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    家用太陽能熱水器介紹
信息來源:www.jvtvcd.icu  文章作者:太陽能熱水器 
家用太陽能熱水器介紹
 
     家用太陽能熱水器主要由吸熱“心臟”-真空管和保溫性能優越的保溫保溫以及抗風防腐的太陽能支架以及相關的管路管件組成。下面,太陽能熱水器廠家-上海鎂雙蓮太陽能熱水器有限公司將太陽能熱水器的主機部件及管道部作詳細的介紹,也就是家用太陽能熱水器的介紹:
     一、真空管:真空管是太陽能熱水器的吸熱“心臟”,而真空管的吸熱“心臟”則是選擇性吸收涂層。那么什么是真空管?由哪幾部分組成?真空管在太陽能熱水器熱水系統中有什么重要性?詳解如下:
     (1)什么是真空管?真空管在太陽能熱水器中有什么重要性?
     真空管,全名叫真空太陽能集熱管,包括全玻璃真空太陽能集熱管和玻璃-金屬真空太陽能集熱管。我們這里講的真空管,指的是全玻璃真空太陽能集熱管。目前,真空管主要用于太陽能熱水器。
     真空管是太陽能熱水器產生熱水的能量之源,也是太陽能熱水器的核心技術所在,是太陽能熱水器的關鍵部件,就像人的心臟一樣。所以,真空管被稱作是太陽能熱水器的“心臟”。真空管在太陽能熱水器中所起的作用,就像發動機在汽車中的作用一樣重要。(由此也可以看出,誰掌握了最先進的真空管技術,誰就能制造出性能最優良的太陽能熱水器。
     (2)太陽能真空管由哪幾部分構成?各部分的基本功能是怎樣的?
     太陽能真空管為全玻璃同軸雙層圓管結構,主要由三大部分構成:外玻璃管(外管)、真空夾層和內玻璃管(內管)。
     內管用于容水。內管外壁的黑色部分是選擇性吸收涂層,即膜層,是真空管進行光熱轉換的介質。太陽光線經外管照射到膜層,膜層通過吸收太陽光線中的可見光和近紅外線來集聚能量,并將光能轉化為熱能,使內管里的水溫不斷升高。外管與內管之間是真空夾層,其作用在于減少熱損失,起保溫作用,從而大大提高集熱效率。
     不銹鋼彈簧卡子,既用來支撐內管自由端,又可固定吸氣劑。吸氣劑,指在真空管底部,與彈簧卡子相連的不銹鋼鋼環上所附著的鋇鋁鎳成份,用于蒸散、吸收夾層內排氣后殘余的空氣,以進一步提高真空度。
     真空管尾部約50㎜的銀白色部分是消氣鏡面,也叫吸氣膜。它是吸氣劑在800 ℃以上高溫狀態下蒸散得到的。消氣鏡面的作用是為了吸收真空夾層內殘余的空氣,以進一步提高真空度。太陽能在使用中,如果真空管的消氣鏡面消失,說明真空夾層內進入了大量空氣,真空管就不能正常工作了。
     (3)真空管的集熱原理是什么?
     太陽能真空管的集熱原理是,靠內管外壁上的選擇性吸收涂層,吸收波長為0.3~1.3um的太陽光線(主要是可見光和近紅外線)來集聚光能,從而將光能轉化為熱能,并由真空夾層保溫隔熱,降低熱損失。
     由此看來,選擇性吸收涂層對于太陽能真空管非常重要。真空管的優劣,就主要體現在選擇性吸收涂層的優劣上。吸收比越高、發射比越低的選擇性吸收涂層,說明太陽能真空管的性能越好。
     選擇性吸收涂層:在太陽光譜范圍內,具有較高的太陽吸收比和較低的發射比的涂層表面,就是太陽選擇性吸收涂層,或叫表面,也叫膜系,又稱為黑鏡或黑膜。理想的吸收表面應當是黑色的,但黑色并不一定表示吸收表面的熱性能最好,實際的吸收表面往往是黑里偏藍或偏黃、偏紫。
    選擇性吸收:指有選擇性地吸收太陽光譜中能量較強的可見光和近紅外線部分。
     吸收比:指選擇性吸收涂層能吸收太陽光能的多少。
     發射比:指選擇性吸收涂層未能吸收而發射出去的熱輻射的多少。
     (4)選擇性吸收涂層主要有哪兩種類型?它在真空管中有什么重要性?
