太陽能(家用工程)熱水器的安裝使用與維修

太陽能(家用;工程)熱水器的安裝、運(yùn)用與修理書目前言出版前的話………………………5第一節(jié)為什們要開發(fā)太陽能………………5一、世界能源日趨驚慌…………5二、我國資源比較貧乏…………6三、人類生存環(huán)境惡化………6四、太陽能熱利用的可能性……………………6五、太陽能利用的優(yōu)點(diǎn)…………8其次節(jié)、人類開發(fā)太陽能的歷史………………9一、萌芽和理論階段………………9二、太陽能的發(fā)展和受挫階段——1996年前…………………10三、太陽能利用的產(chǎn)業(yè)化時(shí)期——1996年—2006…………11第三節(jié)、太陽能進(jìn)入快速成長期……………11一、太陽能熱水器的普及進(jìn)入一個(gè)新的歷史階段……………11二、我國在開發(fā)太陽能方面走在世界的前列…………………12第四節(jié)、從事太陽能工作的光榮和艱辛——出版本書的目的…………13第一章太陽能的熱利用原理……………………15第一節(jié)、一般家用真空管太陽能熱水器…………………15一、太陽能熱水器總體構(gòu)成……………………15二、太陽能熱水器的基本參數(shù)…………………16三、家用太陽能熱水器種類……………………16其次節(jié)、真空管…………………17一、真空管集熱原理…………17二、真空管的規(guī)格和派生的產(chǎn)品……………17三、真空管好壞的鑒別…………18四、真空管的基本數(shù)據(jù)…………18第三節(jié)、保溫水箱和支架………………19一、保溫水箱的材料組成………19二、支架…………20第四節(jié)真空管太陽能熱水器的集熱原理…………………21一、太陽能熱水器的集熱原理…………………21其次章太陽能熱水器運(yùn)用的物理原理………22第一節(jié)、同水位原理……………………22一、兩個(gè)裝有液體的容器，在容器與大氣相通的狀況下，水面的高度是一樣的?！?2二、同水位原理的引申…………22三、同水位現(xiàn)象告知我們什么…………………24其次節(jié)、水的壓力原理…………………24一、水和容器的壓力原理………24二、舉例說明……………………25第三節(jié)、水的熱分層原理………………25第四節(jié)、太陽能熱水器的加熱測算……26一、用水量的計(jì)算………………26二、水的加熱估算………………26第五節(jié)、太陽能熱水器的安裝與緯度的關(guān)系…………27第三章太陽能熱水器的安裝設(shè)計(jì)及安裝……29第一節(jié)、一般家用太陽能熱水器幾種常用的安裝方法………………29一、手動限制太陽能熱水器安裝圖……………29二、機(jī)械式自動進(jìn)水安裝方案…………………31三、帶太陽能限制儀的太陽能熱水器的安裝…………………33其次節(jié)、太陽能熱水器的安裝方法和的基本學(xué)問………34一、安裝中留意的問題…………34二、安裝前的打算工作…………35三、太陽能熱水器的安裝過程…………………36第三節(jié)、幾種較困難的太陽能熱水器安裝方法………44一、用水泵供水的太陽能熱水器的安裝………44二、用水泵供熱水的太陽能熱水器的安裝……46三、管道循環(huán)的安裝……………47四、兩臺太陽能熱水器的安裝…………………49五、自備水箱用戶的牢靠安裝…………………50六、斜屋頂太陽能的安裝………51七、承壓式太陽能熱水器的安裝………………52第四章太陽能熱水器的限制及太陽能熱水器限制器………………56第一節(jié)、水位水溫傳感器………………56一、太陽能水位的限制原理……………………57二、溫度限制原理………………58三、太陽能熱水器常用的水位水溫傳感器……59其次節(jié)、時(shí)間階段限制………62一、設(shè)定自動狀態(tài)………………62二、其他的時(shí)間設(shè)定和應(yīng)用……………………64第三節(jié)太陽能限制儀的愛護(hù)功能和其他附帶功能……64一、愛護(hù)功能……………………64二、太陽能自動限制的其他功能………………65第四節(jié)、一些限制部件的原理及運(yùn)用…………………67一、閥門與開關(guān)…………………67二、水泵及自動開關(guān)……………68第五章太陽能熱水器的運(yùn)用、故障解除和修理…………73第一節(jié)、太陽能熱水器的運(yùn)用…………73一、一般狀況下的運(yùn)用…………73二、太陽能與其他熱水器的協(xié)作運(yùn)用…………73三、對已經(jīng)出故障的太陽能熱水器的維持運(yùn)用………………76其次節(jié)、太陽能一般常見故障和解除方法………………77一、太陽能水箱漏水……………77二、太陽能熱水器沒有水下來…………………79三、太陽能水箱無法上水或者無法上滿水……80四、熱水不熱或不夠熱………81五、出水壓力不夠………………82六、用熱水時(shí)放出的冷水太多…………………82第三節(jié)、電氣部分引起的故障的解除…………………83一、電加熱不起作用……………83二、一些用電器的故障及推斷…………………85第四節(jié)、典型故障的查找和解除………86一、熱水器冒水…………………86二、太陽能儀表指示有熱水，但水下不來……87三、震蕩現(xiàn)象……………………87第五節(jié)、太陽能熱水器故障簡表………88第六節(jié)挽救太陽能孤兒，無爹無娘的太陽能的修理…90一、太陽能孤兒的一般狀況……………………90二、限制系統(tǒng)具體的復(fù)原過程…………………91第六章太陽能熱水器工作中的補(bǔ)充學(xué)問……97第一節(jié)萬用電表的運(yùn)用和太陽能電路的檢測………97一、指針式萬用表的運(yùn)用………97二、數(shù)字式萬用表………………102三、用帶鉗表的萬用表檢測電流…………104其次節(jié)太陽能熱水器的重點(diǎn)檢測…………105一、檢測電加熱系統(tǒng)是否正常…………………105二、檢測進(jìn)水電磁閥等是否正?！?07三、檢測水溫水位接線是否正常，水溫、水位傳感器是否正常……………108四、檢測水泵系統(tǒng)是否正?！?09出版前的話在史無前例的無產(chǎn)階級文化大革命中，我是一名一般的工廠機(jī)修工人,業(yè)余愛好是無線電，經(jīng)驗(yàn)了從礦石收音機(jī)到半導(dǎo)體時(shí)代。我的志向是當(dāng)一個(gè)人人敬重的工程師，當(dāng)然最好是搞飛機(jī)火箭的。我屬于干一行愛一行的人，在當(dāng)工人的幾年里，我仔細(xì)鉆研業(yè)務(wù)，車、刨、銑、鉗、電，我樣樣都會。復(fù)原高考后，我考上了南京航空航天高校機(jī)械系，童年的夢好像正在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。但是陰差陽錯(cuò)，畢業(yè)時(shí)正碰上航空工業(yè)調(diào)整規(guī)模，我的航空夢沒法實(shí)現(xiàn)，被分到電機(jī)廠，與發(fā)電機(jī)打起了交道，從技術(shù)員做到高級工程師，當(dāng)過銷售經(jīng)理、總工程師、國營企業(yè)廠長、合資企業(yè)副總經(jīng)理、總經(jīng)理。正是有了這些經(jīng)驗(yàn)，我才有可能在90年頭初辦起了民營企業(yè)。在長期從事能源的制造、研發(fā)、銷售工作中，感受到世界能源的危機(jī)，促使我把目光投向太陽能這一好產(chǎn)品，為此我們工廠生產(chǎn)出福建省第一臺家用太陽能熱水器，后又生產(chǎn)出深圳市第一臺家用太陽能熱水器。在長期的工作實(shí)踐中，本人經(jīng)驗(yàn)了太陽能熱水器行業(yè)從萌芽到成熟，乃至在世界上逐步普及的過程，經(jīng)驗(yàn)了太陽能技術(shù)從故障不斷到逐步成熟，乃至產(chǎn)生新的突破的過程。太陽能熱水器是個(gè)利國利民的好產(chǎn)品。為了搞好這項(xiàng)工作，本人親自參加近萬平方米的太陽能工程和近千臺家用太陽能熱水器的安裝調(diào)試工作，歷經(jīng)14年。通過這些工作，我獲得了大量現(xiàn)場資料，也體驗(yàn)了太陽能同行的辛苦。在這十幾年的生產(chǎn)經(jīng)營過程中，在太陽能普及推廣工作中，在與外國客戶的交往和產(chǎn)品外銷的安裝狀況過程中，我親身感覺到太陽能安裝和修理技術(shù)推廣的重要性。為此，從2006年起先，我著手籌備這本介紹和推廣太陽能技術(shù)的書，斷斷續(xù)續(xù)寫了近四年，幾乎占用了我全部的業(yè)余時(shí)間。在這個(gè)過程中我不斷遇到新的問題，不斷進(jìn)行補(bǔ)充。時(shí)至今日，拙作即將面世。在此，感謝與我共同奮斗的同事們，他們的工作為我供應(yīng)了一手的珍貴的材料。感謝慧聰網(wǎng)的編者們，為這份太陽能資料的傳播供應(yīng)了良好的渠道。希望這份小作能為太陽能的普及和推廣做出一點(diǎn)貢獻(xiàn)，這就是筆者的心愿。前言第一節(jié)為什們要開發(fā)太陽能世界能源日趨驚慌在當(dāng)前，世界能源日益驚慌，油價(jià)高漲，具有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，石油、自然氣等化學(xué)燃料只有20年的開采期，特殊是隨著第三世界國家的發(fā)展，中國、印度等人口大國汽車的普及，更加劇了石油等化學(xué)燃料的驚慌，這些化學(xué)燃料的用完年限可能比專家們的預(yù)料還要縮短。還有煤，盡管還有也許200年的開采期，但溫室效應(yīng)嚴(yán)峻，用煤發(fā)電造成環(huán)境污染。