太阳能行业课件：第4章 太阳能热水系统

1、利用太阳能必须要解决好下面四个问题：利用太阳能必须要解决好下面四个问题： u 太阳能的采集太阳能的采集 u 太阳能的转换太阳能的转换 u 太阳能的储存太阳能的储存 u 太阳能的运输太阳能的运输 更是优劣太阳能的重要区分 第第4 4章章 太阳能太阳能热水器热水器 4.1 太阳能热水器简介太阳能热水器简介 4.2 家用家用太阳能热水器太阳能热水器 4.3 太阳太阳热水系统热水系统 4.4 太阳太阳热水器的设计与生产热水器的设计与生产 4.5 太阳太阳热水器的安装与维护热水器的安装与维护 太阳热水器是利用温室原理,将太阳能转变为热能,以达到加热水的 目的的整套装置,通常由太阳集热器、储水箱、支架、控

2、制器和其 他配件组合而成.必要时还要增加辅助热源 水箱 支架 集热器 4.1 太阳能太阳能热水器简介热水器简介 4.1 太阳能太阳能热水器简介热水器简介 优劣分析：优劣分析： 电热水器电热水器 优点：方便、省时、不占空间、安全、热损耗少，家用较多。虽然额定功率较大，但它比 燃气热水器和储水式热水器都要经济很多。它属于短暂性用电器具，即用多少水洗澡就用多少 时间的电，不存在预热问题。 缺点：水温易受出水量影响。出水量越大，温度就越低；反之，出水量越小，温度越高。 燃气式热水器燃气式热水器 优点：价格低、加热快、出水量大、温度稳定。 缺点：必须分室安装且必须由专业人员安装，在使用中易产生有害气体，

3、使用液化石油气 体和人工煤气型易产生轻度油烟。目前市场上的产品，5升以下的已基本淘汰，6升以上的产品 渐成主流，部分产品已经达到910升。 太阳能热水器太阳能热水器 优点：节能、环保、安全。值得注意的是，真空管太阳能热水器的效率高，在夏季晴天的 情况下，用不了多长时间水温就可达到很高。 缺点：若长时间不用水，如出差、旅游时，水箱内长时间处于高温、高压状态，会促进密 封圈的老化，加速聚氨酯的老化（长时间不用可把热水器遮住）。有时排气不通畅、压力太大 还会使水箱胀坏（可以进行控制）。 三大热水器比较三大热水器比较 4.1 太阳能太阳能热水器简介热水器简介 项目( 热水装置类别)真空管太阳热水器燃气

4、热水器电热水器 投资概算3000元1000元1000元 平均寿命15年6年8年 设备成本0.82元/天0.55元/天0.66元/天 运行费用无煤气费约1元/天电费2元/天 日产热水重量冬季160升/40-夏季200升 /40OC 冬季160升/40-夏季200升 /40OC 冬季160升/40-夏季200升 /40OC 每日费用0.82元1.55元2.66元 全年所需总费用300元566元971元 是否会发生人身事故无可能可能 环境污染无有有 优缺点安全,方便,节能费气,有不安全因素费电,不安全因素 三大热水器比较三大热水器比较 4.1 太阳能太阳能热水器简介热水器简介 4.2 家用家用太阳能

5、热水器太阳能热水器 特点特点：集热器和水箱合为一体集热器和水箱合为一体，冷热水的循环和流 动在水箱内部进行，经过闷晒将水加热到一定温度 优点优点：结构简单，造价低廉，易于推广使用 缺点缺点：保温效果差 代表性闷晒太阳热水器代表性闷晒太阳热水器：塑料袋式热水器、池式热 水器、筒式热水器 4.2.1 家用家用闷晒式太阳热水器闷晒式太阳热水器 溢流管溢流管 多筒太阳热水器多筒太阳热水器 透明盖板透明盖板 采用塑料集热筒，盖板材料采用同为塑料的采用塑料集热筒，盖板材料采用同为塑料的 增强聚酯板或聚碳酸酯增强聚酯板或聚碳酸酯 采用金属或不锈钢集热筒，可采用玻璃盖板采用金属或不锈钢集热筒，可采用玻璃盖板

6、4.2.2 家用平板太阳能热水器家用平板太阳能热水器 4.2.3 家用真空管式太阳能热水器家用真空管式太阳能热水器 真空管太阳能热水器简介真空管太阳能热水器简介 真空管工艺及卖点 水箱、支架工艺及卖点 4.2.3 家用真空管式太阳能热水器家用真空管式太阳能热水器 斜拉杆斜拉杆 储水箱储水箱 后支腿后支腿 铁铁 鞋鞋 真空管真空管 底托盒底托盒 桶托桶托 拉 杆拉 杆 / 后支腿后支腿 前支腿前支腿 端盖端盖 防尘圈防尘圈 电加热电加热 全玻璃真空管太阳热水器基本结构图全玻璃真空管太阳热水器基本结构图 4.2.3 家用真空管式太阳能热水器家用真空管式太阳能热水器 太阳光线照射到真空管上，被内管外