     選擇性吸收涂層主要有漸變選擇性吸收涂層和干涉-吸收型選擇性吸收涂層兩種,即漸變膜和干涉膜:
     A、漸變膜,是目前多數廠家所采用的一種低檔膜。
     B、干涉膜,是當前全球技術水平最高、吸收效果最好的真空管膜系。
     選擇性吸收涂層是太陽能真空管的能量之源,選擇性吸收涂層的優劣,直接決定著太陽能真空管質量的高低。
     (5)簡述真空管的工藝流程,鍍膜工藝:
     太陽能真空管制造工藝,主要包括六大工序——
     1、燈工:(對內、外管的加工)切齊→圓底→接排氣管→退火去應力→檢漏
     2、清洗:用純凈水離子清洗完后,在烘干爐內烘干。
     3、鍍膜:一般采用磁控濺射工藝,通過輝光放電(一種物理現象),使帶正電的氣體離子轟擊金屬靶,濺射出金屬原子和原子團,并在內管外表面沉積成膜層。鍍膜的技術和工藝,直接決定著真空管的質量。
濺射:在鍍膜時,用氣體正離子轟擊金屬靶,從金屬靶表面飛濺出原子、原子團的現象,就是濺射。靶:能濺射出原子和原子團的柱狀金屬體,就是靶。
     4、封口:在高溫狀態下,將內、外管環形焊接起來。
     5、排氣:在400℃高溫下將夾層內空氣,經40分鐘的時間抽成真空,并封離排氣管。
     6、蒸散吸氣劑:為進一步提高真空度,使吸氣劑在高溫狀態下蒸散,形成消氣鏡面。
     (6)、真空管的發展歷程——
     1、長度:由最初的1.2米發展到現在的1.3米、1.5米、1.6米、1.8米、1.9米、2.0 米。在相同光照條件下,同等容量的太陽能熱水器,太陽能真空管長度越長,所需的支數越少,太陽能真空管的整體熱損就越少,那么,相同集熱面積內的得熱量就越高。
      2、膜系:目前的膜系主要有兩種,單靶漸變膜和單、雙、三靶干涉膜。前者濺射系統構造簡單,靶材料利用率高,但集熱效率低;后者集熱效率高,但濺射系統構造復雜,靶材料利用率低。
     多數太陽能熱水器廠家考慮到利潤問題,也苦于掌握不了先進的干涉鍍膜技術,(況且干涉鍍膜 工藝復雜,工藝控制要求非常嚴格。)因此只能采用成本低、但集熱效率也低的單靶漸變技術。(單靶指鋁靶,雙靶指鋁靶和銅靶,三靶指鋁靶、銅靶和不銹鋼靶。)
     (7)、選購時,怎樣辨別真空管質量優劣?