而且隨著社會的進(jìn)步，對勞動環(huán)境的改善要求不斷提高，煤的開采的成本上升很快。目前我國的現(xiàn)狀是百萬噸煤死亡率3.4人，每年都有幾百個(gè)工人為了開采煤而獻(xiàn)出了生命。由于煤的開采社會成本過高，人們將不得不削減它的用量，因此亟需找尋更平安更便利的能源供應(yīng)。二、我國資源比較貧乏我國是世界上資源比較貧乏的國家，國人的主要資源占有率，石油為世界人均值的11%，煤為51%，自然氣為4%。由于人口眾多和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國已經(jīng)成為世界能源消耗量最大的國家，成為世界第一大石油進(jìn)口國。二十一世紀(jì)我國的大部分家庭將逐步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，家庭熱水供熱是必不行少的。依據(jù)國外的統(tǒng)計(jì)資料表明：全世界人工生產(chǎn)的能量總消耗的25%將被用于制造家庭熱水。據(jù)測算，我國10年內(nèi)要解決4億家庭熱水需求（按歐美一般標(biāo)準(zhǔn)），若采納電加熱，需新增裝機(jī)容量45000萬KW，相當(dāng)于40多個(gè)長江三峽一期工程，增加投資80000億元。若采納燃?xì)夤幔瑒t每人每年以30立方計(jì)算，需400億立方，投資花費(fèi)約10000億元以上，相當(dāng)于80~120條西氣東輸工程。如此巨大投資難度之大可想而知。若采納電加熱、氣能加熱等方法解決熱水問題存在很大的困難，在我國當(dāng)前的財(cái)力下是幾乎不行能做到的。在這種形勢下，找尋新的能源替代物，開發(fā)可再生能源已經(jīng)成為刻不待時(shí)的工作。為此，廣泛采納太陽能供熱水已為業(yè)界所共識。三、人類生存環(huán)境惡化由于大量的運(yùn)用化學(xué)能源，造成全球的溫室效應(yīng)現(xiàn)象嚴(yán)峻，氣候逐步變暖，全球氣溫在近代的100年內(nèi)上升了2度，南極冰山正逐步削減，海平面漸漸上升。這種人們稱之為厄爾尼諾效應(yīng)的現(xiàn)象，已經(jīng)對人類的生存產(chǎn)生很大的威逼，所以，找尋新的能源供應(yīng)是當(dāng)今世界的一大須要。四、太陽能熱利用的可能性1、太陽能的能量巨大，取之不盡用之不竭地球每年接受的太陽能能量為1×10十八次方，是世界年耗能的一萬倍，地球被照耀5分鐘，就等于地球目前一年消耗的總能量。太陽能的能源是取之不盡、用之不竭的，也許尚有3億年的生命周期2、、我國應(yīng)用太陽能良好的自然條件：我國地處溫帶與亞熱帶地區(qū)，太陽能資源豐富，全國三分之二的國土面積年日照小時(shí)數(shù)在2200小時(shí)以上，年太陽輻射總量大于每平方米5000兆焦（相當(dāng)于加熱30-40噸的熱水），屬于太陽能利用條件較好的地區(qū)。西藏、青海、新疆、甘肅、內(nèi)蒙古、山西、陜西、河北、山東、遼寧、吉林、云南、廣東、福建、海南等地區(qū)的太陽輻射能量較大，完全可以利用太陽能供應(yīng)80～90%以上的熱水供應(yīng)滿足一般用戶需求。在西藏、云南等高原地區(qū)日照強(qiáng)度已經(jīng)超過為6000兆焦；廣東、廣西、海南雖然日照強(qiáng)度在5000兆焦左右，但環(huán)境溫度高，利于太陽能能量的保存。這些地區(qū)太陽能利用條件優(yōu)于全國其他地區(qū)，為太陽能的利用創(chuàng)建了良好的條件。（圖0-14-1為國內(nèi)年太陽能分布圖和表0-14-1為各地的日照時(shí)辰表，供參考）應(yīng)當(dāng)指出的是，在四川、貴州的部分日照時(shí)間較短的地區(qū)，目前也有相當(dāng)多的居民安裝了太陽能熱水器，而且效果比較滿足。這只能歸理為太陽能熱水器汲取的并不是可見光，雖然在某些地區(qū)太陽較長時(shí)間被云層遮擋，但不行見光仍舊可以透過云層到達(dá)地面，被太陽能熱水器汲取。3、國家大力提倡節(jié)能和利用太陽能；出臺了一系列的節(jié)能減排政策。當(dāng)前，美國、德國、英國、法國、西班牙等國對節(jié)能產(chǎn)品均實(shí)施財(cái)政補(bǔ)貼。而國內(nèi)，國家已經(jīng)把太陽能熱水器列入家電下鄉(xiāng)的的補(bǔ)貼范圍，在本書完稿之時(shí)，已經(jīng)有21個(gè)省市區(qū)出臺了強(qiáng)制性安裝太陽能熱水器的政策，部分市縣也出臺了太陽能財(cái)政補(bǔ)貼的政策。在這種形勢下，我國太陽能的普及速度將大大加快。圖0-14-1：中國年太陽能分布圖為了便于太陽能資源的開發(fā)與利用，按年太陽總輻照量空間分布，我國的太陽能資源可以劃分為四個(gè)區(qū)域：表0-14-1：中國太陽能資源區(qū)劃表名稱地區(qū)類別年輻射量兆焦/平方米占國土面積地區(qū)極豐富帶I≥670017.4%西藏大部分、新疆南部以及青海、甘肅和內(nèi)蒙古的西部很豐富帶II5400~670042.7%新疆大部、青海和甘肅東部、寧夏、陜西、山西、河北、山東東北部、內(nèi)蒙古東部、東北西南部、云南、四川西部豐富帶III4200~540036.3%黑龍江、吉林、遼寧、安徽、江西、陜西南部、內(nèi)蒙古東北部、河南、山東、江蘇、浙江、湖北、湖南、福建、廣東、廣西、海南東部、四川、貴州、西藏東南角、臺灣一般帶IV<42003.6%四川中部、貴州北部、湖南西北部4、全民的環(huán)保意識不斷增加，為太陽能產(chǎn)業(yè)供應(yīng)了巨大的市場空間。近年來世界各國和中國政府都在大力宣揚(yáng)節(jié)能減排，綠色環(huán)保的概念，國人的環(huán)保節(jié)能意識大大加強(qiáng)，環(huán)保理念不斷更新，選用太陽能熱水器的客戶不斷增多。從2008年起，全國太陽能熱水器的銷量已經(jīng)超過燃?xì)鉄崴碗姛崴鞯匿N量之和，且每年都以30%的速度增長，太陽能熱水器的年產(chǎn)銷量已經(jīng)達(dá)到800萬臺。由于中國在太陽能普及方面的成就，使得世界各國都紛紛到中國選購 太陽能熱水器，目前我國的太陽能熱水器已經(jīng)出口100多個(gè)國家和地區(qū)，年出口量達(dá)到100萬臺。依據(jù)當(dāng)前的形勢，太陽能熱水器作為家庭生活熱水的主要來源已成定局，太陽能熱水器的銷量還將快速增長。五、太陽能利用的優(yōu)點(diǎn)1、節(jié)約能源我國是一個(gè)能源缺乏的國家，節(jié)能是一個(gè)重要的國策，在當(dāng)今的各種節(jié)能產(chǎn)品里，太陽能熱水器是最節(jié)能的，可以達(dá)到節(jié)能80%以上的效果；假如與空氣能的協(xié)作，更可以達(dá)到節(jié)能94%以上的效果，這是目前任何節(jié)能產(chǎn)品都無法達(dá)到的。太陽能熱水器在我國的家庭、學(xué)校宿舍、醫(yī)院病房、賓館旅社等已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用。每年節(jié)約了大量的能源和費(fèi)用。同時(shí)，太陽能為工業(yè)供應(yīng)熱源也存在很大的機(jī)會，比如，食品廠的熱水、印染廠的熱水、干燥用的熱油、服裝行業(yè)的蒸汽等，都可以通過太陽能進(jìn)行預(yù)加熱，這樣可以節(jié)約70%以上的燃料開支。2、削減國家投資能源的制造和輸送，占整個(gè)國家的投資的25%以上，假如大量采納太陽能，將會削減國家對電力、石油、煤炭和交通方面的投資達(dá)10萬億以上。（表0-15-1簡潔概括了太陽能熱利用的成效）3、節(jié)約家庭開支中國是一個(gè)人口眾多的國家，家庭能源的消耗量很大，從家庭洗浴來看，每戶正常耗電80%為熱水器所占用，通常三口之家的月耗電量為300度。若采納太陽能熱水器供熱，則每月可節(jié)電約240度，以每度0.5元計(jì)算，則全年將可節(jié)約電費(fèi)1440多元，兩年就可收回購機(jī)成本（太陽能成本為2000元/臺）。為此，采納太陽能供熱不失為節(jié)約家庭開支的一種好舉措。表0-15-1、太陽能熱水器顯著的節(jié)能效果（假設(shè)國人50%運(yùn)用太陽能作為供熱能源，每人每天用熱能4000千卡）節(jié)約柴油節(jié)約發(fā)電量節(jié)約煤8577.5萬噸30．23億千瓦（度電）26213萬噸2個(gè)大慶的產(chǎn)油量11座三峽水電站和170個(gè)70萬千瓦的火力發(fā)電廠占全國目前產(chǎn)量10%，挽救88.4名礦工的生命4、平安牢靠，無環(huán)境污染，利于創(chuàng)建良好的生存條件由于太陽能熱水器不產(chǎn)生有害氣體，無污染，無噪音，對人體是最平安的。運(yùn)用太陽能熱水器，可以削減發(fā)電機(jī)廠的燃煤排煙量與燃?xì)鉄崴髋懦龅挠泻怏w，削減大氣污染，改善我們的居住環(huán)境，削減溫室效應(yīng)的危害，同時(shí)間接地削減煤礦工人的傷亡。（表0-15-2為太陽能熱水器的減排效果）表0-15-2、太陽能熱水器的減排效果本計(jì)算依據(jù)是：1。5平方米太陽能熱水器有熱水器面積減排二氧化硫減排碳氧化物減排煙塵減排二氧化碳1.5平方米（千克）52.423.840.51730我國目前的保有量1.45億平方米（萬噸）506230391167235、太陽能的開發(fā)利用為社會供應(yīng)了大量的就業(yè)機(jī)會目前國內(nèi)有太陽能工廠約2000家，專業(yè)的產(chǎn)業(yè)工人有12萬人，供應(yīng)安裝服務(wù)的經(jīng)營店、點(diǎn)約12萬個(gè)，服務(wù)人員36萬人，加上各種專業(yè)配套的工廠和供應(yīng)網(wǎng)點(diǎn)，據(jù)有關(guān)材料統(tǒng)計(jì)，太陽能光熱產(chǎn)業(yè)目前供應(yīng)了大約250萬人的就業(yè)機(jī)會。