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平板太阳能热水器的基本结构与安装全过程


平板太阳能热水器的基本结构与安装全过程

太阳能真空管热水器迅速发展起来之后,人们开始把平板太阳能热水器看成是太阳能真空管的后代。其实,放在市场需求和技术进步这个大环境上来看,原来她们却是一对孪生姊妹。她们各有各的优势,各有各的市场,也各有各的发展前途。甚至还有人认为平板太阳能热水器才是未来发展的方向。于是,我们就有必要认真研究一下它的基本结构。平板太阳能热水器由吸热板芯、透明盖板、保温材料、贮热水箱以及外壳支架等五部分组成。

一、是吸热板芯
吸热板芯是吸收太阳辐射能量转变为热能,并向水传递热量的关键部件。吸热板芯的选用材料、结构形式和表面涂料的辐射特性对热水器性能具有决定性影响。对吸热板的要求是有一定的承压能力,与水的相容性好,热性能高,制造工艺简单,各项成本合理,运行切实可靠。吸热板芯的材料,国外基本上都用铜和不锈纲,国内一般用铜、铝合金或镀锌板。用金属作吸热板芯,在通常温度范围内,其热传导能力较强,但对光的吸收能力却低于非金属。

二、透明盖板
透明盖板是让太阳辐射透过,而不让吸热板芯产生的远红外线透过,从而抑制吸热板芯表面反射损失和对流损失,使热水器内获得较高温升,形成温室效应的主要部件。同时,它还具有防止灰尘和雨雪损坏吸热板芯的重要作用。透明盖板应满足透过率高、耐冲击强度大、具有良好的耐候性、隔热性能好和便于加工等基本要求。在北方使用的集热器采用双层盖板时,一般采用玻璃加聚碳酸酯薄膜。盖板的层数由使用地区气候条件和工作温度而定,一般为单层,只有在气温较低或工作温度较高的工况下才采用双层盖板,有条件时使用透明蜂窝材料。盖板与吸热板的距离应考虑大于20mm,距离太小会降低集热效率。

三、保温材料
热水器集热板芯的底部及四周都需要有保温层,以减少热水器向四周环境的散热,提高热水器的工作效率。对保温材料的基本要求是保温性能好,耐温在110℃以上,且不分解、不吸水、不易变形或挥发、不产生有毒气体、容量小,便于安装,价格便宜。保温材料一般采用聚氨脂、聚苯乙烯、岩棉、矿棉、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩等。由于聚氨脂导热系数小、耐温高、不吸水、清洁卫生,价格便宜,因而,企业一般首选聚氨脂做吸热板芯的保温材料。为了实现清洁能源和环保材料的完美结合,力诺瑞特与霍尼韦尔联合开发不破坏臭氧层的新型环保发泡材料,并在全球首家应用于太阳能热水器保温。由于该材料在性能、价格以及与太阳能热水器相结合的适用性等方面,都远远高于其它相关发泡剂保温材料,给太阳能热水器产品的保温和稳定性能带来极其重要的保障,从而,推动中国太阳能生产进入了符合国际环保标准的新时代。

四、贮热水箱
贮热水箱是用于储存热水的装置,它具有良好的保温性能,是太阳热水器的关键部件,其结构、材料、容量和保温性能及补水、取水方式都直接影响热水器的性能和可靠性。水箱外壳的常用材料有压花铝板、彩色钢板、不锈钢板、镀铝锌硅板和玻璃钢等,板厚为0.20-0.50mm。由于不锈钢板易造成光污染,应尽量少用或不用。水箱内胆的常用材料有不锈钢板、搪瓷钢板、防锈铝、镀锌板、玻璃钢和塑料材料等,厚度为0.55-0.77mm。

