文丨趙順龍 戴珍貴 黎 琦 楊長(zhǎng)銘

21世紀(jì)新能源——太陽(yáng)能，逐步地被廣泛利用，太陽(yáng)熱水器以其安全、節(jié)能、用量大、用途廣、使用方便等優(yōu)點(diǎn)日益得到了廣大消費(fèi)者的青睞。然而，太陽(yáng)熱水器在冬季使用的問題日益突出，一直困擾著消費(fèi)者。

日前，北京、天津、河北、山西、上海、河南、重慶、香港、澳門、大連、廈門、青島、深圳、沈陽(yáng)、長(zhǎng)春、哈爾濱、南京、杭州、濟(jì)南、武漢、廣州、成都、西安、昆明等24 個(gè)省市的消費(fèi)者協(xié)會(huì)(消委會(huì)、消保委)及中國(guó)消費(fèi)者報(bào)共25 家消費(fèi)維權(quán)單位聯(lián)合開展了太陽(yáng)能熱水器使用狀況調(diào)查，結(jié)果顯示，四成多太陽(yáng)能熱水器在低溫環(huán)境下難以工作。其中，40.87%的在用太陽(yáng)能熱水器一到冬天就罷工，即便仍可使用，也只有35.9%的產(chǎn)品“好用且熱水充足”，另外29.4%的產(chǎn)品要“經(jīng)常使用電加熱”、25.2%的產(chǎn)品只是“有溫水，勉強(qiáng)可以用”、9.5%的產(chǎn)品因?yàn)槭褂眯Ч疃昂苌偈褂谩薄?/p>

針對(duì)該情況，本課題組在北京、天津、石家莊 、武漢、荊州等地開展了“關(guān)于太陽(yáng)能熱水器冬季使用問題的調(diào)查研究”，并同時(shí)開展了面向全國(guó)消費(fèi)者的網(wǎng)絡(luò)投票調(diào)查。結(jié)果顯示導(dǎo)致太陽(yáng)能熱水器冬季使用不便的主要原因有：

下管道阻塞或凍裂；

不能即開即用熱水；

即熱效果差，水溫低

使用壽命短

各因素比例圖如下：

由此可見，太陽(yáng)能熱水器管道的阻塞或凍列以及不能即開即用熱水的困擾消費(fèi)者的主要因素。目前，太陽(yáng)能熱水器管道的防凍主要措施有：加熱防凍、循環(huán)管道防凍、防凍液防凍、排空防凍等。雖然他們能解決部分防凍問題，但有的措施需要?jiǎng)恿?，有的措施操作?shí)施不便，成本高，同時(shí)還額外消耗大量能源，都不夠完善。簡(jiǎn)介如下：

加熱防凍即伴熱帶防凍

自限溫電伴熱帶是用PTC材料制成，其特性是隨溫度的升高電阻也會(huì)相應(yīng)升高，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定溫度時(shí)，電阻會(huì)足夠大，PTC材料幾乎處于斷路狀態(tài)，沒有電流通過。目前電伴熱帶是北方地區(qū)管路防凍的最常用的方法，實(shí)際使用中伴熱帶單根使用長(zhǎng)度不能超過規(guī)定值、電源線容量選擇要符合規(guī)范要求、電源線和伴熱帶接頭要符合相應(yīng)規(guī)范、需防凍管路通徑和伴熱帶功率匹配要合適、伴熱帶保溫系統(tǒng)要加裝漏電保護(hù)插頭或設(shè)置保險(xiǎn)熔斷器等要求嚴(yán)格，安裝繁瑣，且額外消耗電能，安裝和使用成本高。

管道循環(huán)防凍

管道循環(huán)防凍適用于一次集熱循環(huán)系統(tǒng)和帶管道循環(huán)的用水系統(tǒng)，分為機(jī)械動(dòng)力循環(huán)和滴水循環(huán)防凍。