     消費者在選購太陽能熱水器時,辨別真空管質量優劣,主要是看外觀。
優質真空管應當是:
     A、表面光滑干凈,沒有斑點,而且沒有劃痕(劃痕太多,會影響集熱效率和美觀);
     B、膜層應當是黑色或藍黑色,整體色差小。但黑色并不一定表明真空管質量好,因為有的太陽能廠家為掩蓋雜色,往往把膜層做成純黑色。況且黑色也有可能發射率高,在高溫狀態下,發射率會大大增加。實際上,真空管在顏色上存在一定的誤差,是不可避免的,這并不影響真空管的集熱效率。
     C、消氣鏡面完整光亮;
     D、用肉眼看,內管顏色為暗紅色,表明它的金屬底層是銅,這種真空管在嚴寒條件下也能正常工作,-30℃照常出熱水。
     優質真空管一般使用15年以上,直接關系到太陽能熱水器的整體壽命。因而真空管的認真挑選,應是選購太陽能熱水器的核心問題,在現在多數太陽能熱水器廠家技術水平還不太高的情況下,消費者更應仔細鑒別。
     二、太陽能水箱發泡:聚氨酯
     (1)、聚氨酯基本知識
     聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱,符號“PU”。聚氨酯是由二元或多元異氰酸酯與多元醇化合物相互作用制得。
     聚氨酯特點:高強度、耐磨、耐溶劑、耐低溫。
     聚氨酯應用:塑料、橡膠、纖維、涂料、粘合劑、人造革。
     (2)、聚氨酯構成:異氰酸酯(進口牌號)
     (3)、聚氨酯泡沫生成:組合聚醚+異氰酸酯→聚氨酯,俗稱:白料+黑料→發泡料。
     (4)、常用指標:導熱率 ≤0.02W/m K 密度 30~40㎏閉孔率 ≥90% 
    (5)、常見泡沫體缺陷
     收縮:原料配比不當。
     穿孔:混合時卷入空氣。
     開裂:內外溫差大。
     三、太陽能熱水器水箱內膽的選材、焊接
     1、選材:
     太陽能熱水器水箱材料應具備足夠的強度及使用耐久性,諸如抗氧化能力以及常年在溫水環境下運行的抗腐蝕能力。此外,金屬材料要具備優良的焊接性,使水箱易于制造。
    不銹鋼是近代各國太陽能水箱普遍采用的材料。不銹鋼具備優良的強度、塑性、耐腐蝕性及焊接性,用薄不銹鋼板焊成的太陽能水箱既輕又強,在一體化的承壓及非承壓太陽能熱水器中普遍采用。
    不銹鋼品種很多,對不銹鋼牌號的選擇要綜合考慮強度、塑性、焊接性、經濟性特別是在含氯離子水中的抗腐蝕性。廣泛用于化工、食品工業、廚房設備的304不銹鋼屬奧氏體不銹鋼,強度、塑性優良,焊接性好。目前在我國非承壓式水箱大多用304不銹鋼制作。
     304不銹鋼在氧化性酸介質中耐腐蝕能力強,但在含氯離子水中容易產生點腐蝕及應力腐蝕。鋼中含鉻量≥12%時,由于氧化性活潑的鉻在鋼的表面迅速與氧形成致密、堅固的富氧鈍化膜(Cr2O3),有效地隔離了氧的進一步侵入。因而在空氣中或氧化性酸(如硝酸)中,這一類鋼抗均勻腐蝕性能好,不生銹,故稱之為不銹鋼。但在水中,尤其在含Cl-濃度較高的的水中,由于Cl-離子可在某些局部部位對Cr2O3鈍化膜起破壞作用,導致發生局部腐蝕。與均勻腐蝕(化學腐蝕)相比,局部腐蝕(電化學腐蝕)速度要快的多,危險性也大的多,往往導致泄漏失效。
     而在含Cl-的水介質之中,不銹鋼最易發生腐蝕的薄弱環節是焊接區,由于該區經受過高溫加熱,組織及性能有劣化,抗腐蝕性能也降低。因而水箱的使用壽命主要取決于水箱薄弱環節處(焊接區)是否發生晶界腐蝕、應力腐蝕及點(縫隙)腐蝕一類局部腐蝕。試驗研究表明,當水中含Cl-離子的濃度較高時,縫隙(點)腐蝕是水箱中最常發生的腐蝕形式。
     304不銹鋼對鹵族元素陰離子特別是對Cl-離子敏感,水中Cl-濃度越大,點蝕臨界電位越低,越易于發生點腐蝕。而縫隙腐蝕的臨界電位比點蝕更低,當有窄縫存在時縫隙腐蝕更易于發生,腐蝕速度更快。因而有效地防止點(縫隙)腐蝕是提高太陽能水箱使用壽命的關鍵。
     2、焊接:
    不銹鋼焊接極為關鍵,容易產生晶間腐蝕,我公司采取窄焊縫自動氬弧焊接縮短敏化溫度區(450℃—850℃)滯留時間;用水強制焊接區快速冷卻措施,防止不銹鋼焊接產生晶間腐蝕。
     3、以下供參考:
     對304不銹鋼焊接時如操作工藝不當會出現晶間腐蝕及熱裂紋等缺陷。
奧氏體不銹鋼焊接注意事項:
     (1)采用盡量快的焊接速度,減少焊道高溫的持續時間,以提高抗晶間腐蝕和熱裂紋的能力。
     (2)多層焊時,待焊層冷卻后(600),再焊下一道。
     (3)采用小的線能量,相同條件時電流比普通鋼要小10~20%,避免橫向擺動。
     (4)采用脈沖焊接有利于減少接頭過熱,可改善耐蝕性和抗裂性。
     (5)焊接結束或中斷時收弧要慢,弧坑要填滿,可防止火口裂紋。
     (6)填充焊時,填充焊絲應偏向電弧快速抽出,以免與熔池邊緣粘連。
     (7)其它:焊縫表面應光潔,無凹凸不平現象,殘渣徹底除凈。禁止隨意亂打弧,避免飛濺。注意接頭背面的氣體保護,以保證背面成形并防止氧化。
     四、太陽能熱水器外殼鋅彩板
     (1)鋅彩板結構和特點
     A、結構:基材、鍍層、噴塑涂層三部分結構
     B、結構特點:通過使用材料表面強化技術,在金屬表面被覆與基體材料不同的膜層形成耐磨膜、抗蝕膜,從而取得基材很難具備的性能,比如說降低基材導電性、抗氧化腐蝕性等。
     基材:冷軋薄鋼板。
     電鍍層:鍍鋅層。
     涂層:抗紫外線粉末涂料。
     加工工藝:無塵靜電噴涂、高溫固化。
     (2)、高溫無塵靜電抗紫外線涂層的作用:
     A、防護作用
     噴涂涂膜本身耐酸、耐堿、耐水、耐油,并可隔離水分、氧氣和各種腐蝕性介質。
     這是鋅彩板的最重要作用,它能真正實現太陽能水箱、支架在戶外惡劣環境下工作十年以上。
     B、裝飾作用
     裝飾美觀與色彩運用自古以來就與美化產品和周圍生活環境有密切關系。涂層可切實提高產品的使用價值和壽命同時給人以美的享受。符合環境發展需要。
     C、特殊作用:降低電導率,提高太陽能熱水器的安全性。
     D、太陽能支架造型多樣且承重好,抗風抗雪抗雹能力比不銹鋼產品提高好幾倍。
     E、是未來太陽能熱水器外在工藝技術發展的大趨勢和方向。
     五、太陽能熱水器支架:
     現在市面上太陽能熱水器支架就兩種,鋁合金太陽能支架和碳鋼噴塑太陽能支架,碳鋼太陽能支架可以做各種造型,鋁合金型材只能做桿式結構的太陽能支架。相對來說我還是喜歡鋁合金的支架,經久耐用。還有就是不銹鋼支架,一般采用430不銹鋼,(俗稱不銹鐵)是鐵素體不銹鋼,在潮濕的環境下表面會有銹斑,但不會影響結構強度,性能比碳鋼的好,由于價格沒有優勢,現在用的不多。
     六、太陽能熱水管道連接
  太陽能熱水器是將冷水先進入蓄熱水箱,然后通過集熱器將熱量輸送到保溫水箱。蓄熱水箱與室內冷、熱水管路相連,使整套系統形成一個閉合的環路。設計合理、連接正確的太陽能管道對太陽能系統是否能達到最佳工作狀態至關重要。太陽能管道必須做保溫處理,北方寒冷地區需要在管道外壁鋪設伴熱帶,以保證用戶在寒冷冬季也能用上太陽能熱水。
     七、太陽能控制部件
  一般家用太陽能熱水器需要自動或半自動運行,控制系統是不可少的,常用的控制器是自動上水、水滿斷水并顯示水溫和水位,帶電輔助加熱的太陽能熱水器還有漏電保護、防干燒等功能。目前市場上有手機短信控制的智能化太陽能熱水器,具有水位水位查詢、故障報警、啟動上水、關閉上水、啟動電加熱等功能,方便了用戶。
     以上關于真空管、水箱、支架、管道及控制部件方面介紹,就是家用太陽能熱水器的介紹。如果您還想了解更詳細的技術方面的問題,請致電太陽能熱水器廠家-上海鎂雙蓮太陽能熱水器有限公司www.jvtvcd.icu,我們將竭誠為您提供技術支持及高質量的產品和服務!
 
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