隨著太陽能產(chǎn)品的漸漸普及，將為社會供應(yīng)大量的就業(yè)機(jī)會。實(shí)踐證明，太陽能熱水器是一種經(jīng)濟(jì)性好、平安性好、環(huán)保性好的“三好”產(chǎn)品，隨著新能源理念的加強(qiáng)，人們的生產(chǎn)方式、生活方式和社會管理方式的日趨生態(tài)化，太陽能的利用已經(jīng)得到全社會的相識，太陽能熱水器也正在走進(jìn)千家萬戶。其次節(jié)、人類開發(fā)太陽能的歷史一、萌芽和理論階段人類利用太陽能應(yīng)當(dāng)是特別早的事了。傳聞三國時(shí)，關(guān)云長在長坂坡與劉備走散，帶著一隊(duì)兵馬一邊愛護(hù)劉備的廉、糜二夫人，一邊找尋劉備。在旅途奔波中，兩位夫人的洗澡成了大問題，關(guān)公于是想出了一個(gè)方法，白天行軍時(shí)用羊皮攮子裝滿水，駝在馬背上，讓太陽曬，晚上就有熱水供兩位夫人洗澡。后來關(guān)云長與劉備會合了，劉備見到兩位夫人，不僅沒有奔波的乏累，而且面色白皙嬌嫩，不禁大喜，一問才知是每天都洗“太陽水”的原因。這一段民間傳聞，說明白三國時(shí)代國人就有利用太陽能的意識了。至于在幾千年來，人類利用太陽能曬食物，曬衣服，用太陽能加熱水，利用熱不平衡抽水等初級的太陽能利用已經(jīng)持續(xù)了幾千年。但太陽能利用產(chǎn)生升華、產(chǎn)生了太陽能利用的重要發(fā)覺和理論還是近代的事：1955年以色列科學(xué)家泰伯等提出了選擇性汲取涂層的基礎(chǔ)理論，并探討勝利運(yùn)用的黑鎳等選擇性涂層，為太陽能高效集熱器的發(fā)展創(chuàng)建了條件。法國科學(xué)家卡諾和英國科學(xué)家開爾文提出的熱泵理論，為進(jìn)一步開發(fā)太陽能供應(yīng)了理論基礎(chǔ)。二、太陽能的發(fā)展和受挫階段——1996年前1973年世界第一次爆發(fā)的石油危機(jī)引發(fā)了太陽能的第一輪開發(fā)熱潮。世界各國除了在節(jié)約能源方面下功夫外，也將目光投向了新能源，其中太陽能是重點(diǎn)。美國也生產(chǎn)了相當(dāng)數(shù)量的太陽能熱水器，政府也提出了一系列的激勵(lì)新能源的政策。在這種世界大形勢下，我國的有關(guān)部門和高等院校探討者也對太陽能利用作了初步的探討，其中典型的就是北京等地生產(chǎn)的鋁皮盒子，也稱燜曬罐式太陽能，這也是我國對太陽能利用的第一個(gè)工業(yè)化的產(chǎn)品。早期的太陽能產(chǎn)品，必定有很多不足：一是效率較低，保溫?zé)o法處理；二是故障率高，修理成本高，這就使太陽能產(chǎn)品的推廣在歐美這些勞動力成本高的國家遇到很大的阻力。隨著石油危機(jī)的緩解，美、歐等國的太陽能企業(yè)紛紛停產(chǎn)，太陽能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入低谷。三、太陽能利用的產(chǎn)業(yè)化時(shí)期——1996年~2006年從上世紀(jì)90年頭起先，以色列、德國獨(dú)創(chuàng)了平板式太陽能集熱器，并逐步進(jìn)行推廣，在集熱器芯片工藝上采納了選擇性汲取材料這一新的技術(shù)，使得太陽能集熱器的效果大大提高，平板式集熱器的獨(dú)創(chuàng)使得太陽能進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化時(shí)代，以色列也成為世界太陽能最為普及的國家。平板式技術(shù)也被我國相關(guān)探討所和企業(yè)引進(jìn)，在云南省獲得大面積的推廣和運(yùn)用。但是當(dāng)時(shí)的平板式集熱器保溫差，存在散熱快，冬天效率低甚至不能產(chǎn)熱等缺點(diǎn)。因此，人們接著找尋一種保溫效果好，在冬天能夠運(yùn)用的集熱器。在澳大利亞有關(guān)專家的探討成果的基礎(chǔ)上，清華高校的殷自強(qiáng)教授獨(dú)創(chuàng)了太陽能真空管集熱器，它是受當(dāng)時(shí)常用的真空保溫的熱水瓶和真空電子管工藝的啟發(fā)獨(dú)創(chuàng)的。北京清華陽光太陽能有限公司和山東德州皇明太陽能公司獨(dú)創(chuàng)了真空管家用太陽能熱水器，也就是我們今日常見的太陽能熱水器的樣式。使得太陽能的大面積的運(yùn)用成為可能。從1996年起先，我國的江蘇，北京，山東，浙江，云南等省市都出現(xiàn)一些太陽能企業(yè)，比如北京的桑普、天普、江蘇的華陽、輝煌，河北的新奧，浙江的美大等，這些企業(yè)的進(jìn)入太陽能行業(yè)，對當(dāng)?shù)氐奶柲艿钠占捌鹆撕艽蟮耐苿幼饔谩?998年起，我國的太陽能行業(yè)進(jìn)入了發(fā)展期，太陽能產(chǎn)量每年以平均超過20%的速度增加，太陽能熱水器的保有量也以超過15%以上的速度增加，我國快速成為太陽能大國。在江蘇、山東、安徽、云南、浙江、河南等省太陽能的普及率已經(jīng)超過30%，還有一個(gè)可喜的現(xiàn)象，就是太陽能的普及從城市走向農(nóng)村，農(nóng)村的太陽能市場快速擴(kuò)大，已經(jīng)超過城市。在江蘇、浙江、安徽、山東的很多鄉(xiāng)鎮(zhèn)，太陽能的普及率超過85%，有的村落要找到一家屋頂沒有太陽能的人家都很難。（我國太陽能的產(chǎn)量和保有量見表0-23-1）我國太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還體現(xiàn)在太陽能品種上。早期的太陽能熱水器只能裝在樓頂上，對與它配套的水電等也提出了很多要求，太陽能安裝也遇到很多困難，比如和建筑一體化的問題等等。但是我國的太陽能工作者不斷克服困難，不斷創(chuàng)新，使得太陽能熱水器、太陽能熱水器配件、太陽能熱水器限制器、太陽能熱水器專用設(shè)備這四個(gè)主要方面的生產(chǎn)技術(shù)不斷提高，配套不斷完善，價(jià)格不斷下降。與此同時(shí)，太陽能的品種不斷更新，在常用產(chǎn)品方面開發(fā)出家用太陽能熱水器、家用承壓式太陽能熱水器、平板式家用太陽能熱水器、陽臺式太陽能熱水器，別墅（分體）式太陽能熱水器，工程型太陽能熱水器、自裝型太陽能熱水器等幾十個(gè)品種，上千種規(guī)格的太陽能熱水器。在太陽能集熱器方面，開發(fā)出直徑47、58、70、甚至100的一般真空管集熱器、三高管集熱器、真空熱管式集熱器、真空對流管式集熱器、真空縮管徑集熱器等。在平板式集熱器方面，產(chǎn)生了選擇性汲取式銅鋁復(fù)合集熱器、全銅板集熱器、蛇行板集熱器等。在太陽能支架，太陽能端蓋、太陽能密封件、太陽能限制器、太陽能水泵和水暖配件、太陽能生產(chǎn)協(xié)助配件等產(chǎn)品更是品種齊全，還在不斷地推陳出新，幾乎涵蓋目前人們生活環(huán)境下的太陽能光熱利用的方方面面。我國太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還體現(xiàn)在技術(shù)水平的不斷提高上。太陽能熱水器是一個(gè)包涵當(dāng)代科技的新的產(chǎn)品，同時(shí)也是一個(gè)在當(dāng)代現(xiàn)代化環(huán)境下工作的一個(gè)機(jī)器，它所工作的環(huán)境和人們對它供應(yīng)服務(wù)的要求都是以前其他類的家用電器生產(chǎn)和運(yùn)用中沒有遇到的，所以對新技術(shù)的期望很高。它要求人們在充分駕馭原有技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，克服在制造中和運(yùn)用中遇到的困難，不斷總結(jié)閱歷，不斷地產(chǎn)生新的技術(shù)、新的產(chǎn)品、新的工藝，新的應(yīng)用手段。另一方面，太陽能的研發(fā)理論這些年也在不斷發(fā)展。在不斷應(yīng)用傳統(tǒng)物理學(xué)原理的基礎(chǔ)上發(fā)展了以太陽能應(yīng)用為中心的現(xiàn)代物理理論，產(chǎn)生了不少適用的專利技術(shù)。大批量的生產(chǎn)，大面積推廣，大面積運(yùn)用為國內(nèi)太陽能領(lǐng)域的科技人員供應(yīng)了獨(dú)有的試驗(yàn)場，取得了不少的科研成果。太陽能光熱技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用技術(shù)成為我國在當(dāng)前世界科學(xué)領(lǐng)域唯一公認(rèn)領(lǐng)先的技術(shù)。與此同時(shí)，以德國、以色列為代表的先進(jìn)國家在平板太陽能方面也取得較大的成果，目前歐洲生產(chǎn)的平板太陽能，在保溫，選擇性汲取材料、聚光汲取方面也取得很大的進(jìn)展，目前生產(chǎn)的平板式太陽能熱水器已經(jīng)可以勝任歐洲寒冷的氣候，保溫效果已經(jīng)接近于真空管熱水器。尤其在分體別墅型太陽能熱水器方面，得到大量的普及。第三節(jié)、太陽能進(jìn)入快速成長期一、太陽能熱水器的普及進(jìn)入一個(gè)新的歷史階段2008年以來，隨著家用汽車在以中國、印度為代表的發(fā)展中國的進(jìn)一步普及，世界石油的價(jià)格不斷攀升，達(dá)到了每桶80美元左右，比2008年前翻了一番，并且還在不斷上升。