并具备几个特征:
1) 开式水箱,与大气相通,顶端会有一个富氧层
2) 真空管底部的水不能排出,水箱内的水每次不一定用完
3) 水温环境40-60°时候比较多
这样就给细菌的滋生提供很好的条件,早在几年前就有因饮用太阳能的水而胃肠生病的报道,而且时间久了还会有亚硝酸盐等致癌物产生。
新鲜水太阳能热水器就很好的解决了这方面的问题。结构如图:新鲜水太阳能热水器不使用水箱内的水,只作为储存热能的介质,当用水时冷水经换热盘管吸收热量后迅速顶出,无任何二次污染,水质洁净,压力澎湃。 工程名称:中国人民解放军第二炮兵部队专家楼太阳能热水系统。
承建单位:北京索乐阳光能源科技有限公司。
工程所在地址:北京市昌平立水桥。
建筑性质与形式:独栋和联体别墅。
用热水人数:4-6人/户,共计32户,每户建筑面积约600 m。
当地的太阳辐照量:水平面平均日辐照量:14.106MJ/ma。
当地气候条件:年平均气温11.5℃,日照时数2910h。
系统介绍
选用平板集热器和U型管集热器,每户集热器面积共9 m。
利用储热水箱的盘管换热器满足生活热水。
集热器附着在斜屋顶,与建筑物同步设计、同步安装。
管路系统与建筑物同步设计、同步安装。
辅助能源采用电加热,3KW。
储热水箱的容积1200升。
系统原理图实景图片
太阳能光热的利用随着常规能源的枯竭及环保越来越多的重视并得到很大的推广和利用,就以下几个问题做简单的介绍,仅代表个人意见。
1. 安装面积
自上世纪90年代初期,真空管太阳能的出现开始,太阳能热水器开始的得到大多数百姓的认可,主要解决了四季都可使用热水的问题,中国一家大型太阳能企业的安装量能比得上欧盟的安装总和,在集热面积的推广上中国当之无愧的第一。
2. 安装费用
中国家庭使用的主流产品是普通敞开式太阳能热水器,这种热水器的价格每台2000-5000人民币,工程产品的价格每吨水(加热到45°)20000元人民币左右,发达国家的产品价格及安装费用要数倍于国内市场。
3. 集热器的形式
国内家用机大部分采用全玻璃真空管集热器,商用机也主要以全玻璃真空管集热器为主,这种集热器价格相对低廉,但产品的安全性、稳定性低,其他金属流道集热器相对较少,如平板集热器、热管集热器、U型管集热器,平板集热器在中国南方所占比重要多一点。
国外太阳能集热器以金属流道为主,尤其以平板集热器居多,这种集热器以寿命长、稳定性高,以及可以相对更好的与建筑结合,使用量比较多。
4. 集热方式
国内家用机以紧凑式真空管式为主,一次换热、敞开式无压系统,将自来水加热后直接使用,这种系统安装成本低廉,但稳定定性差,使用不方便,不能完全满足生活热水的使用标准,合格的热水需要满足四大要素:水温、水量、水质、水压,国内普通太阳能热水器只满足了两个条件即水温和水量,在水质和水压方面不能达到使用标准。
商用系统方面也同样以敞开式一次换热为主,室外管冻裂、水压、水质问题依然严重,但极大地满足了中国客户简单的、基本的热水需求,使一般中国百姓改善了生活中从没有热水到能有热水使用的状况,但距离完美的热水系统还有很长的路要走,也有少量国内企业在这方面也动了很多心思,可以做到出水承压,水质新鲜可饮用,但推广的量比较少。
欧美国家的家用和商用系统一般采用集热器和水箱分离的系统,采用二次换热系统,一次换热采用太阳液做换热介质,防止管路冻结。在西班牙,明文规定太阳能的室外管线必须采用防冻液换热,不得将一次水系统设计在室外,换热器两侧均采用闭式系统,蓄能水箱也均采用闭式水罐,并可以有多种方式与常规热源的自动接驳。
5. 与建筑的结合情况
国内家用太阳能热水器一般采用圆形水箱,相对建筑来讲,比较突兀,很难与建筑完美结合,商用机采用管式,将集热器以30°到50°的倾角倾斜在屋面上,比较呆板。北京有一家公司叫北京索乐阳光在这方面做了很好的示范,有相对新颖的设计,比如将水箱设计成六方型、方圆形的,水箱的颜色也不再是珠光白、大红、大绿,而使用相对沉稳的灰色,与建筑颜色比较相匹配。集热器的布置,可以平铺到屋面或者做成弧面状,显得更有灵性。
国外在这方面做的比国内好很多,一般欧美国家的屋面以坡屋面居多,大量使用平板集热器,外观平整,似天窗,水箱设计时放在室内,这种系统复杂,系统效率也比紧凑式一体机能耗大、效率低,造价也比较高,不适合在国内大面积推广。
6. 企业运营方式
太阳能系统看似简单,其实在热水系统里面是最难做好的一种,一般常规能源来讲,设备安置在室内设备间,会有稳定的能源供给,而太阳能系统则不成,集热器必须露天放置,风吹、雨淋、冰冻、暴晒,满足长期室外的恶劣天气,阳光辐射的强度、入射的倾角没有一刻是相同的,且阴天、雨雪,晚上就没了,所以要做好这种太阳能系统,将不稳定的能源变成稳定、持续、标准的热源,相比常规热源的难度是可想而知,由于种种原因,跑、冒、滴、漏冬季不能正常运行的情况时常发生,太阳能系统自身的能耗高也是很大的一个问题。