7、壁上的选择性吸 收涂层吸收，光能转化为热能。 真空管受阳光照射面温度高，真空管背阳面温度低， 管内的水便产生温差反应，利用热水上浮冷水下沉的 原理，使水产生微循环，水箱内的水被逐步加热，并 通过保温水箱将热能储存起来 4.2.3 家用真空管式太阳能热水器家用真空管式太阳能热水器 工作原理工作原理 水箱水箱 辅功能辅功能 真空管真空管 支架支架 热水器热水器 保热部件保热部件 支撑部件支撑部件 吸热部件吸热部件 4.2.3 家用真空管式太阳能热水器家用真空管式太阳能热水器 真空管真空管太阳太阳热水器的结构热水器的结构 真空集热管真空集热管 保温储水桶保温储水桶 热水器支架热水器支架 智能控制器智

8、能控制器 太阳能基础知识 真空管工艺及卖点真空管工艺及卖点 水箱、支架工艺及卖点 4.2.3 家用真空管式太阳能热水器家用真空管式太阳能热水器 减反层减反层 吸收层吸收层 红外反射层红外反射层 全玻璃真空太阳集热管全玻璃真空太阳集热管 4.2.3 家用真空管式太阳能热水器家用真空管式太阳能热水器 全玻璃真空太阳集热管全玻璃真空太阳集热管 4.2.3 家用真空管式太阳能热水器家用真空管式太阳能热水器 S 7 654321 L d D 11内玻璃管内玻璃管 22太阳选择性吸收涂层太阳选择性吸收涂层 33真空夹层真空夹层 44外玻璃管外玻璃管 55支承件支承件 66吸气剂吸气剂 77吸气镜面吸气镜面

9、 全玻璃真空太阳集热管全玻璃真空太阳集热管 4.2.3 家用真空管式太阳能热水器家用真空管式太阳能热水器 各部件名称解释各部件名称解释: : l 外管：外管：真空管的支撑元件，与内管组成真空夹层 。 l 内管：内管：盛放介质的容器，外壁有太阳选择性吸收 涂层，将太阳的光能转化为热能，与外管形成真 空夹层。 l 选择性吸收涂层：选择性吸收涂层：内管外壁的紫色、深蓝色或黑 色部分，是具有高效的太阳吸收率和低发射率的 表面，它是真空管进行光热转换的介质。太阳光 线经过外管照射到膜层，膜层通过吸收太阳光线 中的可见光和红外线来集聚能量，并将光能转化 成热能，使管内的水温不断升高。 l 吸气剂：吸气剂：

10、是指与弹簧卡子相连的不锈钢钢环上所附着的钡 铝镍成分，真空管底部约50mm的银白色部分是消气镜面， 也叫吸气膜。它是吸气剂在800以上高温状态下蒸散得 到的，消气镜面的作用是为了吸收夹层内残余的空气，以 进一步提高真空度。 l 不锈钢弹簧卡子：不锈钢弹簧卡子：支撑内管自由端，使内管保持真空夹层 的均匀度和内外管之间的同心度，又可固定吸气剂。 l 真空夹层：真空夹层：内管与外管通过熔封后，形成空间，利用真空 机组将夹层中的气体抽出形成一个低于大气压的空间（ P510-4Pa）。其作用在于减少热损失，抗冻保温作用 ，从而大大提高真空管的集热效率。 各部件名称解释各部件名称解释: : 内外管材料：高

11、硼硅内外管材料：高硼硅 3.3 3.3 玻玻 璃璃 特特 性性 ： 具有良好的化学稳定性，抗酸碱水；具有良好的化学稳定性，抗酸碱水； 膨胀系数低膨胀系数低 3.3 3.31010-6 -6K K-1-1 具有良好的热稳定性，能经受具有良好的热稳定性，能经受260260温差温差 的冷热冲击；的冷热冲击； v 具有良好的光学性能，透光率具有良好的光学性能，透光率0.890.89； v 具有良好的机械性能，抗冲击强度大。具有良好的机械性能，抗冲击强度大。 卡卡 子：子： 材料：不锈钢材料：不锈钢 ； 作用：支撑内管自由端；作用：支撑内管自由端； 固定吸气剂。固定吸气剂。 材料：不锈钢药舟、铁柄及药粉

12、组成，材料：不锈钢药舟、铁柄及药粉组成， 药粉成分有药粉成分有 Ba Ba、AlAl、NiNi。 类型：蒸散型吸气剂类型：蒸散型吸气剂 吸气剂：吸气剂： 真空夹层：由内外管组成的真空夹层，具 有保温隔热作用。 选择性吸收涂层：结构为 AlN/AlN-Al(L)/ AlN-Al(H)/Al/ Al-N AlN/AlN-Al(L)/ AlN-Al(H)/Cu/ Al-N AlN/AlN-SS(L)/ AlN-SS(H)/Cu/ Al-N 是在直流磁控溅射下得到的。 吸气膜：是由吸气剂在800 以上温度下 蒸散得到的钡膜。 蒸散吸蒸散吸 气剂气剂 检验检验装箱装箱 罩玻璃罩玻璃 管切齐管切齐 一端烧