據(jù)估計(jì)，世界石油的儲量在當(dāng)前運(yùn)用量的狀況下只夠運(yùn)用20年。同時(shí)，大量化學(xué)燃料的燃燒排放，致使全球環(huán)境日益惡化，引起了各國政府和人民的重視。2010年哥本哈根全球氣候大會的召開，引發(fā)了新一輪的全球節(jié)能熱潮，推動了太陽能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。隨著太陽能產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，用戶的不斷增加和客戶運(yùn)用時(shí)間的延長，太陽能熱水器的優(yōu)越性逐步體現(xiàn)：節(jié)能、環(huán)保、平安。事實(shí)證明，用太陽能生產(chǎn)熱水能夠滿足大部分地區(qū)廣闊群眾生活用水的需求，節(jié)能效果達(dá)到70%-90%。太陽能產(chǎn)品被中國和德國以及世界100多個(gè)國家的用戶接受和認(rèn)同。在這種形勢下，各個(gè)國家相繼出臺了激勵(lì)太陽能發(fā)展的實(shí)惠政策和強(qiáng)制性政策，引發(fā)了太陽能的開發(fā)利用熱潮。各國政策一覽表德國最高補(bǔ)貼可達(dá)系統(tǒng)造價(jià)的60%美國居民該項(xiàng)支出額的30%可以抵所得稅法國利用可再生能源和定型號熱泵設(shè)備的發(fā)電系統(tǒng)，其產(chǎn)品可以享受50%的稅額減免西班牙要求全部新建建筑必需安裝太陽能熱水器以色列任何高度低于27m的新建房屋必需安裝太陽能熱水系統(tǒng)澳大利亞每臺1000澳元的補(bǔ)貼瑞典政府將嘉獎(jiǎng)每臺1800美元到3000美元巴西、葡萄牙、荷蘭、奧地利等國家采納稅收激勵(lì)政策二、我國在開發(fā)太陽能方面走在世界的前列1、隨著太陽能的普及推廣，近5年來，我國的太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)飛速增長，依據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的太陽能熱水器產(chǎn)量和保有量均占世界的70%以上，我國已經(jīng)成為世界太陽能熱利用的第一大國（見表0-23-1）。在我國，太陽能熱水器的產(chǎn)銷量已經(jīng)超過電熱水器和燃?xì)鉄崴髦?，成為國民運(yùn)用熱水的第一來源。盡管這樣，我國的太陽能的普及率還不高，相當(dāng)部分地區(qū)仍在10%以下。我國太陽能熱水器仍舊存在著巨大的市場潛力，我國幅員寬闊，人口眾多。以每人一平方太陽能的需求面積，社會保有量將達(dá)到12億平方米，以目前4000萬平方米的產(chǎn)量須要生產(chǎn)30年。2009年我國太陽能熱水器的產(chǎn)值已達(dá)578億元，據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)估計(jì)，我國今后的幾年內(nèi)，太陽能熱水器的產(chǎn)銷值將超過1000億元，表0-23-1我國太陽能產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)量和保有量年份產(chǎn)量（萬平米）比上年增長（%）保有量（萬平米）比上年增長（%）1998350

1500

199950043200033200064028260030200182028320023200210002240002520031200205000252004135012.56200242005150011.175002120061800209000202007230027.81130025.52008310032.51250010.72009420035.51450016.02、產(chǎn)品大量出口太陽能產(chǎn)品的性能不斷完善，運(yùn)用用范圍不斷擴(kuò)大，我國光熱、光電產(chǎn)量已經(jīng)位居世界第一。由于我國的太陽能研發(fā)水平不斷提高，目前已處于世界領(lǐng)先的地位，尤其是光熱產(chǎn)品，品種不斷增加。太陽能熱利用的成果顯著，太陽能產(chǎn)業(yè)的不斷成熟，使得世界各國紛紛進(jìn)口中國產(chǎn)的太陽能熱水器。從2006年我國大規(guī)模出口太陽能產(chǎn)品起先，世界上已經(jīng)有包括美國、西歐在內(nèi)的100多個(gè)國家和地區(qū)從我國進(jìn)口太陽能熱水器。2009年，我國太陽能熱水器的出口量已經(jīng)達(dá)到2億美元，100萬平方米，出口80余個(gè)國家。我國已經(jīng)成為太陽能產(chǎn)品出口的第一大國。3、政府和國民高度重視，太陽能普及速度加快當(dāng)前，愛護(hù)環(huán)境已經(jīng)為我國政府乃至世界全部國家所關(guān)注，能源危機(jī)又促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，節(jié)能降耗已成為各地政府的施政目標(biāo)，中心政府已經(jīng)提出在“十一五”期間單位GDP的能耗降低20%，能源總消費(fèi)量下降20%，溫室氣體排放削減10億噸的目標(biāo)，并慎重向世界宣布。中心提出了“節(jié)能減排、科學(xué)發(fā)展”新時(shí)期我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新方針，從節(jié)能的角度分析，節(jié)能減排主要從兩方面著手：節(jié)能和可再生能源的應(yīng)用。通過節(jié)能挖掘的空間比較小，而可再生能源的利用的空間比較大，一般可占節(jié)能總效果的12%以上?？稍偕茉吹某墒炖糜种饕w現(xiàn)在太陽能利用和風(fēng)力發(fā)電這兩個(gè)項(xiàng)目上。實(shí)踐證明，在我國利用太陽能產(chǎn)生熱水完全能滿足人們的洗浴和部分取暖的需求，而這方面的能量消耗要達(dá)到社會總能量的12%以上，國家正在醞釀有關(guān)太陽能利用的強(qiáng)制性政策。我國目前已成為世界上最大的太陽能生產(chǎn)利用國家。自從石油漲價(jià)以來，中國加大了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的步伐，全國各省市正主動制定推廣運(yùn)用太陽能熱水器的各種政策：要求在房地產(chǎn)開發(fā)中要充分考慮到太陽能的利用，新蓋的建筑物均應(yīng)考慮鋪設(shè)應(yīng)用太陽能熱水器的供水管道。其中昆明市、深圳市、天津市、海南省、煙臺市、青島市等數(shù)十個(gè)省、市、縣已經(jīng)出臺強(qiáng)制性普及太陽能的相關(guān)政策。國家對太陽能下鄉(xiāng)實(shí)施了補(bǔ)貼政策。2007年1月1日4、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，前程特別遠(yuǎn)大目前，太陽能利用范圍正在逐步擴(kuò)大，在全國目前在建的公用校舍、宿舍、病房已經(jīng)100%的采納了太陽能供熱水。我國北方已經(jīng)建成不少的太陽能供暖的建筑。太陽能在食品德業(yè)的熱水、印染廠的熱水、輕工行業(yè)干燥用的熱油、服裝行業(yè)的蒸汽等方面都在逐步推廣。在太陽能制冷方面已經(jīng)得到實(shí)際的應(yīng)用。在國內(nèi)太陽能熱利用大量普及的有利條件下，我國的太陽能科技人員正在全力以赴，攻克太陽能熱發(fā)電這一人類急待攻克的科技堡壘，摘取近代科學(xué)技術(shù)的最絢爛的明珠。第四節(jié)、從事太陽能工作的光榮和艱辛——出版本書的目的夏天烈日炎炎、渾身濕透，冬天雪花飄飄、寒風(fēng)刺骨；負(fù)重登頂，攀上踏下，這是廣闊太陽能工作者真實(shí)的工作寫照。從事該項(xiàng)工作的確艱苦，但節(jié)能、環(huán)保是一個(gè)宏大而又艱辛的工作，要有堅(jiān)毅的信念和毅力。雖有阻力，但是太陽能利用在廣闊太陽能從業(yè)者的不懈努力下，靠著它本身的優(yōu)勢還是逐步發(fā)展起來了。在太陽能熱水器推廣的初期，太陽能的故障率達(dá)到500%，也就說每一臺太陽能一年內(nèi)要修理5次。很多太陽能的從業(yè)者不得不實(shí)行躲避的手段，進(jìn)而產(chǎn)生了大量的“太陽能孤兒”（即由于廠家倒閉或者經(jīng)銷商、代理商撤走使得太陽能熱水器出現(xiàn)故障無法修理、無配件更換）。這里主要的緣由就是太陽能沒有得到合理牢靠的安裝，也就是說技術(shù)上面還不過關(guān)。但廣闊的太陽能工作者在艱辛的工作環(huán)境中不斷地總結(jié)閱歷，最終迎來了太陽能大量普及的春天。但由于太陽能行業(yè)是一個(gè)新興的行業(yè)，相關(guān)的普及學(xué)問和技術(shù)總結(jié)的書不多，各學(xué)校也沒有培育這方面人才的專業(yè)。由于缺少太陽能方面的專業(yè)學(xué)問和專業(yè)人員，嚴(yán)峻阻礙了太陽能產(chǎn)品的普及工作，尤其是廣闊農(nóng)村、中小城市，急需專業(yè)人員去開發(fā)。太陽能的特點(diǎn)是3分產(chǎn)品7分安裝，就是在如今牢靠性大大提高的狀況下，太陽能的故障率還是大于其他的家用電器。所以在太陽能普及的形勢下，每個(gè)城鎮(zhèn)，每個(gè)鄉(xiāng)村都須要太陽能安裝修理人員，才能殲滅“太陽能孤兒”現(xiàn)象，節(jié)能、減排、環(huán)保工作才能取得成效。