正确选用及维护环保型高效保温太阳能热水器的技术要点

马昭键 林成刚 陆俊行

（1.广西吉宽太阳能设备有限公司，广西 南宁 530000；2.中国科技开发院广西分院，广西 南宁 530022）

前言：我国对太阳能的利用十分重视。2007年国家发展改革委、建设部联合发出《关于加快太阳能热水系统推广应用工作的通知》提出“有条件的医院、学校、饭店、游泳池、公共浴室等热水消耗大户，要优先采用太阳能集中热水系统；在有条件的农村地区也要积极推广太阳能热水系统及太阳灶等其它经济实用的太阳能热利用技术，把推广应用太阳能热利用技术作为社会主义新农村建设的重要措施予以重视。”在《加快推进农村地区可再生能源建筑应用的实施方案》中要求，每省选定4个县不小于30万m2太阳能热水器进行补助，太阳能热利用示范市、示范县、太阳能集热示范工程、太阳能热水器示范村纷纷亮相。2009年商务部财政部还将太阳能热水器纳入家电下乡范畴，让农村居民享受13%的财政补贴。我国已成为全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家。而且，未来5-10年中国太阳能热水器市场保有量仍将保持20%以上的增长率。可见对太阳能热水器选购、安装、使用、维护的技术性探讨具有较大的社会意义。

但目前中国太阳能热水器行业却存在着市场主体参差不齐、行业技术标准不完善、企业技术研发实力弱等诸多问题，这成为中国太阳能热水器质量的不确定性因素。针对广大消费者在太阳能热水器选购、安装、使用、维护等遇到较多专业技术性问题，本文结合环保型高效保温太阳能热水器新产品，谈谈相关的的技术要点。

1 选用环保型高效保温太阳能热水器的技术基础

1.1 太阳能热水器选用的基本技术性能标准

太阳能热水器选购的基本技术问题：

（1）寿命标准：太阳热水器的材料、技术、工艺不同，整机使用寿命有3年、5年甚至十几年不等。而与元部件寿命相关的故障率高低（或故障间隔时间长短）也是选购时应考虑的标准。

（2）集热标准：真空管集热能力的强弱是衡量热水器性能优劣的重要标志，也是影响热水器供热量、热水升温快慢以及弱阳光下能否供热等的重要因素，此外支架设计也要适应不同地区的要求。

（3）保温标准：储水箱性能优劣主要体现在保温效果上：好的保温层保温性能高且稳定持久。劣质保温层发泡不均匀，二三年后性能急剧下降。好的太阳能保温材料和先进的保温工艺，能确保良好的保温效果，一夜后热水温度下降少，隔夜照样有热水用。

（4）供热水量标准：一般家庭洗浴用水最低（水温为45～50℃）；男30L女40L，若包括厨房用热水，则可按人均用水量40L估算总量；冬季水温一般按50～60℃计算、折算热水器容水量，实际购买时还要根据热水器情况来决定。

（5）适应在地气候标准：不同的气候条件对太阳能热水的产生、使用、保温、维护等有不同的要求。如冬季太阳光照弱、时间短，温度低、温差大，热水需求量更大，是考验太阳能的关键时期。还有阴雨天、雷雨天等气候条件，都要求有相应的技术措施保障太阳能热水器能够稳定、安全、经济、方便地使用。

（6）使用舒适性标准。选用顶水式热水器出水压力较大，喷淋效果好，洗浴舒适度高，产品价格高；有除水垢、防菌措施的可以提高用水的卫生程度；有自动控制系统的可以提高使用操作的简便性，等等。值得指出，舒适性功能越多，对使用的故障率、经济性可能有一定的影响。

1.2 环保型高效保温太阳能热水器的主要原理及结构

环保高效保温太阳能热水器是由高效集热管、环保高效保温储水箱及支架等相关附件组成。阳光穿过吸热管的第一层玻璃照到第二层玻璃的黑色吸热层上，将太阳光能的热量吸收，由于两层玻璃之间是真空隔热的，热量不能向外传，只能传给玻璃管里面的水，使玻璃管内的水加热，加热的水变轻沿着玻璃管受热面往上进入保温储水桶，桶内温度相对较低的水沿着玻璃管背光面进入玻璃管补充，如此不断循环，使保温储水桶内的水不断加热，从而达到热水的目的。具体结构见图1：

图1 环保高效保温太阳能热水器结构图

1.3 环保型高效保温太阳能热水器的技术经济对比

某产品技术经济对比分析主要是考察其价格功能比。本论文在市场调研的基础上，按照寿命、集热、保温、适应性、舒适性、经济性等方面的标准，选出能效等级、日有用的热量、故障间隔时间、保温效果、适应阴雨天程度、舒适性功能、市场价格等指标，与市场常见的3个品牌产品对比如表1：

表1 各品牌太阳能技术性能参数

2 环保型高效保温太阳能热水器安装、使用应注意的问题

2.1 太阳能热水器安装中的基本问题

（1）安装太阳能热水器前应考虑安装承载的问题。首先与生产厂家或经销商联系，掌握安装承载的要点。如正常的屋顶都考虑荷载，一般在150公斤/平方米是可以安装的；轻屋顶则需要选择房屋承重点并做基础加固处理的；布置水管一般要考虑热水管的入口和出水管的出口；选用电加热和带控制仪的用户还要确定开关或控制仪的安放地点；室外安装地点一般由供应商与用户协商解决，届时应取得物业或者有关邻居的认同，即可开始安装。

（2）安装支架及其固定方式。支架安装一般采用水泥墩、打膨胀螺栓或用钢丝绳固定几种方式，根据屋顶情况选择最佳固定方式。太阳能热水器去除了反射板，这样整机的防风性能大幅度提高；另外，安装时将太阳能和屋顶牢固的固定在一起可抗台风，台风时保证整机满水抗风性能更佳。