五、外壳与支架
为了将吸热板芯、透明盖板和保温材料等组成一个要机整体,并保持一定的刚度和强度,便于安装和运输,需要一个美观的外壳。对外壳的基本要求是坚实耐用,抗气候变化,不变形、重量轻、易加工、外表美观和价格便宜。外壳一般用钢板、彩钢板、铝型材、不锈钢板、塑料和玻璃钢等材料加工制成。支架的作用是支撑太阳能热水器并使其与建筑实现结合。从材料上分有铝合金、不锈钢、碳钢喷塑、镀锌板冲压和管型材冲压支架等。目前大多数厂家使用前两种材料,因其具有良好的搞腐蚀能力。太阳能热水器支架应有足够的强度和钢度才能确保有足够的承重能力。在一些日常风力较大的地区,尤其是沿海地区,还要在设计时充分考虑抗风能力。

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平板型太阳能热水器安装包括:主机支架组装安装、集热板安装、水箱安装、智能控制仪与电辅系统安装、系统管路安装以及主机加固。

1、安装基础

在支架安装前先预制水泥墩,再将支架安置在水泥墩上,用螺栓进行固定。水泥墩及预埋件布局尺寸根据支架固定孔的尺寸制作。

如下图所示:

图5-1-4水泥墩横截面示意图图5-1-5水泥墩竖剖面示意图图5-1-6水泥墩位置图

2、主机安装

平顶支架组装

图5-1-7平顶支架结构图

1托架压板2左前腿3左后腿

4盖板5左桶托6后拉杆

7横梁8右桶托9右前腿

10右后腿11地脚

注:盖板在集热器、水箱及连接管安装完毕后最后安装。

图5-1-8平顶式支架与基础连接

图5-1-9集热器与水箱安装

热水器安装主机必须按以下要求进行固定:

a、用细钢丝绳从集热器支架上部沿四个方向斜拉,两两对称,与建筑物固定;

b、钢丝绳与建筑物连接的一端,必须在建筑物坚固位置打孔,楔入膨胀挂钩,膨胀挂钩进入孔内深度大于5㎝以保证主机的稳定性。或根据实际安装坏境灵活处理,但必须保证主机的稳定性和抗风性。

1、管路系统安装

管路配件主要包括:阀门、上下水管路、保温材料、管件等。

安装前应仔细检查水箱内有无异物,安装过程中严禁杂物混入管路中,以防止使用时影响系统的正常运行。

主管路安装:

太阳能热水器管路的连接因机型与位置而异,也可根据用户需求现场设计,本文仅提供典型的管路安装说明及保温规范

■管路尽量预留或预埋。

■管路距离应尽量最短,且保持由高到低,避免出现反坡。

■为防止热水回流,管路中必须安装止回阀。止回阀安装在热水管路与自来水连接的位置,而且沿竖直方向安装,保证箭头向上,与自来水进水方向一致。

■严禁堵塞排气口。

■所有管路必须进行有效固定。选择合适规格的管卡,管卡的距离不大于1米

■太阳能热水系统管路与自来水连接处应安装球阀。若水源压力高于0.6MPa,则在进水口还应加装限压阀,确保进水压力不高于0.6MPa.

管路保温:

保温材料推荐使用高质量的聚氨酯、橡塑材料或聚乙烯材料(壁厚20-50mm),安装拆卸方便,不吸水,导热系数低及尺寸稳定性好。

管路试水合格后,安装伴热带,再进行保温,保温管的安装步骤如下:

■将保温管套在从管道下30㎝到上下水嘴及溢流口的所有管路上(上下水管、溢流管捆绑在一起)。在上下水嘴及溢流口处必须额外留出15㎝长的保温管,以防材料收缩出现缝隙。

■防冻重点部位(管路接口处、穿墙接口处)要加强保温。保温管与管路应结合紧密,严禁存在裂口、透风、漏气等现象。

■外层应全部用胶带缠绕紧密,外面再绕一层铝箔。

■安装完毕后保温管路要横平竖直,无下垂部位。保温管与太阳能热水器主机之间要采取固定措施。

管道防冻:

在结冰地区要求室外管道必须增加伴热带防冻,伴热带具有抗老化、自限温、启动速度快、运行费用低、安装维护方便、热稳定性强等特点。

使用注意事项:

■电伴热带应严格按照性能指标设计施工,严禁超标使用。

■电源线容量选择:单一电源锁负载电流总流量与所连接的电伴热带长度成正比,电源线的载流量应根据防冻带的启动电流与使用长度来选择。

■当地气温低于4℃时,应启动电伴热带,当地气温高于4℃时必须切断电源,防止出现电能浪费和其它意外。

■管路安装完毕后请先试水后安装电伴热带。

为避免电伴热带在使用过程中存在安全隐患,安装过程中严禁野蛮操作,防止电伴热带外护套因受到外力作用而破损,请施工人员按照电伴热带使用说明书进行操作。

1、安装电加热

若客户需要电辅助加热,就要根据客户的实际情况连接电加热部分。电源线使用符合3C要求的3×1.5mm户外用橡套电缆。按实际的需求截取电源线的长度。按图十三所示,先卸下电器保护盒的小护盖,将剥好的电源线接入接线孔,并将火、地、零分别接入接线端子得L、N、〨孔并压紧,见图5-1-13。

用压线卡压紧电源线,确保压线卡压在电源线的护套上,并用螺丝刀把压线卡上紧,重新上好护盖。剥线、压线时要确保地线最长、零线次之、火线最短。

根据客户的需求,电源线的另一端接漏电保护插头或温控仪,温控仪的安装及使用说明见温控仪的说明书。

注意事项

■检查电表,室内电源及安装所用电器部件,确保和电加热功率(见产品参数表)相匹配,严禁超负荷!

■国内安装必须使用220V、50HZ交流电通过漏电保护器接通水箱电加热与控制器电源。

■在水箱就近位置设置有良好接地的三脚16A插座;插座必须可靠接地,地线、零线严格分开,严禁把三孔插座中的地线和零线连接在一起;现场检查线路、电热管两极与外壳电阻值,用万能表测量应无读数,插座应与所用漏电保护插头匹配,严禁使用劣质插座,以免损坏插头,发生危险。

■插座和温控仪一定要安装在干燥处和容易观察的位置。

2、介质充装

任何情况下平板集热器不建议采用直接加热方式,必须采用导热介质和换热装置间接加热。若采用直接加热,需解决防止流道结垢和结冰的问题。

1)管路检查

查看平板集热器和水箱管路连接正确、管道连接件紧固,管道固定可靠;

2)承压水箱管路试压

首先将水箱T/P阀开启,关闭用户热水末端出水阀门,打开自来水进水阀门注水,待水箱注满水后关闭自来水进水阀门及T/P阀,把压力泵接到热水出口,打开热水阀,启动压力泵开始加压,压力升至T/P阀(0.6MPa)开启为止,当T/P阀自动闭合后记录压力值,仔细观察各连接电有无渗漏现象,10min内T/P阀自动闭合后的压降不超过0.02MPa,不渗漏为合格。

3)非承压水箱管路试压

管路连接好后,关闭用户热水末端出水阀门,打开自来水进水阀门注水,待水箱注水到排气阀溢流后关闭自来水进水阀门,用抹布擦干水箱表面及各连接处,仔细观察各连接点有无渗漏现象,10min内部渗漏为合格。

4)集热循环管路试压

承压、非承压水箱在测试确保水箱及连接管路合格后,保持水箱内胆满液状态,把试压泵连接到水箱充液口,打开压力安全阀,开启水泵充液,充满水后关闭压力安全阀,并持续增压,直到压力安全阀自动开启为止,观察集热循环管路有无渗漏,保压10分钟,无渗漏即合格。

5)介质充装

集热介质(结冰地区为防冻液,非结冰地区为纯净水)充装过程同上述3条,直到充满为止。介质充满后关闭压力安全阀使其处于自动闭合状态,以免系统在运行过程中介质蒸发。

备注:介质选配

冬季不结冰地区使用时选用软化水做导热介质,导热介质加缓蚀剂、消泡剂等,充分防止集热器结垢。

冬季结冰地区使用时务必选用防冻液做导热介质,防冻液建议使用乙二醇水溶液,防冻液的冰点要至少比当地最低温度低10℃。防冻液的有效期见防冻液说明书,每年宜对防冻液检查一次。检查内容包括冰点、密度、同时还应对使用中的防冻液进行外观检查,发现密度大、变稠、冰点上升,以及防冻液变浊、变质、变味、发泡等应及时更换。
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