我們的產(chǎn)品出口到很多國家，對安裝和運(yùn)用中出現(xiàn)的問題，當(dāng)?shù)厝送恢撊绾谓鉀Q，尤其是非洲等發(fā)展中國家，有些技術(shù)問題在中國已經(jīng)是常識，但他們不知道，所以故障就發(fā)生了。歐美等發(fā)達(dá)國家這些方面好一點(diǎn)，但由于沒有實(shí)踐的總結(jié)，一些問題也不懂得如何下手。所以，國外更須要這方面的學(xué)問。為了解決以上的問題，筆者用了4年的時(shí)間，總結(jié)了十幾年的閱歷，寫成本書，希望它能為太陽能同行供應(yīng)一些幫助，使他們的創(chuàng)業(yè)之路越走越寬廣。應(yīng)當(dāng)說明的是：太陽能的技術(shù)是多方面的，本書供應(yīng)的材料和方法不肯定是最佳的，但可以保證，依據(jù)本書的方法安裝的太陽能熱水器肯定是好運(yùn)用的。嚴(yán)格依據(jù)本書的要求去做，產(chǎn)品安裝就不會出現(xiàn)太大的問題。我們歡迎同行指正，同時(shí)給我們供應(yīng)更多更好的技巧和方法。第一章太陽能的熱利用原理第一節(jié)、一般家用真空管太陽能熱水器一、太陽能熱水器總體構(gòu)成太陽能熱水器，如圖1-11-1，圖1-11-2，主要由太陽能真空管、保溫水箱和支架組成。圖1-11-1典型的真空管太陽能熱水器二、太陽能熱水器的基本參數(shù)一般家用太陽能熱水器真空管數(shù)從16支管到46支管，水箱從150升到400升不等，真空管的直徑一般有47，58兩種主要類型，還有70，100等非主要類型，同一管徑中還分為1500、1800、2100等長度的真空管，品種較多，現(xiàn)常用的有直徑47*1500、58*1800兩種規(guī)格，較常用的有58*2100，由于品種較多，建議盡量運(yùn)用常有規(guī)格，以免真空管損壞無法補(bǔ)充?，F(xiàn)舉一組最常用的太陽能熱水器的數(shù)據(jù)，供參考。以下為一組一般太陽能的主要技術(shù)數(shù)據(jù)表1-12-1。表1-12-1一般家用太陽能熱水器的技術(shù)數(shù)據(jù)型號JD-20JD-24JD-30JDL-20JDL-24JDL-30備注保溫桶內(nèi)徑Φ330Φ380通用標(biāo)準(zhǔn)保溫桶外徑Φ420Φ470通用標(biāo)準(zhǔn)集熱管規(guī)格Φ47×1500Φ58×1800集熱管數(shù)量202430202430水容量（升）150180220200240300水箱容量加50%真空管中的水容量產(chǎn)水溫度（℃）45-90東南沿海內(nèi)桶材料SUB304不銹鋼板板厚δ=0.4-0.8廠家定外桶材料彩色鋼板、鍍鋅噴涂板、不銹鋼板板厚δ用戶選定保溫材料聚氨酯發(fā)泡支架材料鋁合金支架、鍍鋅彩板支架、不銹鋼支架依據(jù)實(shí)地狀況確定電加熱器220V1500W220V3000W集熱器與地面夾角北方45°東南38°參考當(dāng)?shù)鼐暥燃?0°三、家用太陽能熱水器種類家用太陽能熱水器主要分為兩大類：真空管太陽能熱水器和平板太陽能熱水器。1、真空管太陽能熱水器，如圖1-11-1和圖1-11-2所示，一體式的太陽能熱水器，是當(dāng)前國內(nèi)用量最大的太陽能熱水器，因此也是本書敘述的主要內(nèi)容。隨著太陽能技術(shù)的進(jìn)步，真空管熱水器也派生了不少新的品種，比如真空熱管式太陽能熱水器，真空分體式太陽能熱水器等等，但由于保有量較少，本書不進(jìn)行探討。平板式太陽能熱水器，同樣也分為一體式和分體式兩個(gè)大項(xiàng)，其中分體式占大多數(shù)，尤其在德國等歐美國家，平板式太陽能熱水器得到較大的普及。由于在國內(nèi)家用產(chǎn)品中保有量很少，所以本書僅提及而已。其次節(jié)、真空管一、真空管集熱原理真空管的類型較多，我們著重介紹一般的真空管真空管的構(gòu)造和原理真空管（見圖1-21-1）是一個(gè)雙層玻璃管，中間抽真空，表層的外玻璃管一般由透光性好，抗沖擊的高硼硅玻璃制成，內(nèi)層玻璃表面鍍上一層選擇性汲取材料，使得太陽能光能可以更好的被真空管內(nèi)的水汲取。自然界也有一些吸熱的好材料，比如說表面黑色的物體，汲取陽光率可達(dá)95%以上，但是它的反射率（可以理解為散熱性）也很高，這樣汲取的太陽能大部分都被散射掉了。選擇性汲取材料就可以達(dá)到高汲取率96%，低反射率低于（3%）的效果。兩層真空管之間采納真空方法隔離，防止熱量通過玻璃表面散失。采納真空管集熱器作為集熱單元的太陽能熱水器，由于真空的保溫效果好，因此其特點(diǎn)是集熱效果好，在寒冷的冬天能正常產(chǎn)熱水；不易結(jié)垢，產(chǎn)品的壽命比較長。缺點(diǎn)是真空管比較易損壞，尤其在空曬的狀況下，真空管在幾分鐘內(nèi)內(nèi)部溫度就可能達(dá)到300度，假如這個(gè)時(shí)候遇到?jīng)鏊?，真空管就會出現(xiàn)爆裂；真空管一漏水，整個(gè)系統(tǒng)就不工作了。所以真空管太陽能工程對限制系統(tǒng)的牢靠性要求較高，平常的維護(hù)工作量較大。家用太陽能由于設(shè)計(jì)比較合理，不簡潔出現(xiàn)空曬，一旦正確安裝后，極少出現(xiàn)炸管現(xiàn)象。近年來由于太陽能的工作者不斷努力，真空管熱水器的牢靠性不斷提高，二、真空管的規(guī)格和派生的產(chǎn)品常用的真空管的規(guī)格有兩種：直徑58mm，長度1800mm；直徑47mm，長度1500mm。直徑47mm的真空管啟動比較快，熱效率較高，是依據(jù)最科學(xué)的數(shù)據(jù)制造的，比較適合環(huán)境溫度比較低的地區(qū)運(yùn)用。直徑58mm的真空管是47mm的派生品，熱效率較低，但自身儲水量較多，在高溫地區(qū)產(chǎn)水溫度較低，事實(shí)上也提高了太陽能熱水器的效率。在南方地區(qū)運(yùn)用較合理。目前還有一些派生的產(chǎn)品，如直徑58mm，長度2100mm；直徑70mm，長度2000；還有直徑100mm，長度2000mm的熱管等，但這些都不是主流的產(chǎn)品，安裝后配件較少，修理比較困難。三、真空管好壞的鑒別真空管是太陽能的心臟，真空管的好壞干脆影響到太陽能熱水器的運(yùn)用壽命和運(yùn)用效果。依據(jù)閱歷提出以下幾條：1、材質(zhì)上分析：好的真空管是采納高硼硅玻璃制作的，透光性好，耐沖擊，遇到突冷突熱的水不簡潔炸裂，直觀看上去比較透亮。2、重量上分析：好的真空管比較重，這樣它的機(jī)械強(qiáng)度比較好，受到各種的沖擊，不簡潔破裂。3、表面上分析：好的真空管沒有劃痕，裂痕，管的內(nèi)外干凈，說明生產(chǎn)管理好，清洗干凈，沒有磕碰現(xiàn)象存在。一般地看，好的真空管的鍍膜純正光亮，有深藍(lán)色的光影，同一批產(chǎn)品的顏色一樣性好，但由于各廠的選擇性涂料的配方不一樣，色澤和亮度有很大的區(qū)分。4、從尺寸上看，好的真空管直徑在標(biāo)準(zhǔn)直徑范圍，誤差小于0.1mm，長短與標(biāo)準(zhǔn)長度比誤差在0.5mm范圍內(nèi)，差的真空管一般直徑都比較小，長度也不夠，都超出規(guī)定的范圍。四、真空管的基本數(shù)據(jù)下面是一組真空管的數(shù)據(jù)，圖1-24-1，1-24-2和表1-24-1，供參考。第三節(jié)、保溫水箱和支架一、保溫水箱的材料組成太陽能水箱的基本結(jié)構(gòu)如圖1-31-11、內(nèi)膽，保溫水箱的內(nèi)膽一般采納SUB304食品級的不銹鋼生產(chǎn)，厚度一般在0.8-0.3mm之間選材，名牌工廠生產(chǎn)的厚一點(diǎn)，在0.8mm左右，一般的正規(guī)的工廠一般選用厚度在0.5mm左右，這兩類的太陽能經(jīng)過十幾年的運(yùn)用沒有出現(xiàn)漏水的致命性的故障。目前還有不少工廠采納0.3mm板厚左右的不銹鋼生產(chǎn)，新安裝的產(chǎn)品也沒有出現(xiàn)漏水的故障，但有部分產(chǎn)品出現(xiàn)成批在一年內(nèi)漏水的現(xiàn)象。一般來說，內(nèi)膽板越厚，牢靠性越高，但加工難度加大，材料成本上升。2、外殼，一般采納的材料有：不銹鋼：選用比較便宜的不銹鋼板，如201、202等型號薄板制作，厚度在0.3-0.4之間，這種產(chǎn)品在太陽能普及的早期和當(dāng)前的農(nóng)村比較受歡迎，這種產(chǎn)品的缺點(diǎn)是成本較高，存在光污染糾紛的問題。彩色鋼板：這是目前采納最廣泛的外殼材料，它的外殼顏色多樣，可以印上標(biāo)記花紋，變更多，好的彩板由于選用優(yōu)質(zhì)鍍鋅板，經(jīng)多層涂料處理，運(yùn)用壽命一般可達(dá)70年。鍍鋅板噴涂外殼：在較大的工廠采納較多，因?yàn)橐度胍惶妆容^大的噴涂處理設(shè)備，這種外殼的壽命一般在10年左右，優(yōu)點(diǎn)是成本低。彩板和噴涂板都不存在光污染的問題，加上成本低于不銹鋼外殼，應(yīng)當(dāng)成為今后太陽能產(chǎn)品的主要用材。二、支架1、支架的發(fā)展：自太陽能起先進(jìn)入家庭十幾年來，太陽能的支架發(fā)生了很大的變更，從最初的角鋼支架，發(fā)展到今日的鍍鋅噴涂支架，隨著太陽能的需求不斷提高，支架也在不斷發(fā)展?？偟内厔菔浅杀静粩嘟档?，工藝水品不斷提高，適用范圍不斷擴(kuò)大。以下我們供應(yīng)一個(gè)太陽能熱水器支架發(fā)展的狀況表供參考，見表1-13-1。