（3）安装器材、元件的准备。热水器内水温最高可达95度，为防止材料老化或软化，上下水管和溢流管最好使用优质铝塑管。

热水器安装前，应先将楼顶热水器旁边的避雷针有效地加高，使其高出热水器顶部半米以上，同时热水器水箱必须有效接地；室内出水口必须与地线等电位连接。

2.2 太阳能热水器使用中应注意事项及问题分析

（1）要注意的基本事项。一是判别太阳能热水器水满程度：一般可根据溢流管是否排水判断水满状态；配备水位控制仪的可观察水位指示，水满会自动关闭；二是要掌握太阳能热水器的最佳上水时间：真空管内无水即空晒状态下，上水易造成真空管爆裂，故水箱内无水或首次上水时必须在日出前或太阳落山2小时后进行；三使用太阳能热水器要注意使用安全：要防止使用者烫伤（凉水流尽后温度会突升到80℃以上），要把热水器紧固以防台风将其从房项吹落造成伤害；四是太阳能热水器长时间不用水时会造成零部件易损坏的问题，应经常放热水上冷水或在真空管集热器上放置遮盖物挡住阳光；五是注意太阳能热水器好几天未用热水的水质较差、细菌多等问题，要排放掉。

（2）一些问题的原因分析：

①放不出热水的原因主要有：真空管破坏，下水管道、阀门或接头漏水，自来水水压高，有多路出水的可能出现串水现象，有全自动副水箱可能其浮球阀关闭不严或失效，等等。

②漏水的原因主要有：真空管损坏，硅胶圈密封不严或损坏，溢流管或排气管堵塞造成水箱抽瘪，室内混水阀串水，上水管压力过大而自动阀门关不严，等等。

③管道容易坏的原因：塑料管道热烘、暴晒、风化等。

④好天气水温却不高的原因：热水器的上方有遮挡物，上水阀关不严，水里泥沙过多（如井水）沉积在真空管内影响集热和循环，当地空气污染使真空管表面有灰尘，集热器内积垢，集热管的真空度下降使集热效率丧失。

2.3 环保型高效保温太阳能热水器安装应注意事项

（1）管路系统设计要清楚。一是管路系统的零部件（阀门、管道）的作用、要求等设计一定要清楚。要保证冷热水管道材质和安装位置的区别，冷热水管不能混用，一般在两者间设置逆止阀，在冷热水的进出口一定要加上总阀门，否则维修的时候会很麻烦。二是管路的设计要尽量的节省空间，能走暗管的不走明管。用户对管路整体设计要心中有数，以便出现故障时可先行处理，不至于造成大的损失。

（2）屋顶安装须选择正南方向。还要求前方120°范围内没有高大树木、建筑物和其他遮挡物，以防阳光遮挡。设计管路应考虑保温并使室外用水管路最短。

（3）热水器固定。主机一般安装在房顶或楼顶等高处，所以其固定是个很关键的步骤，一定要严格操作。还要定期进行检查固定情况，防止事故的发生。

（4）避免空晒。安装后首次上水必须在早晨或晚上，避免空晒使真空管温度很高时突然进冷水而造成“炸管”。水箱内的水要保持一定的量，避免空晒，影响玻璃真空管寿命。

（5）安装说明。按照安装说明书及各零件上标贴符号，依次将支架装配牢固；将水箱置于支架上调整固定；将防尘圈套在玻璃管上，向管内注水然后将真空管插入水箱热管孔，底端与尾座相连接；接上进出水管安装自动进水装置和电加热辅助装置后，即可上水使用，也可以单管上下水方式使用。同时保证溢流管和排气管道畅通。

3 环保型高效保温太阳能热水器使用、保养的主要技术

3.1 太阳能热水器使用及保养中常见的误区

（1）太阳能热水器有没有保温功能。有保温功能。太阳能热水器的真空玻璃集热管是双层玻璃构成，内表镀上热吸收层，两层之间为真空，这样相当于一个拉长的保温瓶。热量只能进不能出，热水器水箱是采用双层不锈钢板构成，中间是聚胺脂整体发泡的保温体，保温作用十分明显，一般合格的太阳能热水器每天温度下降在5℃以内。

（2）内胆装的水能否饮用。除非是专门设计的可饮用、承压太阳能热水器，否则坚决不要饮用里面的水。普通太阳能虽然是食品级的不锈钢材料制作的，但蓄热水箱里的水经过反复加热容易产生硝酸盐亚硝酸盐等有害物质，而且里面的水不可能完全用光，容易滋生致病菌团。

3.2 环保型高效保温太阳能热水器机维护的主要技术

（1）清洗太阳能热水器。打开进水口，将除垢剂加入到存水箱，自动热循环20-30分钟，使除垢剂溶液充分接触各部位；打开排水口排干清洗液，将水箱加满水后再循环两分钟，排干循环水，清洗除垢工作完成。

（2）日常维护。首次使用可打开水龙头先排除水管内尘埃或油味等杂物；机内存水应根据当地水质状况作定期排放，排水时间可于早上集热器较低温时；定期擦试、清洗保持热水器的表面清洁可得到较高的集热效率；连续晴天多日不使用其热水温度很高，使用时要先开冷水、后开热水，以免烫伤；水龙头出口端的滤网装置，应定期自行拆下清洗；平均每二年到三年就需要进行清洗、检查、消毒（用含氯消毒药剂往进水口中倒进去，浸泡一段时间）；平均二年到三年需对真空管内部进行清理，防止真空管内部结水垢影响吸热效果；配置专用仪表需注意防雷防电，打雷时切勿洗澡并拔掉电加热插头。

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