太阳能热水器的维护与故障处理牛海霞

　2012年11月

内蒙古科技与经济

N ov ember 2012　第21期总第271期

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太阳能热水器的维护与故障处理

牛海霞1,樊志勇2,董正茂2

(1.内蒙古机电职业技术学院,内蒙古呼和浩特　010070;2.北京京能新能源有限责任公司,北京　100028) 摘　要:针对太阳能热水器存在故障多发情况,阐述了太阳能热水器的工作原理和日常保养维护过程中必须注意的几个问题,以及太阳能热水器出现故障后的处理方法。

关键词:太阳能;热水器;故障处理

中图分类号:T U 822∶T K 519 文献标识码:B 文章编号:1007—6921(2012)21—0110—02 当今全球能源形势日益紧张、环境污染严重、资源缺乏,世界各国都在寻求新的能源替代战略,以求得可持续发展。太阳能作为一种可再生的新能源,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。2010年10月,国务院发布了《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(国发[2010]32号),把加快太阳能热利用技术推广应用,作为新能源产业的发展重点,宏观政策和消费趋势为太阳能热利用行业的发展创造了良好的宏观环境和市场条件。太阳能具有清洁、方便、环保,取之不尽、用之不竭等优势,成为今后能源关注的重点。在太阳能产业的发展中,太阳能热水器技术最成熟。农村由于电力及液化气供应方面问题,使用燃气、电热水器不方便,太阳能热水器在农村存在巨大的市场空间,特别是我国加强社会主义新农村建设,农民收入的增加和生活条件的改善带来农村生活习惯及生活方式的改变,使太阳能热水器成了农村新的时尚、新的消费。太阳能热水器越来越受到城市、边远地区和农村用户的青睐。1

　太阳能热水器的工作原理

图1　太阳能热水器加热过程

太阳能热水器是靠真空管的涂层吸收太阳光的辐射而达到加热水的目的,再利用热水上升冷水下

沉的循环原理,把加热了的水存在水箱里。其主要过程(见图1所示),冷水经水箱底部进入太阳能集热器阵列,太阳能集热板芯或真空集热管高效吸引太阳能辐射能量,将太阳能转化为热能,使集热器中冷水加热,由于冷水的比重比热水的比重大,热水会自动往上升,形成一个热虹吸现象,使温度较低的水不断流入集热器,温度较高的水经集热器上循环回流入保温热水箱,从而构成了太阳能热水器的一个自然循环系统。这种不断循环往复的过程中,整个水箱中的水不断升温,从而整箱水升高至一定的温度[1]。2　太阳能热水器的组成

太阳能热水器主要由集热器、保温水箱、支架、连接管道等组成。2.1　集热器

集热器是太阳能热水器的重要部件,集热元件通过吸收太阳光,将太阳能转换为加热水的热能,使水温上升。

目前,市场上普遍使用的集热器为平板型和真空管型两种。平板型集热器是采用玻璃温室效应的原理实现对水的加热。作为一种集热板它在吸热过程中,同时存在对流、传导、辐射散热损失;真空管型集热器利用真空隔热,并采用选择性吸收涂层来提高集热效率和集热温度。构成这种集热器的核心部件是真空管,它主要由内部的吸热体和外层的玻璃管组成。吸热体表面通过各种方式沉积有光谱选择性吸收涂层。由于吸热体与玻璃管之间的夹层保持高度真空度,可有效地抑制真空管内空气的传导和对流热损失,并且由于选择性吸收涂层具有低的红外发射率,可明显地降低吸热板的辐射热损失。这些都可以使真空管集热器最大限度地利用太阳能,即使在高工作温度和低环境温度的条件下仍具有优良的热性能[2]。2.2　保温水箱

保温水箱是储存热水的容器,具有保温瓶一样的功能。因为太阳能热水器只能白天工作,而人们一般在晚上使用热水,所以必须通过保温水箱把集热器在白天产出的热水储存起来。

保温水箱由内胆、保温层、水箱外壳3部分组

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110・ 收稿日期:2012-08-26

　牛海霞,等・太阳能热水器的维护与故障处理2012年第21期

成。水箱内胆是储存热水的重要部分,其材料的强度和耐腐蚀性至关重要。市场上有不锈钢、搪瓷等材质。保温层保温材料的好坏直接关系着热效率和晚间清晨的使用,在寒冷的冬季尤其重要。目前,较好的保温方式是进口聚氨酯整体自动化发泡工艺保温。外壳一般为彩钢板、镀铝锌板或不锈钢板。

2.3　支架

支撑集热器与保温水箱的架子。要求结构牢固、稳定性高、抗风雪、耐老化、不生锈。材质一般为彩钢板或铝合金。

2.4　连接管道

连接管道将热水从集热器输送到保温水箱和冷水从保温水箱输送到集热器的管道,使整套系统形成一个闭合的环路。设计合理、连接正确的循环管道对太阳能系统是否能达到最佳工作状态至关重要。热水管道必须做保温处理。

