陽能熱水器是由高效集熱管、環(huán)保高效保溫儲水箱及支架等相關(guān)附件組成。陽光穿過吸熱管的第一層玻璃照到第二層玻璃的黑色吸熱層上，將太陽光能的熱量吸收，由于兩層玻璃之間是真空隔熱的，熱量不能向外傳，只能傳給玻璃管里面的水，使玻璃管內(nèi)的水加熱，加熱的水變輕沿著玻璃管受熱面往上進(jìn)入保溫儲水桶，桶內(nèi)溫度相對較低的水沿著玻璃管背光面進(jìn)入玻璃管補(bǔ)充，如此不斷循環(huán)，使保溫儲水桶內(nèi)的水不斷加熱，從而達(dá)到熱水的目的。具體結(jié)構(gòu)見圖1：

圖1 環(huán)保高效保溫太陽能熱水器結(jié)構(gòu)圖

1.3 環(huán)保型高效保溫太陽能熱水器的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比

某產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比分析主要是考察其價格功能比。本論文在市場調(diào)研的基礎(chǔ)上，按照壽命、集熱、保溫、適應(yīng)性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性等方面的標(biāo)準(zhǔn)，選出能效等級、日有用的熱量、故障間隔時間、保溫效果、適應(yīng)陰雨天程度、舒適性功能、市場價格等指標(biāo)，與市場常見的3個品牌產(chǎn)品對比如表1：

表1 各品牌太陽能技術(shù)性能參數(shù)

2 環(huán)保型高效保溫太陽能熱水器安裝、使用應(yīng)注意的問題

2.1 太陽能熱水器安裝中的基本問題

（1）安裝太陽能熱水器前應(yīng)考慮安裝承載的問題。首先與生產(chǎn)廠家或經(jīng)銷商聯(lián)系，掌握安裝承載的要點(diǎn)。如正常的屋頂都考慮荷載，一般在150公斤/平方米是可以安裝的；輕屋頂則需要選擇房屋承重點(diǎn)并做基礎(chǔ)加固處理的；布置水管一般要考慮熱水管的入口和出水管的出口；選用電加熱和帶控制儀的用戶還要確定開關(guān)或控制儀的安放地點(diǎn)；室外安裝地點(diǎn)一般由供應(yīng)商與用戶協(xié)商解決，屆時應(yīng)取得物業(yè)或者有關(guān)鄰居的認(rèn)同，即可開始安裝。

（2）安裝支架及其固定方式。支架安裝一般采用水泥墩、打膨脹螺栓或用鋼絲繩固定幾種方式，根據(jù)屋頂情況選擇最佳固定方式。太陽能熱水器去除了反射板，這樣整機(jī)的防風(fēng)性能大幅度提高；另外，安裝時將太陽能和屋頂牢固的固定在一起可抗臺風(fēng)，臺風(fēng)時保證整機(jī)滿水抗風(fēng)性能更佳。

（3）安裝器材、元件的準(zhǔn)備。熱水器內(nèi)水溫最高可達(dá)95度，為防止材料老化或軟化，上下水管和溢流管最好使用優(yōu)質(zhì)鋁塑管。

熱水器安裝前，應(yīng)先將樓頂熱水器旁邊的避雷針有效地加高，使其高出熱水器頂部半米以上，同時熱水器水箱必須有效接地；室內(nèi)出水口必須與地線等電位連接。

2.2 太陽能熱水器使用中應(yīng)注意事項(xiàng)及問題分析

（1）要注意的基本事項(xiàng)。一是判別太陽能熱水器水滿程度：一般可根據(jù)溢流管是否排水判斷水滿狀態(tài)；配備水位控制儀的可觀察水位指示，水滿會自動關(guān)閉；二是要掌握太陽能熱水器的最佳上水時間：真空管內(nèi)無水即空曬狀態(tài)下，上水易造成真空管爆裂，故水箱內(nèi)無水或首次上水時必須在日出前或太陽落山2小時后進(jìn)行；三使用太陽能熱水器要注意使用安全：要防止使用者燙傷（涼水流盡后溫度會突升到80℃以上），要把熱水器緊固以防臺風(fēng)將其從房項(xiàng)吹落造成傷害；四是太陽能熱水器長時間不用水時會造成零部件易損壞的問題，應(yīng)經(jīng)常放熱水上冷水或在真空管集熱器上放置遮蓋物擋住陽光；五是注意太陽能熱水器好幾天未用熱水的水質(zhì)較差、細(xì)菌多等問題，要排放掉。

（2）一些問題的原因分析：

①放不出熱水的原因主要有：真空管破壞，下水管道、閥門或接頭漏水，自來水水壓高，有多路出水的可能出現(xiàn)串水現(xiàn)象，有全自動副水箱可能其浮球閥關(guān)閉不嚴(yán)或失效，等等。

②漏水的原因主要有：真空管損壞，硅膠圈密封不嚴(yán)或損壞，溢流管或排氣管堵塞造成水箱抽癟，室內(nèi)混水閥串水，上水管壓力過大而自動閥門關(guān)不嚴(yán)，等等。