实际上用户的使用、安装条件都是不同的,都是个性化的需求,如何将这种个性化的设计、安装做到完美,在国内的这种商业模式是很难做好的。
国内的企业一般是生产厂家+代理商的模式,著名厂家比如皇明、清华阳光、桑普、天普、太阳雨、力诺瑞特,都采取这种方式,这种模式厂家生产规模很大,主要是规模化生产,从集热器毛坯玻璃管、水箱、温控仪的电子设备、钣金,所有的部件都由厂家完成,再大的厂家甚至从矿山开始,炼制集热器用的玻璃,生产链很长,涉及多行业、多产品、多部门。厂家更多的是专注于产品自身的生产,系统的设计、安装、维护只有代理商进行。厂家要比代理商强势得多,而他们的代理商往往以小老板、夫妻店居多,公司化运作的占不到总数量的10%,安装人员的培训较少,素质相对比较低,主要以新时代的农民工为主,缺乏专业的培训,中国的其他行业也有很多这种情况,可能与中国的教育制度有关,技工层面的人员缺失。厂家和安装商两级的法人结构造成在沟通能力、协调能力、安装水准方面产生很多问题。
国外这种专业的分工更细致、更专注,集热器、储水箱、温控仪、太阳能专用辅材的生产,专门有不同的生产厂家完成,他们更专注于某一个领域,产品的稳定性、使用年限都比国内优秀,最后的安装由专业的有资质的系统集成商来完成,由他们整合客户的设计、产品的选型、实地的安装、维护。这样的系统才能有更好的个性化设计,最大限度的满足用户的使用要求,系统集成商对于中国的一般老百姓来讲认知度比较低。
7. 安装能力
要想把一件事情做好,必须把每个细节做好要想把一件事情做坏,只需一点即可做到。大家都听说过一个马钉毁掉一个王国的故事,即是这个道理。
太阳能的安装不同于普通电热水器的安装,电热水器其实只是一个挂机的安装,太阳能系统则不同,复杂得多,每个用户都是个性化的,需要良好的太阳能主机、认真的测量、设计、有保障的的辅材、标准的安装和负责任的服务,且不同的地域应选择不同的主机、辅材和安装方式,每个环节都做好,使用起来才能放心、舒心。
国内在这方面能够做的很好的不多,主机没问题,辅材问题不断,系统能耗比较大。没有良好的设计、会商制度,施工图纸粗陋,甚至根本没有,师傅带徒弟,图上没有,全靠心里走,时常缺少配件,经常是临时到建材小店里买,容易出问题的可能就是这个小配件,可要知道一个太阳能用的垫片都要高于普通热水器的使用标准,高温时可达100°,低温时又有可能达到-20°,如此反复,普通垫片不漏水就不对了。
国外在这方面做的比我们好很多,前期设计细化,配件质量相对更好一些。
8. 产品的品质及技术水平
中国的产品同欧美发达国家相比还有一定的差距,产品质量、外观设计、系统安全性、稳定性比国外还有一定的差距。
9. 国内太阳能企业对太阳能的误解
⑴ 太阳能在很多时候是不行的,由于阳光辐照量不确定的问题,导致热水供应波动严重,对于集热器的技术非常重视,五花八门的过度宣传,三靶干涉膜、航天镀膜、紫金镀膜、梅花管、三高管、三强管等等,其实太阳能集热器的集热的效率差别一般不会超过5%,往往忽略了储热系统及热量的输送环节。
晴天热量过多,春夏秋三季热量过多,冬季、阴雨天热量不足,太阳能的储热能力就变的异常重要,所以储热量要大,保温效果要好,尽量让热水保持在60度以下运行,这样效率高,不易结垢,也可防止管道和电子元件破坏,而非热水器温度越高越好,要看总热量的多少。
热水输送环节最常见的问题是室外管路保温的防护和探头的敷设位置,一般厂家采用空调行业常用的橡塑保温或聚乙烯保温,这种材料在高温时(80-100°)被烫坏,好多由于没有金属外皮的防护,容易吸水而失效,导致系统大量散热,集热循环探头也没有安装在集热器内部,而是敷设在热水口外侧,甚至热水管道上,探头不能监测集热器真实温度,导致集热循环启动滞后,显示偏低,最终导致系统效率变低。
⑵ 市场现存的真空管集热器、热管集热器、U型管集热器、平板集热器,市场宣传口径也不同,各厂家都在王婆卖瓜,其实每种集热器都有不同的优势,他们单从集热能力上来讲相差不了太多,应根据不同的场所、不同使用要求选择适合的产品,不能单独评说优劣,适合的才是最好的。
⑶ 一般国内厂家把太阳能水箱再内置电加热作为独立的一个热源供应系统用户直接使用,从系统的节能性和稳定性来讲,把太阳能热水作为提高冷水温度的初级热源,然后当温度达到用水温度时直接供出,当水温不够时,再进入常规热源补充加热,这样优先使用太阳能,系统变得高效、稳定,北京融华世家小区的太阳能既是这样的系统,太阳能加热后供给小区热力站,然后再输出到用户。