年頭主流支架狀況96年前角鋼96年～2002年方形不銹鋼型材，不銹鋼板折彎2003～2005年不銹鋼折彎，鋁合金，鋁合金沖壓件2005～今鋁合金，鍍鋅鐵板沖壓件，鍍鋅鐵板沖壓件和鋁合金協(xié)作件表1-13-1太陽能熱水器支架發(fā)展的狀況表2、目前各種支架的優(yōu)缺點(diǎn)目前在太陽能行業(yè)大量應(yīng)用的主要有三種支架：鍍鋅噴涂彩色支架、不銹鋼支架和鋁合金支架，它們的特點(diǎn)如下：A、鍍鋅噴涂彩色支架：這種支架用1.5-2.0mm厚度的鍍鋅鐵板沖壓成型，工藝水平比較高，成本比較低，造型美觀大方，太陽能安裝起來比較堅(jiān)固，外形也比較美觀大方，受到廣闊用戶的歡迎。缺點(diǎn)是在南方潮濕的環(huán)境下比較簡潔銹蝕，在南方環(huán)境下，太陽能的壽命比較短，由于支架擔(dān)當(dāng)不少于400斤的水箱重量，一旦嚴(yán)峻銹蝕，造成支架垮塌，整個(gè)太陽能就會報(bào)毀。支架本身較重，搬運(yùn)上樓安裝比較困難。B、不銹鋼支架：一般用1.2-1.5的不銹鋼板沖壓成型，外形與彩色支架一樣，只是考慮到成本，所以選用薄一點(diǎn)的，但是不銹鋼板比鍍鋅薄板要硬一些，彈性大一些，雖然材質(zhì)薄一點(diǎn)，但強(qiáng)度基本可以滿足產(chǎn)品的要求。用不銹鋼做支架當(dāng)然最志向，缺點(diǎn)是價(jià)格比較高，目前主要選用202的不銹鋼薄板，價(jià)格比304的便宜30%。C、鋁合金支架：一般采納拉伸成型的鋁型材制造，工藝比較簡潔，高級一點(diǎn)的在鋁合金表面進(jìn)行氧化處理或噴涂處理，產(chǎn)品做出來也顯得比較高檔。成本處于不銹鋼和彩鋼之間，由于成本較高，支架不行能做的太寬，產(chǎn)品的外觀就不象彩板的外觀那么好。鋁合金支架由于不怕腐蝕，也是太陽能熱水器的志向支架，鋁合金最大的優(yōu)點(diǎn)是改造加工比較簡潔，針對不同的客戶狀況可以在現(xiàn)場對支架進(jìn)行切割，鉆孔的再加工，便利安裝。綜上所述，三種類型的支架各有其優(yōu)缺點(diǎn)，建議在北方比較干燥的地區(qū)，可用物美價(jià)廉的彩鋼支架；在南方潮濕多雨的地區(qū)，用鋁合金或者不銹鋼支架。相對于不銹鋼來講，鋁合金支架價(jià)格較低，應(yīng)變實(shí)力強(qiáng)，抗腐蝕，經(jīng)久耐用，是較志向的太陽能支架材料。依據(jù)電化學(xué)的原理，太陽能支架最易腐蝕的地方是接觸地面部分，目前已經(jīng)出現(xiàn)接地部分用不銹鋼或鋁合金板，支架主體采納彩鋼的支架，比較合理的利用了材料的特點(diǎn)，做到物美價(jià)廉，可能是今后太陽能支架改進(jìn)的方向。第四節(jié)真空管太陽能熱水器的集熱原理一、太陽能熱水器的集熱原理如圖1-41-1，太陽光照耀在真空管上，光線帶著太陽的能量透過高硼硅玻璃、真空、投射在涂有選擇性汲取材料的內(nèi)玻璃管上，從而進(jìn)入水中，能量被水汲取，水溫上升；當(dāng)水溫上升后，在玻璃管內(nèi)的水產(chǎn)生上下不等的溫差，上方水溫由于太陽的照耀溫度較高，下方水溫低，造成水管內(nèi)部水的流淌，溫度高的水流向上流淌，溫度低的水流向下流淌，這樣真空管內(nèi)的熱水就不斷流向水箱的上端，水箱內(nèi)的冷水就不斷地流向低端真空管，形成了對流，經(jīng)過數(shù)小時(shí)的陽光照耀，水箱里的冷水就變成熱水了。有關(guān)原理在其次章中還會進(jìn)一步闡述。太陽能熱水器運(yùn)用的物理原理太陽能熱水器，是一個(gè)集當(dāng)代物理學(xué)、熱力學(xué)、電子學(xué)、力學(xué)、化學(xué)于一身的產(chǎn)物，本書只針對太陽能熱水器安裝修理過程遇到的基本物理原理，做一個(gè)比較淺顯的說明，讀者可以依據(jù)自身的需求來取舍如下的內(nèi)容。通過駕馭幾個(gè)基本的原理，讀者可以在工作中較敏捷地解決遇到的問題。第一節(jié)、同水位原理同水位原理：由于大氣壓力的作用，在距離相近的、互通的兩個(gè)（多個(gè)）容器內(nèi)的液體的液面的高度是一樣的。同水位原理在太陽能熱水器應(yīng)用上特別重要，所以特地闡述。同水位現(xiàn)象的成因比較困難，我們就不具體說明白。一、兩個(gè)裝有液體的容器，在容器與大氣相通的狀況下，水面的高度是一樣的。見圖2-11-1二、同水位原理的引申兩個(gè)容器的同水位比較好理解，但在太陽能熱水器里面，同水位現(xiàn)象的表現(xiàn)形式是不一樣的，我們可以依據(jù)同水位原理來敏捷安裝我們的太陽能熱水器。如下的幾種同水位的形式，常常在太陽能應(yīng)用中出現(xiàn)：1、水位探頭和水箱的同水位：如圖2-12-1。2、兩個(gè)串（并）聯(lián)的熱水器形成的同水位：如圖2-12-2。3、通過用戶管道形成的同水位現(xiàn)象：如圖2-12-3。三、同水位現(xiàn)象告知我們什么1、通過同水位原理，我們可以將太陽能熱水器串、并連起來，擴(kuò)大太陽能熱水器的容量（供水量），在太陽能安裝時(shí)，我們可以敏捷應(yīng)用同水位原理來擴(kuò)大太陽能的容量，提高太陽能的牢靠性等等（后面有介紹）。2、同水位原理可能會使得太陽能熱水器出現(xiàn)冒水現(xiàn)象；還有可能出現(xiàn)熱水“跑掉”的現(xiàn)象。處理太陽能熱水器故障時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮同水位原理造成的影響。其次節(jié)、水的壓力原理一、水和容器的壓力原理水是一種液體，由于受地心引力的影響，高處的水會流向低處流。表面壓力大的水將流向表面壓力小的水的方向。要明白太陽能熱水器的供水，必需了解水的壓力原理，地面上與大氣干脆相通的物體表面，均承載每平方厘米1公斤的壓力，因此在太陽能水箱里的水的水面上就有1公斤/平方厘米的壓力。水由于自身存在重量，每一升水=1公斤=1000克=1000立方厘米，1立方厘米的水的重量=1克，假如將每1立方厘米的水疊高（假設(shè)是一個(gè)不變形的四方體），就可以疊到10米的高度（1米=100厘米，10米=1000厘米），也就是說，一平方厘米的面積上原來已經(jīng)承載1公斤壓力，現(xiàn)在加上1000厘米高的水塊（每塊1立方厘米），就等于加上1公斤的重量，這樣水的表面的壓力就達(dá)到2公斤。因此可以得出結(jié)論：容器表面的水面每上升10米，容器底部的壓力就增加1公斤（每平方厘米）。比如，離頂樓水箱水表面下方10米處的出水口，比如水龍頭，它的出水壓力為2公斤/平方厘米。志向狀態(tài)下水的壓力與水的凹凸有關(guān)，與水的表面積大小無關(guān)。這告知我們：從太陽能熱水器引出的水，水管每放下10米，水的出水壓力就增加1公斤。水的壓力大，水龍頭的出水就大，出水質(zhì)量就好。水的出水壓力達(dá)到2公斤以上就能滿足用戶的要求。本書水的壓力一般是針對非承壓太陽能熱水器來探討的，對承壓式的熱水器就不必考慮這個(gè)問題。圖2-21-1水的凹凸造成的壓力示意圖二、舉例說明例1：一臺太陽能熱水器，裝在頂樓樓梯間房的頂上，該樓最高6層，客戶住在4層。測算水的出水壓力。1、計(jì)算凹凸差：樓梯房高度3米；客戶住4樓，與6樓隔2層，一般建筑房間內(nèi)高為2.7米以上，加上隔層，每層的實(shí)際層高為3米，2層6米，4層水龍頭本身離房間頂部2.5米，太陽能水箱本身高度1.5米。凹凸差=3米+6米+2.5米+1.5=13米水龍頭出水壓力=13*1公斤/10+1公斤（原來大氣壓力）=2.3公斤又了解到本樓層自來水的壓力為3公斤，與太陽能基本一樣，客戶可以滿足運(yùn)用。例2：三層樓的別墅，頂樓有衛(wèi)生間，太陽能水箱與頂樓衛(wèi)生間的凹凸差為4米，經(jīng)計(jì)算水的實(shí)際壓力（不記大氣壓）壓力只有0.4公斤，而自來水的實(shí)際壓力為3公斤，相差太多，造成冷熱水無法混合運(yùn)用，加熱水循環(huán)泵一臺，使得熱水出水實(shí)際壓力達(dá)到2.5公斤，太陽能才能正常運(yùn)用。注：實(shí)際壓力是不考慮大氣壓的壓力，在熱水段就是凹凸差的壓力，在自來水段則是壓力減1公斤。第三節(jié)、水的熱分層原理在太陽能水箱中，由于熱水較輕，冷水較重（物理機(jī)理比較困難就不具體說明）所以在熱水器中，不同的水的層面，溫度是不同的，水箱上層的水溫度高，下層的水溫度低，一般高度每下降100毫米，水溫降低5℃左右，以一個(gè)一般的太陽能熱水器為例，直徑為380毫米圖2-3-1水的分層現(xiàn)象示意圖第四節(jié)、太陽能熱水器的加熱測算做工程或者家庭運(yùn)用，都要估計(jì)用戶的用水量，為此，須要進(jìn)行計(jì)算，有的要對用戶普遍運(yùn)用的加熱方式進(jìn)行比較，為用戶測算太陽能的投入回收期。我們通過一個(gè)例子來說明這個(gè)問題。一、用水量的計(jì)算1、一般熱水量的估計(jì)：見表2-41-1表2-41-1各種狀況下的用水測算表用水狀況賓館盆浴旅社淋浴企業(yè)高管和高檔家庭一般家庭和待遇較好的企業(yè)待遇一般的企業(yè)估計(jì)的用水量(升/人一：一個(gè)工廠200人，高管和中層50人，工人采納提水方法考慮：中層以上50升/人，職工20升/人總用水量=50升*50人+20升*150人=5500升=5.5噸家庭用水由于考慮到陰雨天，一般均會將用水量擴(kuò)大一倍。例二：一個(gè)五口之家考慮按一般生活標(biāo)準(zhǔn)：30升/人，將用水量加大一倍，以應(yīng)付陰雨天的用水，削減電加熱的時(shí)間。選擇家用太陽能的水箱容量=（30升/人*5）*2倍=300升當(dāng)然不肯定要一倍，適量多一點(diǎn)也可以。