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玻璃真空管太陽能熱水器發(fā)展研究

2015-06-30 來源:中國太陽能產(chǎn)業(yè)資訊網(wǎng)

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  3克服“過熱”將為太陽能真空提供發(fā)展機(jī)會(huì)
  
  3.1真空玻璃管存在的問題
  
  1、太陽能真空玻璃管式太陽能熱水器必須實(shí)現(xiàn)安全、舒適、性價(jià)比高的承壓熱水系統(tǒng)。
  
  只有安全、舒適、高性價(jià)比的熱水系統(tǒng)才是打動(dòng)消費(fèi)者的主牌,節(jié)能、環(huán)保將是它打動(dòng)消費(fèi)者的一手好的副牌。
  
  2、當(dāng)前的真空玻璃管式太陽能熱水系統(tǒng)大多還存在可能的“過熱”、較高的成本、系統(tǒng)的復(fù)雜等問題。
  
  3.2太陽能熱水器“過熱問題”
  
  真空玻璃管吸熱率高、散熱率低,致使其自身溫度可高達(dá)280℃以上。太陽能熱水器非常大不同于電熱水器或燃?xì)鉄崴鞯牡胤剑簝?yōu)點(diǎn)是太陽能熱水器利用的能源是清潔的、免費(fèi)的;缺點(diǎn)為太陽能具有不連續(xù)性和不可控性,你需要時(shí)它可能沒有,你不需要時(shí),它可能給你很多。只要太陽升起,太陽能真空管就會(huì)自動(dòng)收集熱量,但這些熱量如果你沒有及時(shí)用掉(也許是因你離家旅游、也許是因你換房空置等),這些熱量若沒有辦法及時(shí)的散失掉,熱量就會(huì)累積,溫度就會(huì)上升。如果溫度上升超過100度,非承壓的太陽能熱水器就會(huì)“開鍋”,產(chǎn)生水蒸汽排掉散熱;承壓系統(tǒng)的水壓就會(huì)隨溫度升高而逐漸加大,常規(guī)的承壓系統(tǒng)一般通過排水泄壓降溫散熱。但系統(tǒng)因各種原因沒有了水的存在(比如因系統(tǒng)泄漏,比如我們離家時(shí)為了家里水系統(tǒng)的安全而關(guān)閉了水閥等),真空管式太陽能熱水器溫度會(huì)升高至系統(tǒng)無法承受的狀態(tài)而至使系統(tǒng)損壞,尤其是承壓分體系統(tǒng),系統(tǒng)也可能因控制、傳感器、循環(huán)泵等故障而不能及時(shí)把熱量傳入水箱,集熱器部分溫度會(huì)短時(shí)間內(nèi)就可升至系統(tǒng)無法承受的程度。
  
  如果有一個(gè)辦法能讓太陽能真空管在任何情況下較高溫度都不超過200℃,那這個(gè)辦法就是太陽能真空管獲得變新的關(guān)鍵技術(shù)。但這個(gè)技術(shù)不能以降低太陽能真空管的熱性能、降低太陽能熱水系統(tǒng)的舒適性、增加過多的成本、減少熱水器的適用范圍為代價(jià)。
  
  為什么會(huì)定義較高溫度不超過200℃。我們知道:1、太陽能熱水器密封件大多用的硅橡膠,硅橡膠使用溫度較好不要超過200℃;2、分體太陽能熱水器系統(tǒng)一般用乙二醇、丙三醇水溶液或?qū)嵊妥鰹檠h(huán)傳熱介質(zhì),乙二醇、丙三醇或油在200℃會(huì)發(fā)生碳化反應(yīng)。
  
  4為解決“過熱問題”用過的方法
  
  試看一下,我們現(xiàn)在都用了什么辦法試圖去解決因太陽能真空管的高溫而產(chǎn)生的過熱問題。
  
  辦法1:系統(tǒng)非承壓:
  
  開口系統(tǒng),這是我們大多傳統(tǒng)真空管式太陽能的結(jié)構(gòu),有一根直通大氣,當(dāng)太陽能過多時(shí),也就是太陽能超過100℃,水箱里的水“開鍋”,排出蒸汽散熱。
  
  但這種系統(tǒng)存在的問題為:
  
  A.降低了系統(tǒng)的舒適性。非承壓的系統(tǒng)會(huì)給用戶帶來因水壓不均衡而造成的水溫波動(dòng)問題;
  
  B.降低了熱水器的適用范圍:這種熱水器只能安裝于更高處;
  
  C.沒有完全解決“過熱”問題,當(dāng)熱水器斷水時(shí),系統(tǒng)仍會(huì)出過熱問題。
  
  辦法2:承壓系統(tǒng)采用T/P閥:
  
  T/P閥,即溫度/壓力安全閥,該閥的功能是當(dāng)溫度超過或壓力超過設(shè)定的域值時(shí),閥打開,在太陽能熱水系統(tǒng)中,一般域值溫度為99℃,壓力0.6MPa。
  
  當(dāng)前,絕大多數(shù)承壓太陽能熱水系統(tǒng)將該閥安裝在水箱上,做為真空管式太陽能熱水系統(tǒng)防“過熱”的主要手段。
  
  T/P閥是實(shí)現(xiàn)真空管式太陽能熱水系統(tǒng)防“過熱”的成本較低的可行手段,但這種可行性是有兩個(gè)前提條件的:一是該太陽能熱水系統(tǒng)不能斷水,顯然這一點(diǎn)是難以做到的可靠,系統(tǒng)內(nèi)缺水是有可能發(fā)生的(房屋長時(shí)間空置是要斷開水路);二是該太陽能熱水系統(tǒng)要求集熱器的熱量能夠可靠的轉(zhuǎn)移到水箱內(nèi)。
  
  當(dāng)前承壓型的真空管式太陽能熱水系統(tǒng)主要為兩類,一類為自然循環(huán)式的,另一類為強(qiáng)制循環(huán)式的。自然循環(huán)式系統(tǒng)的可以相對可靠的將集熱器的熱量轉(zhuǎn)移到水箱內(nèi),但這種系統(tǒng)安裝與應(yīng)用非常受限,一般只能屋頂或陽臺安裝。強(qiáng)制循環(huán)的真空管式太陽能熱水系統(tǒng)是很難較好的保證集熱器的熱量可靠的轉(zhuǎn)移到水箱去,傳感器、控制器、循環(huán)泵等故障均會(huì)造成集熱器的熱量無法轉(zhuǎn)移到水箱。
 

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