③管道容易壞的原因：塑料管道熱烘、暴曬、風(fēng)化等。

④好天氣水溫卻不高的原因：熱水器的上方有遮擋物，上水閥關(guān)不嚴(yán)，水里泥沙過多（如井水）沉積在真空管內(nèi)影響集熱和循環(huán)，當(dāng)?shù)乜諝馕廴臼拐婵展鼙砻嬗谢覊m，集熱器內(nèi)積垢，集熱管的真空度下降使集熱效率喪失。

2.3 環(huán)保型高效保溫太陽能熱水器安裝應(yīng)注意事項(xiàng)

（1）管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)要清楚。一是管路系統(tǒng)的零部件（閥門、管道）的作用、要求等設(shè)計(jì)一定要清楚。要保證冷熱水管道材質(zhì)和安裝位置的區(qū)別，冷熱水管不能混用，一般在兩者間設(shè)置逆止閥，在冷熱水的進(jìn)出口一定要加上總閥門，否則維修的時候會很麻煩。二是管路的設(shè)計(jì)要盡量的節(jié)省空間，能走暗管的不走明管。用戶對管路整體設(shè)計(jì)要心中有數(shù)，以便出現(xiàn)故障時可先行處理，不至于造成大的損失。

（2）屋頂安裝須選擇正南方向。還要求前方120°范圍內(nèi)沒有高大樹木、建筑物和其他遮擋物，以防陽光遮擋。設(shè)計(jì)管路應(yīng)考慮保溫并使室外用水管路最短。

（3）熱水器固定。主機(jī)一般安裝在房頂或樓頂?shù)雀咛?，所以其固定是個很關(guān)鍵的步驟，一定要嚴(yán)格操作。還要定期進(jìn)行檢查固定情況，防止事故的發(fā)生。

（4）避免空曬。安裝后首次上水必須在早晨或晚上，避免空曬使真空管溫度很高時突然進(jìn)冷水而造成“炸管”。水箱內(nèi)的水要保持一定的量，避免空曬，影響玻璃真空管壽命。

（5）安裝說明。按照安裝說明書及各零件上標(biāo)貼符號，依次將支架裝配牢固；將水箱置于支架上調(diào)整固定；將防塵圈套在玻璃管上，向管內(nèi)注水然后將真空管插入水箱熱管孔，底端與尾座相連接；接上進(jìn)出水管安裝自動進(jìn)水裝置和電加熱輔助裝置后，即可上水使用，也可以單管上下水方式使用。同時保證溢流管和排氣管道暢通。

3 環(huán)保型高效保溫太陽能熱水器使用、保養(yǎng)的主要技術(shù)

3.1 太陽能熱水器使用及保養(yǎng)中常見的誤區(qū)

（1）太陽能熱水器有沒有保溫功能。有保溫功能。太陽能熱水器的真空玻璃集熱管是雙層玻璃構(gòu)成，內(nèi)表鍍上熱吸收層，兩層之間為真空，這樣相當(dāng)于一個拉長的保溫瓶。熱量只能進(jìn)不能出，熱水器水箱是采用雙層不銹鋼板構(gòu)成，中間是聚胺脂整體發(fā)泡的保溫體，保溫作用十分明顯，一般合格的太陽能熱水器每天溫度下降在5℃以內(nèi)。

（2）內(nèi)膽裝的水能否飲用。除非是專門設(shè)計(jì)的可飲用、承壓太陽能熱水器，否則堅(jiān)決不要飲用里面的水。普通太陽能雖然是食品級的不銹鋼材料制作的，但蓄熱水箱里的水經(jīng)過反復(fù)加熱容易產(chǎn)生硝酸鹽亞硝酸鹽等有害物質(zhì)，而且里面的水不可能完全用光，容易滋生致病菌團(tuán)。

3.2 環(huán)保型高效保溫太陽能熱水器機(jī)維護(hù)的主要技術(shù)

（1）清洗太陽能熱水器。打開進(jìn)水口，將除垢劑加入到存水箱，自動熱循環(huán)20-30分鐘，使除垢劑溶液充分接觸各部位；打開排水口排干清洗液，將水箱加滿水后再循環(huán)兩分鐘，排干循環(huán)水，清洗除垢工作完成。

（2）日常維護(hù)。首次使用可打開水龍頭先排除水管內(nèi)塵埃或油味等雜物；機(jī)內(nèi)存水應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厮|(zhì)狀況作定期排放，排水時間可于早上集熱器較低溫時；定期擦試、清洗保持熱水器的表面清潔可得到較高的集熱效率；連續(xù)晴天多日不使用其熱水溫度很高，使用時要先開冷水、后開熱水，以免燙傷；水龍頭出口端的濾網(wǎng)裝置，應(yīng)定期自行拆下清洗；平均每二年到三年就需要進(jìn)行清洗、檢查、消毒（用含氯消毒藥劑往進(jìn)水口中倒進(jìn)去，浸泡一段時間）；平均二年到三年需對真空管內(nèi)部進(jìn)行清理，防止真空管內(nèi)部結(jié)水垢影響吸熱效果；配置專用儀表需注意防雷防電，打雷時切勿洗澡并拔掉電加熱插頭。

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