二、水的加熱估算1、每支直徑58*1800的真空管的一般的日產(chǎn)熱水量為11-14升，直徑47*1500的真空管日產(chǎn)熱水量為8升-10升2、每噸水配套的真空管數(shù)直徑58的約70-90支，在南方一般配套為每噸水76支真空管組成一個(gè)工程模塊，直徑47的目前比較流行的配套是每0.5噸水50支真空管組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊。一般工廠均按以上標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)模塊。我們作為安裝者只需買標(biāo)準(zhǔn)模塊來安裝就行了。對于家用太陽能，一般每只管按10升產(chǎn)水量測算，一般每人按5只管計(jì)算。3、用水量的較精確計(jì)算這里我們引進(jìn)兩個(gè)概念：*千卡（也稱大卡）=1000卡：首先我們要了解卡（K）：它是1立方厘米水在志向狀態(tài)下溫度上升1度所須要的能量。由于它表示的能量太小，所以一般用1000卡來進(jìn)行計(jì)量。在志向狀態(tài)下，將一升水上升1度的熱量是：1升水=1000平方厘米水，上升一度須要1000卡的熱量。將1升水上升100度須要100千卡的熱量現(xiàn)實(shí)中也往往用噸來計(jì)量1噸水=1000升，將1噸水集熱1度的熱量為：1千卡*1000升=1000千卡以上我們所說的狀況是不考慮散熱等狀況的理性狀態(tài)，實(shí)際環(huán)境中應(yīng)當(dāng)估量一個(gè)損失，也就是說只能按76%-86%來估算水的實(shí)際的的熱量。考慮實(shí)際狀況如下：1000大卡（以前稱千卡）的熱量能使得1噸水溫度上升0.76-0.86度從另一個(gè)角度講，加熱1噸水1度須要：1000大卡/76%-86%=1315-1162大卡的熱量值。我們來看一度電的概念：1度電=1000瓦時(shí)=1000立方米水上升一度須要的熱量=志向中的1000大卡由于只有在志向狀態(tài)下以上公式才能成立，考慮到效率的問題，一般狀況下，我們用一度電產(chǎn)生860大卡的能量來進(jìn)行測算的，（也就是說一度電只可以將860升的水（0.86噸）加熱1度）以下表格就是常用的燃料和電產(chǎn)生的熱值，可以用來測算加熱系統(tǒng)的產(chǎn)熱水平和對各種加熱系統(tǒng)進(jìn)行評估。各種發(fā)熱體的計(jì)算依據(jù)表發(fā)熱體名稱單位熱值（大卡）參考價(jià)格（元）考慮熱效率（%）1噸水加熱1℃電度（千瓦時(shí)）8600.8960.968煤公斤50000.5600.167柴油公斤102008.3801.017管道自然氣立方米86003.5750.5426液化石油氣立方米2400019.6751.089注：經(jīng)換算1噸水加熱1℃的費(fèi)用=100升水加熱10第五節(jié)、太陽能熱水器的安裝與緯度的關(guān)系太陽能熱水器效果的好壞與安裝角度和緯度有關(guān)系，一般來講太陽能應(yīng)朝南安裝，南偏西10度是公認(rèn)的志向角度，但假如受條件限制，南偏西或正西方向也可以，筆者安裝不少正西方向的熱水器，感覺與南偏西10度安裝的效果相差不大。太陽能熱水器的緯度怎么確定？可以干脆查看地圖手冊，一般在介紹該省的地理環(huán)境時(shí)，都有介紹當(dāng)?shù)氐木暥?，比如廣東省的平均緯度是23度，這個(gè)是春分季節(jié)太陽的位置，到了冬至?xí)r，該地的太陽位置也許提高了10度，太陽能參考冬天時(shí)段太陽位置來設(shè)計(jì)太陽能的角度為好。為此，太陽能熱水器斜度一般選擇角度比當(dāng)?shù)毓嫉木暥却?0度的產(chǎn)品。比如廣東省的平均緯度為23度，那么選斜角為33度的產(chǎn)品為好，假如沒有正好的，可以選擇度數(shù)較近的產(chǎn)品，比如35-38度的產(chǎn)品。太陽能的角度與緯度一樣時(shí)，太陽光與太陽能集熱器平面成90度直角，太陽干脆射入汲取層表面，效果最好，（如圖2-5-1）假如入射光線不與真空管表面垂直，就會產(chǎn)生汲取面積削減和折射、反射現(xiàn)象，汲取效果下降。這個(gè)問題目前尚未引起太陽能界的重視，沒有精確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。依據(jù)我們的實(shí)際效果推斷，角度相差10度，效果下降15%，也就是說，偏差1度，效果下降1.5%。圖2-5-1不同角度的太陽能熱水器效果示意圖第三章太陽能熱水器的安裝設(shè)計(jì)及安裝太陽能熱水器在中國已經(jīng)實(shí)際運(yùn)用超過15年了，從當(dāng)時(shí)故障很多到基本正常，太陽能工作者走過了一條艱辛之路，也總結(jié)了很多珍貴的閱歷。相對于一般家用電氣產(chǎn)品，太陽能的牢靠性還是比較差的，所以針對每一個(gè)客戶的狀況，提出一套牢靠的安裝方案是特別重要的。三分質(zhì)量七分安裝反映了當(dāng)前太陽能熱水器的運(yùn)用狀況。第一節(jié)、一般家用太陽能熱水器幾種常用的安裝方法：一、手動限制太陽能熱水器安裝圖圖-3-11-1是最簡潔的太陽能熱水器的安裝圖，在用戶房間內(nèi)，打開進(jìn)水閥門4，自來水通過打開的手閥1進(jìn)入太陽能水箱，待水箱的水裝滿了，就會通過排氣口3外接的管道流出來，流到用戶的接水槽，用戶看到水流出的信號，關(guān)掉進(jìn)水閥。太陽能熱水器進(jìn)水過程結(jié)束。太陽能的水經(jīng)一天太陽的照耀，水溫逐步提高，晚上就可以運(yùn)用了。安裝太陽能熱水器的特殊留意事項(xiàng)，一般太陽能熱水器是不承壓的，排氣口3是不能堵住的，否則自來水的壓力一般有2-6公斤/每平方厘米，將會將水箱壓爆，另一方面，不進(jìn)水時(shí)，進(jìn)水閥門1關(guān)閉，假如用戶用水時(shí)，會產(chǎn)生抽真空現(xiàn)象，水箱四周將受到每平方厘米1公斤的大氣壓力，水箱將會被大氣壓扁（抽扁）。由于進(jìn)排氣口是太陽能的呼吸通道，一旦被堵住將產(chǎn)生極大的破壞性后果，提示安裝者應(yīng)特殊留意。形象地圖示1、炸桶，2、抽癟，抽癟的實(shí)際攝影圖3-11-2。圖3-11-2實(shí)地拍攝的排氣口堵住，造成水箱抽癟的圖片（南非）假如遇到陰雨天氣，可以插上電源，進(jìn)行電加熱，但留意用水時(shí)應(yīng)關(guān)掉電源，防止水用干時(shí)電加熱棒燒毀，假如采納留一部分水的方法也可以防止電熱器燒毀，一般采納如下兩種方法來愛護(hù)電熱器不被燒毀：圖3-11-3：下出水的熱水器為了愛護(hù)電加熱器不會干燒，我們將熱水取水口內(nèi)接了一個(gè)取水導(dǎo)管，這樣水箱內(nèi)的水就不會降到電加熱器的發(fā)熱管以下，這樣就愛護(hù)了發(fā)熱管。圖3-11-4：邊出水的熱水器，為了防止發(fā)熱管干燒，在熱水出口設(shè)計(jì)了一個(gè)U型的熱水管出口，這樣，太陽能水箱中的水位就始終高于發(fā)熱管體，這樣在熱水用掉后，水箱中還保留一部分水，也就保證了系統(tǒng)的正常工作。U形管設(shè)計(jì)在太陽能水道的設(shè)計(jì)中常常運(yùn)用，讀者只要在遇到問題時(shí)，能夠敏捷應(yīng)用U管的原理，可能會給您帶來幫助。手動進(jìn)水裝置是最簡潔最牢靠的太陽能運(yùn)用方案。廣泛運(yùn)用在農(nóng)村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)。該系統(tǒng)由于視察不到太陽能的溫度，無法自動上水，用戶在運(yùn)用時(shí)不是很便利。二、機(jī)械式自動進(jìn)水安裝方案1、減壓閥限制的機(jī)械自動進(jìn)水方案由于手動進(jìn)水存在不便利的地方，人們采納了一些機(jī)械式自動進(jìn)水的方法，在這里我們介紹二種比較普遍，安裝比較簡潔又比較牢靠的方案：減壓閥如圖3-12-1，是一種常常用到的機(jī)械式自動進(jìn)水的限制部件，它的牢靠性較高。圖3-12-2是典型的減壓閥限制的機(jī)械式自動進(jìn)水太陽能熱水器：自來水經(jīng)過閥門4，經(jīng)過減壓閥5進(jìn)入水箱，當(dāng)水箱的水位上升到肯定高度時(shí)，對減壓閥形成一個(gè)反向的壓力，這個(gè)壓力與自來水經(jīng)減壓閥減壓的壓力相等，進(jìn)水停止。由于自來水的壓力隨著用水人數(shù)的的變更而變更，還有一些其它狀況也會引起水壓的變更，所以反向水壓，也就是水箱的水位也應(yīng)有一個(gè)變更的空間，我們在前面基本原理一章已經(jīng)提了水的壓力只與水的凹凸有關(guān)，與水量的大小無關(guān)，我們在排氣口3接上一段水管，約一米長，一般減壓閥可調(diào)整太陽能水箱的水位高度范圍在減壓閥的出水口上方0.05～0.8米左右，了解了減壓閥的這一性能。我們可以通過減壓閥來調(diào)整水箱水的高度，我們水箱水的高度一般在0.4米以下，加上開關(guān)等管道配件，一般在0.6米以下。我們可以調(diào)整減壓閥的水位高度，使水位正好在排氣水管的中間處，這樣自來水水壓即使有變更，在低壓時(shí)，水也能充溢水箱，水壓高時(shí)水也不會冒出來了。2這種方案下太陽能是一邊出水一邊進(jìn)水，太陽能熱水器的要求是慢進(jìn)快出，減壓閥的進(jìn)水速度是15升/分鐘，一般進(jìn)滿200升的水箱約15-20分鐘，該方案符合這個(gè)要求。