3　太阳能热水器的使用和维护事项

3.1　太阳能热水器使用注意事项

为了延长太阳能热水器的使用期限,提高人们的安全意识,减少经济损失。在使用太阳能热水器中,提出以下注意事项: 热水器在使用期间,尽量防止空晒。因为玻璃管在空晒时温度可达250℃以上,长时间空晒,会影响真空管的寿命; 在使用真空管热水器时,尽量不要将水箱中的水放空。使水箱在有水状态下常补水是非常有益的,这样使热水器总是处于高效状态; 长时间空晒后,避免在中午或下午上水,因为此时管内温度很高,突然上水容易使真空管炸裂。应该在日落后1h或清晨上水; 严禁湿手操作电器部分,洗浴前将赛德热辅系统和防冻带切断电源,严禁将漏电保护插头当做开关用,电器部分严禁频繁启动; 发现冷水管路中有热水时应及时修理,以防将冷水管路烫坏; 室内气温低于0℃时,应将管路中的水放空并保持放水阀门常开,以防冻坏管路及室内铜配件; 严禁食用热水器中的水,以防病菌感染; 洗澡时,严禁将水喷淋到电器部分,尤其当使用浴霸时更应注意。

3.2　太阳能热水器养护事项

在使用太阳能热水器期间,维护是保证运行的重要条件,应做到以下几点[2]: 真空玻璃管及反射板要保持干净,应定期除尘,时间一般为半年。清除时用抹布擦干净玻璃管和反射板的灰尘或用清水冲拭。下雪之后,要及时清理真空管及反射板上的积雪; 检查玻璃管有无破损现象。如有损坏,请及时更换; 定期检查支架有无松动、生锈等现象; 定期(1年～2年)对真空管和水箱进行清理、除垢,有利于清洁水质,同时延长太阳能热水器的使用寿命。4　太阳能热水器的故障处理

4.1　热水器不出热水

真空管破坏,需要更换真空管; 自来水水压高,热水流不出来,需要调小自来水流量; 热水器为多路出水,有串水现象,需要安装独立阀门,并关好阀门; 阀门失灵,未打开; 有溢流管的,可能是溢流管脱落; 水箱内水已放空,待上满水晒热后再使用; 下水管道、阀门、接头漏水、管路接口脱落或堵塞,重新接好或疏通管道。

4.2　热水器漏水

硅胶圈密封不严或损坏,更换硅胶圈; 溢流管堵塞,造成水箱抽瘪,需要更换主水箱; 室内混水阀串水,需要将混水阀调至热水或冷水一边; 上水管压力过大,自动阀门关不严,需要装减压阀; 水箱内胆焊缝开裂或热交换器支撑焊接点开裂,更换水箱; 电加热孔余料未净或密封圈损坏,将电加热孔余料清净或更换密封圈。

4.3　晴天,水的温度却不高

热水器的上方有树木、高楼等遮挡物; 上水阀关不严,自来水(冷水)将水箱中热水顶出来,更换上水阀; 水里泥沙过多,水质不好,真空管内存有水垢使集热效率降低,沉积在真空管内影响集热和循环; 当地空气污染严重,真空管表面有灰尘; 集热器内积垢,清除污垢; 新装的热水器,日照时间不够。第二个晴天以后即可; 上下水阀门坏或未拧紧,冷水不断进入水箱,顶出热水; 上下水管没保温,冬季环境温度太低,热散失严重,可做保温; 真空管漏气,热散失快。

4.4　热水器水温忽冷忽热

自来水压力比热水压力大,先开冷水微量,再开热水,然后微调冷水流量; 自来水压力波动,洗浴时不要开另外的自来水阀门。

4.5　热水器上不满水

自来水压力不足,增加一台增压泵; 上下水管路断开,重新连接或更换上下水管路; 室内或室外某管件坏,更换损坏管件。

4.6　热水器上水不止

单管进出水阀链子过长,截掉多余的链节; 水质恶劣,极易生成水垢或有杂质积聚在阀芯上,使阀体关闭不严,加装带过滤网的止回阀; 阀体本身损坏,更换阀体。

4.7　上水时太阳能发出“呼呼”的响声

上水当水箱快满时,如果水压过大,浮球上下浮动,会出现阀门突然一关一开的情况。当浮球阀突然关闭时,因阀门芯突然上提,自来水无法补充而形成空间真空,真空是声音传播的最佳介质,故会产生很大震动。排除方法:加装限流阀。

5　结论

太阳能的维护工作十分重要,它直接关系到热水系统(器)的集热效率和使用寿命,经常性的维护保养,可以延长使用寿命。同时,笔者介绍了太阳能热水器常见故障的处理方法,及时排除故障,使热水器稳定运行。

[参考文献]

[1]　刘荣厚,许强,武丽娟.太阳房、热水器及太阳

能利用[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,

1999.

[2]　罗运俊.太阳能热水器与太阳灶[M].北京:北

京化学工业出版社,1999.

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