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  详细介绍:
太阳能热水器的一些简单状况

由于新买的房子在楼顶,基于省钱节能的角度,考虑安装太阳能热水器。所以对这个产品进行了一些考察,了解了一些基本情况。平时经常看其它DX的文章,学得了不少知识,所以这次我也贡献一下。希望能够为有需要的网友们提供一些基础知识。未作提纲规划,随笔草草写成,望见谅。可以任意在网上复制、转贴。

太阳能热水器大概可以分为3个主要部件,储水罐、集热器、控制器(这里所说的控制器不是指那些手动的阀门,而是一个电子设备)。其中控制器不是必需的。以下大致说说。

一、储水罐

比较简单,结构上分为落水式和承压式。从名字可以看出来,承压式就是工作时桶里总是满的、有压力,用一点水就会马上补充。落水式的桶是开放的,与大气连同的。当然不是像个大锅一样敞着,只是有一个很小的通气孔/溢水孔,在用、补水的时候保证空气流通。如果空气不流通水就不能正常的上下了。有些产品通气孔和溢水孔是分开的,有些是和二为一。

特点:

1、承压式可以保证出水压力和速度与自来水一样,落水时只能靠落差保证压力,一般会小一些,在某种极限情况下只能使用增压泵(后面会说一下)。

2、在使用上,承压式是用一点水就自动补水,在阳光不是很充足且用水量较集中(没有电辅加热)的时候,供水温度会一点点下降,如果用于洗澡的话,可能不是很舒服,对策是使用恒温混水器(大约700~3000)。落水式一般上下水管是一根,用个三通阀门转换,补水的时候搬到一边,用水的时候放到另一边;这样一般来说在整桶水放空之前供水的温度是比较平衡的。不过夏天太阳比较强烈的时候,供水量肯定比上、落水两根管的储水罐要差。落水式储水罐好像也有用两根管分开上下水的,水用了也可以马上补。好处就是能供应较多的水。缺点是,如果产品没设计好的话,会把刚补上的水马上又放回来。

3、内胆,主要是搪瓷和不锈钢的。不太好分优劣,个人感觉好像搪瓷内胆应该比较耐用,但据某些业内人士称只有搪瓷内胆才需要镁棒保护(利用镁的活跃性,先于铁等金属于水中的带电离子反应,保护金属部件),给人的感觉是,搪瓷内胆不是全面覆盖的。这个问题上就是仁者见仁智者见智了。

4、保温层,储水罐内胆和外壳之间的填充物。现在基本都是聚氨酯等发泡剂了,一般在40~60mm厚。我的感觉是,在同等条件下(比如材料种类、填充密度等)厚的比较好,但也有宣称不是越厚越好的。在卖场里都有样品的,很多还都锯开一半让你看。不过这些东西一般人也看不太懂,只能看看厚度了。另外关于填充剂的密度,有的厂家有专门的机器填充,采用好的原料,一般密实且均匀,有些厂子可能就差一点了。不过这个问题我是这么看的,空气是热的不良导体,只要不是太疏松、空档太大的话,保温性应该是可以保证的(外行看法,仅供参考)。

5、卫生,不可避免的,任何容器都会成为藻类、细菌的繁殖地,尤其是储水罐这样的高湿环境。由于落水式的天然结构,与大气的接触比承压式要多得多,所以无可避免的,其内部卫生情况肯定比密闭的承压式储水罐要差。因此,负责的厂家都会告诉你,这些水不能直接饮用。当然,夏天的时候,水温最高能到80度,应该能杀死一些细菌。其它季节……

另外,从原理上来说,承压式的储水罐属压力容器,制造工艺要求更高,所以价格也贵。基于同样原因,如果购买的是一些不太出名的小厂家的产品时,如果没有大把握,最好不要选择常压水罐。不过也不用太担心,目前只有很少的大厂在生产承压水罐。

二、集热器

这个地方就是比较见真功夫的了。加热能力就靠集热器的转换效率。从最早的平板式到现在的真空管式,桑普还有一个更先进的热管式(俗称太空管)。平板式由于集热效率偏低,目前在北方地区的个人应用似乎比较少了。热管式集热器,在国内我只知道桑普在用。市场上的绝大多数产品都是真空管式的。

真空管:管子分内外两层,之间抽空空气,起到隔热作用。内层玻璃的外壁涂(还有镀、喷、溅等工艺)吸热材料,现在普遍是深蓝色的,内层玻璃管内走水。最早的产品直径是47mm的,这个标准的来源我不太清楚,反正就这么用下来了。后来有些厂家以扩大集热面积为由,加粗了集热管,58mm,70mm等产品都开始出现。但至于实效如何,不同方面有不同的观点,余以为,在同等价格情况下,多只细管的效果应该不输于少量粗管。

扩展类的真空管:三层管,为了提高换热速度,业界发明了另外一种工艺,在普通两层玻璃管内再增加一层空管,这样集热管内的水变“薄”了(实际是体积变小了),这样管内的水升温更快,提高了交换效率。但是,由于部分地区水质比较硬,如果长期使用的话,会在管内结成水垢,存在影响流动速度甚至堵塞水管的风险,所以有些厂家就不再使用这种技术了。后来又出现使用铜管来代替第三层玻璃管的技术,在恩派的产品里有。不过由于有色金属价格不断攀升,这样的产品成本也会随之增加的。

热管式集热管:好像国内是桑普最早使用(我觉得好像也是唯一使用似的)。利用热质的相变(液、气态转化)过程,达到快速传热的目的。先说一下它的结构吧:也是两层结构,外层为玻璃,内层为喷涂了集热颜色的带翼空心金属管,金属管只有1cm左右粗细,管内抽高度真空,比上面的那种玻璃真空管的真空度要高得多,然后其中存留一些热质——桑普用的就是水。由于热管中的气压非常低,所以其热质的气化温度非常低,按照桑普的设计,大约在20度即可,而依靠比较大的集热面积,很容易达到20摄氏度,即使外界温度很低。当这些气化的水(水蒸气)移动到冷凝端的时候,会变回水,释放相变热,从而使冷凝端温度升高。而冷凝端是埋在储水罐中的。据某些厂家公布的测试数据,冷凝端的温度可以高达200摄氏度以上。

 
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