熱水的分層原理告知我們，水箱里的熱水是按上層溫度高，下層溫度低來分布的，所以為了取得高溫的水，我們在出口2內(nèi)接上一個(gè)15厘米的導(dǎo)流管，使得上方的熱水能流出來，減壓閥緩慢進(jìn)的冷水又漸漸進(jìn)入水箱，依據(jù)分層原理，冷水將逐步占據(jù)水箱底部和真空管內(nèi)，將原來在水箱底部和真空管內(nèi)的熱水置換出來，頂?shù)剿涞纳喜?，這樣又可以通過導(dǎo)流管6流出水箱。導(dǎo)流管的長度應(yīng)依據(jù)客戶狀況定，客戶用水較快，導(dǎo)流管短一點(diǎn)，反之，長一點(diǎn)，同時(shí)要求導(dǎo)流管限制的水面高度應(yīng)高于電加熱的發(fā)熱管的高度，這樣電加熱器才不會燒毀。2采納減壓閥限制進(jìn)水的方案，牢靠性很好，一般2-3年內(nèi)基本沒有故障，它的缺點(diǎn)就是一邊進(jìn)水一邊出水，水箱里的熱水無法充分利用，總會留下一部分與冷水混合。可以采納溫度計(jì)和溫度限制的太陽能限制儀限制溫度，溫度限制的牢靠性很高，況且溫度限制系統(tǒng)損壞，也不會影響太陽能的運(yùn)用，只是看不見溫度和無法加熱罷了。這個(gè)方案最大優(yōu)點(diǎn)就是牢靠性高，對于人均可供水量較大的用戶可以采納該方案。減壓閥進(jìn)水的方案很多，具體可以參考它的產(chǎn)品說明書。2、副水箱進(jìn)水的方案：圖3-12-3顯示的就是一個(gè)典型的副水箱自動進(jìn)水方案。該方案的原理與減壓閥反感基本一樣，只是進(jìn)水的方式不一樣，進(jìn)水方案與抽水馬桶的原理一樣，這個(gè)方式經(jīng)過人們幾十年的應(yīng)用，不斷完善，也是一個(gè)特別牢靠的方案。圖3-12-4是減壓閥和一個(gè)產(chǎn)品化的副水箱的安裝方法，用戶也可以自己制作副水箱。圖3-12-4減壓進(jìn)水閥和副水箱安裝的太陽能三、帶太陽能限制儀的太陽能熱水器的安裝1、如圖3-13-1，這是太陽能熱水器安裝中應(yīng)用的最廣的方案，太陽能的運(yùn)行由太陽能限制儀8限制，當(dāng)太陽能熱水器水箱水位低于最低水位時(shí)，由限制器打開電磁閥1，使得水箱進(jìn)水，當(dāng)水位升到用戶設(shè)定的最高水位時(shí)，限制器關(guān)閉電磁閥1，進(jìn)水停止。用戶可以指定上水時(shí)間，當(dāng)指定時(shí)間到時(shí)，只要水位不超過最高水位，限制器就打開電磁閥1進(jìn)水，直至水位達(dá)到最高水位為止。限制器也可以手動強(qiáng)制進(jìn)水：當(dāng)按下手動進(jìn)水鍵時(shí)，限制器打開電磁閥進(jìn)水直到水位達(dá)到最高水位為止。限制器還可以限制電加熱，當(dāng)按下電加熱鍵時(shí)，限制器導(dǎo)通電加熱器7的電源，電加熱器工作，直到用戶指定的溫度為止。當(dāng)溫度下降到指定溫度以下3-5度，限制器重新啟動電加熱，將水加熱至指定溫度。用戶還可以指定加熱時(shí)間，在某一時(shí)間，太陽能水箱的溫度達(dá)不到設(shè)定的溫度，限制器就會導(dǎo)通電加熱器，將水箱的水加熱至設(shè)定的溫度為止。限制儀還有愛護(hù)作用，當(dāng)水位下降到某一點(diǎn)時(shí)，電加熱停止，直到水位回升到該點(diǎn)以上。（一般是50%的水位）。2、安裝圖3-13-2顯示了限制儀安裝的另一種比較普遍的安裝方法。這個(gè)方案與上一個(gè)方案基本相同，只是溫度探頭和水位探頭分開，水位探頭一般采納浮子式探頭，由于水位探測在太陽能水箱外面，溫度較低，探頭的工作環(huán)境比較好，不簡潔出故障。其次節(jié)、太陽能熱水器的安裝方法和的基本學(xué)問一、安裝中留意的問題太陽能熱水器的安裝并不難，只要留意如下的問題：1、安裝工作最好由有肯定閱歷的專業(yè)人員擔(dān)當(dāng)，有肯定鉗工電工基礎(chǔ)的在本書指導(dǎo)下也可以自己安裝，一般的人只要理解本書，嚴(yán)格依據(jù)本書的方法，照樣可以裝好太陽能熱水器。2、安裝方向應(yīng)選擇南偏西方向，以南偏西10°為最佳角度，迎陽方向遮擋物越少越好。3、熱水器應(yīng)當(dāng)安裝堅(jiān)固，一般采納D8*60的膨脹螺栓固定太陽能的各個(gè)支腳，必要時(shí)還要拉鋼絲繩索。以免臺風(fēng)等自然災(zāi)難的損害和造成人身損害。4、水箱的進(jìn)排氣口嚴(yán)禁堵塞，否則將造成水箱報(bào)廢。嚴(yán)禁堵住排氣管，圖3-21-1顯示了太陽能安裝常常出現(xiàn)的錯(cuò)誤安裝的狀況，這些錯(cuò)誤將導(dǎo)致太陽能熱水器的報(bào)廢。由于水蒸氣的原因，太陽能熱水器的排氣口會有少許液體排出，這是正常的現(xiàn)象，千萬不要將排氣口堵住。太陽能熱水器的特點(diǎn)是三分質(zhì)量七分裝，所以要嚴(yán)格按本書要求安裝。二、安裝前的打算工作1、安裝前的狀況推斷及最牢靠的安裝方案的確定“三分質(zhì)量七分安裝”這句太陽能行業(yè)的流行語道出了太陽能熱水器安裝的重要性，而一個(gè)好的安裝首先必須要求安裝者確定一個(gè)好的安裝方案。一般狀況下太陽能熱水器的最大缺陷就是故障率較高，所以一切安裝都應(yīng)考慮最牢靠的方案來安裝太陽能。依據(jù)牢靠性來排列，手動的安裝方法最牢靠，其次是機(jī)械式安裝方法，限制儀的安裝方法牢靠性最差。從運(yùn)用便利來衡量，限制儀的安裝方法最便利，其次是機(jī)械式的。應(yīng)當(dāng)結(jié)合用戶的狀況來確定安裝方案，一般的原則如下：修理?xiàng)l件差的，比如遠(yuǎn)離城市和修理點(diǎn)，用戶本身運(yùn)用電器水平不高的，應(yīng)當(dāng)盡量采納最牢靠的安裝方法，比如手動安裝方案。修理?xiàng)l件中等的，盡量采納機(jī)械式安裝方式。對修理?xiàng)l件好的，如在城鎮(zhèn)，離工廠的保修點(diǎn)近，用戶本身機(jī)電常識好的，可以采納帶限制儀的安裝方案安裝。2、管道的布置和導(dǎo)線的預(yù)先安裝在太陽能熱水器安裝前，用戶往往要在房子裝修時(shí)將管道和線路安裝好，往往請?zhí)柲芙?jīng)銷商進(jìn)行實(shí)地指導(dǎo)，并提出管道和線路預(yù)先安裝（預(yù)埋）方案，這樣就不會影響房間的美觀。圖3-22—1供應(yīng)了一套圖紙，可以供用戶施工時(shí)參考。一般狀況下，從限制儀出引出3（2）條電加熱線到太陽能的旁邊，線徑依據(jù)電加熱器功率的大小來確定，在1500W-3000W范圍內(nèi)，用戶一般采納2.5平方毫米的導(dǎo)線就可以了。信號線一般包含2條電磁閥線，4條水溫水位信號線，一般采納0.25左右的多股軟導(dǎo)線，不少用戶采納8芯的網(wǎng)絡(luò)線代用，效果也可以，在這種狀況下，可將其中4芯并成2芯作為電磁閥的導(dǎo)線，這樣導(dǎo)線承載電流大一點(diǎn)，今后假如遇到8芯線斷線1-2根時(shí)（常常遇到），可以啟用多余的導(dǎo)線，剛好修復(fù)。水管一般有冷水管、熱水管，管徑為20-25mm為好，太大將造成管中冷水儲水太多。對于考慮采納管道循環(huán)的用戶，可以加裝回水管，回水管的管徑一般為20mm，不要太大。三、太陽能熱水器的安裝過程一般來講，太陽能熱水器的安裝步驟如下。安裝支架安裝支架安放水箱安裝電加熱，接口等附件安裝管道、導(dǎo)線、電磁閥、水泵限制器等進(jìn)水等水從真空管口流出來時(shí)，起先依次將真空管插上檢查安裝狀況，設(shè)置限制儀狀態(tài)，將水加滿加固（膨脹釘、鋼絲繩、水泥等；填寫合格證，保修單，太陽能安裝完成支架安裝支架依據(jù)示意圖安裝：圖3-23-1支架安裝照片3-23-2組圖：支架安裝時(shí)先不要將各個(gè)螺栓鎖緊，要等水箱就位后，再逐步鎖緊螺栓，在鎖緊過程中留意對準(zhǔn)底托孔應(yīng)對準(zhǔn)水箱的真空管孔，不能出現(xiàn)歪斜的現(xiàn)象。圖3-23-2組圖1：安裝支架圖3-23-2組圖2：安裝細(xì)微環(huán)節(jié)、圖3-23-2組圖3：托架的安裝細(xì)微環(huán)節(jié)圖3-23-2組圖4：托架安裝好安裝水箱2、真空管的安裝：真空管的安裝是太陽能熱水器安裝重要環(huán)節(jié)，太陽能其他安裝技術(shù)和工藝與一般設(shè)備安裝沒有區(qū)分，主要區(qū)分就是在插真空管上，可以說敢插真空管，你就駕馭了太陽能熱水器安裝基本技術(shù)。真空管安裝如圖所示：圖1-11-2所示：真空管安裝過程圖3-23-4組圖 圖3-23-4主圖1圖3-23-4主圖2安裝要點(diǎn)：在管口和硅膠圈上涂抹洗潔精等潤滑劑，套上擋風(fēng)圈后一手握住管尾，愛護(hù)住真空管的抽氣咀，勻稱用力并帶肯定旋轉(zhuǎn)將管插入水箱。見圖3-33-4組圖。閱歷告知我們：水箱支架安裝好后，不要急于插管，而是轉(zhuǎn)為安裝線路、管道等，等電路水路通時(shí)，先進(jìn)水，當(dāng)水滿到管口時(shí)，水會流出來，這樣桶中的一些加工中殘留的泡沫屑浮在水面上，順勢流出水箱，水還可以作為潤滑劑，使得插管變得簡潔，尤其在太陽光劇烈的狀況下，真空管一插入水箱，管中就充溢了水，真空管就不會炸裂。這樣插管，可以防止炸管，比較好。假如插管后管中沒水，當(dāng)太陽照耀在真空管表面5分鐘以上，真空管管口的溫度就可能達(dá)到200℃3、管線安裝：管件材料：進(jìn)水管可選用PVC、PPR冷水、鋁塑管、PEX管，熱水管可采納PPR熱水、鋁塑管、PEX管，在寒冷地區(qū)應(yīng)包上保溫材料，管路越短越好，對沒有太陽能安裝閱歷者，管路安裝