1.機(jī)械動(dòng)力循環(huán)。

在管道上設(shè)置一測(cè)溫點(diǎn)，當(dāng)該點(diǎn)溫度低于設(shè)定值時(shí)，循環(huán)泵啟動(dòng)，防凍循環(huán)開始運(yùn)行，溫度升高到設(shè)定值時(shí)循環(huán)泵停止運(yùn)行（一般啟動(dòng)溫度設(shè)定為5℃，停止溫度設(shè)定為10℃），但該裝置成本高，耗電量大。

2.滴水循環(huán)防凍。

當(dāng)氣溫降到一定溫度時(shí)，用完熱水后，將水箱上滿水，此后打開熱水閥，使其慢慢滴水，以保持管道內(nèi)水的流動(dòng)，滴水速度要根據(jù)當(dāng)?shù)刈畹蜏囟群退鋬?nèi)儲(chǔ)水溫度決定（一般靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)置）。此方法效果明顯、不需要增加投資和改動(dòng)設(shè)備，但以浪費(fèi)水資源為代價(jià)。

防凍液防凍

防凍液一般作為分體二次系統(tǒng)集熱循環(huán)管路內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)，可有效解決冬季結(jié)凍問題。但注意防凍液的使用冰點(diǎn)溫度（濃度配比）、使用過程中要定期檢測(cè)液體的冰點(diǎn)溫度、色澤、損耗量以及對(duì)管路的腐蝕性，一旦泄漏對(duì)人造成傷害。

管路排空防凍。

1.機(jī)械排空

（1）簡(jiǎn)單的機(jī)械式排空方式

在出水管路上改變管路走向增加排空管路，在室內(nèi)用球閥控制排空，上水時(shí)關(guān)閉室內(nèi)的球閥上水過程中水流會(huì)封閉排空管路中的氣體使排空管路中無(wú)水進(jìn)入，當(dāng)儲(chǔ)水箱內(nèi)的水滿后打開排空閥門上下管路內(nèi)的水與大氣導(dǎo)通而排出，還有采用其他方案如在排空系統(tǒng)中增加多種部件但大多是在現(xiàn)有熱水器產(chǎn)品基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝使得實(shí)際生產(chǎn)工藝繁瑣或者不適宜工業(yè)化生產(chǎn)。

（2）電動(dòng)排空方式

電動(dòng)排空方式采用電機(jī)的動(dòng)力輸出，經(jīng)過變速裝置達(dá)到三通的效果，市場(chǎng)上比較常見的有兩種:

一種是采用電動(dòng)三通球閥,通過變速裝置中的限位精確地控制旋轉(zhuǎn)的角度旋轉(zhuǎn)帶有交叉孔的球?qū)崿F(xiàn)二位三通?，F(xiàn)在很多太陽(yáng)能企業(yè)采用電動(dòng)三通閥實(shí)現(xiàn)排空此類電動(dòng)三通閥在長(zhǎng)時(shí)間的冷熱沖擊和摩擦下球體與密封體之間的間隙會(huì)逐漸增大最終會(huì)導(dǎo)致密封失效。

另一種是電動(dòng)二位三通閥，在三通的兩個(gè)端口上安置一個(gè)橡膠關(guān)閉件, 利用旋轉(zhuǎn)關(guān)閉其中的兩個(gè)孔實(shí)現(xiàn)二位三通。這類閥由于啟閉三通的關(guān)閉件需要的力矩較大電機(jī)輸出扭矩也非常大一般采用AC220V 的電動(dòng)機(jī)啟閉件在長(zhǎng)期使用過程中由于老化與受力的影響密封會(huì)出現(xiàn)問題造成失效。

2.自然排空

自然排空即采用排空閥技術(shù)，在熱水器出口安裝一臺(tái)排空設(shè)備(一般用電動(dòng)三通閥)，在用水處安裝一臺(tái)排空控制器，每次使用熱水后，按下自動(dòng)排空按鈕，排凈管道積水，下次用水時(shí)按下用水按鈕，流出熱水。但其缺點(diǎn)是壽命短，使用受限。

綜上所述，太陽(yáng)能熱水器冬季使用問題突出，且市場(chǎng)上缺少不但安裝簡(jiǎn)單、操作方便，而且成本低、壽命長(zhǎng)的裝置，有待新裝置的研發(fā)。