13、一端烧 圆头圆头 清洗清洗 烘干烘干 退火退火 内玻璃内玻璃 管切齐管切齐 一端烧一端烧 圆头圆头 退火退火 内玻璃管外表面内玻璃管外表面 沉积太阳选择性沉积太阳选择性 吸收表面吸收表面 清洗清洗 烘干烘干 弹簧卡子弹簧卡子 清洗烘干清洗烘干 点焊点焊 成形成形 装配装配 点焊点焊 吸气剂吸气剂 罩玻璃管、吸热管和罩玻璃管、吸热管和 带吸气剂的卡子组装带吸气剂的卡子组装 装配装配 封离排封离排 气嘴气嘴 真空烘真空烘 烤排气烤排气 环形封口端环形封口端 退火退火 接排接排 气嘴气嘴 全玻璃真空集热管制造工艺流程全玻璃真空集热管制造工艺流程 真空管真空管的好坏直接影响太阳能热水器的使用寿命，消费

14、者的好坏直接影响太阳能热水器的使用寿命，消费者 在选购太阳能热水器时，辨别真空管质量的优劣主要看外观。在选购太阳能热水器时，辨别真空管质量的优劣主要看外观。 优质真空管应当是：优质真空管应当是： 表面光滑干净，没有斑点，而且没有划痕；表面光滑干净，没有斑点，而且没有划痕； 膜层应当是紫色、黑色或蓝黑色，整体色差小。但黑色膜层应当是紫色、黑色或蓝黑色，整体色差小。但黑色 并不一定代表真空管的质量好，因为黑色虽然吸热率高但散热并不一定代表真空管的质量好，因为黑色虽然吸热率高但散热 特别快，同时有的厂家为掩盖杂色，往往把膜层做成纯黑色；特别快，同时有的厂家为掩盖杂色，往往把膜层做成纯黑色； 消气镜面

15、完整光亮；消气镜面完整光亮； 管口处，膜层距管口约管口处，膜层距管口约2cm2cm左右的真空管，为高温真空左右的真空管，为高温真空 管，耐高温、抗衰减性特别强；普通管，这段距离一般在管，耐高温、抗衰减性特别强；普通管，这段距离一般在4cm4cm左左 右；右； 用肉眼看，内管颜色为暗红色或亮银色，说明它的金属用肉眼看，内管颜色为暗红色或亮银色，说明它的金属 底层是铜或不锈钢，这种真空管在严寒条件下也能正常使用。底层是铜或不锈钢，这种真空管在严寒条件下也能正常使用。 如何区分真空管优劣？如何区分真空管优劣？ 太阳能基础知识 真空管工艺及卖点 水箱、支架工艺及卖水箱、支架工艺及卖 点点 内胆内胆保温

16、层保温层 外壳外壳 水箱水箱 喷塑的优点喷塑的优点: : 生产过程对环境无污染，对人体无毒害； 涂层外观质量优异，附着力及机械强度强 耐腐，抗磨，不褪色。 支架的作用：支架的作用： 支撑、美观 金瑜伽水箱结构图金瑜伽水箱结构图 金瑜伽产品运行原理图金瑜伽产品运行原理图 家用系列机在安装方式：家用系列机在安装方式： u 落水式落水式: :是热水器安装在高处，靠水箱是热水器安装在高处，靠水箱 内水的自重供用户使用，用水压力由热水内水的自重供用户使用，用水压力由热水 器安装高度决定。器安装高度决定。 u 顶水式顶水式: :用户用水靠自来水进入热水器，用户用水靠自来水进入热水器， 将热水顶出供用户使用

17、，热水压力不是靠将热水顶出供用户使用，热水压力不是靠 热水器安装高度决定，是靠自来水压力决热水器安装高度决定，是靠自来水压力决 定。也就通常说的承压式热水器。定。也就通常说的承压式热水器。 水箱水箱 排气孔排气孔 溢流管溢流管 信号管信号管 喷头喷头 冷水阀冷水阀 热水阀热水阀 上水阀上水阀 自来水自来水 落水式安落水式安 装示意图装示意图 控制仪 水箱水箱 溢流管溢流管 热水热水 开关开关 补水补水 阀阀 自来水自来水 用水点用水点 温度传感温度传感 器器落水式安落水式安 装示意图装示意图 热管真空管热管真空管太阳热水器太阳热水器 热管真空管热管真空管太阳热水器太阳热水器 4.3.1 自然循

18、环自然循环太阳热水太阳热水 系统系统 依靠集热器和蓄水箱中依靠集热器和蓄水箱中 水温不同产生的密度差水温不同产生的密度差 进行温差循环进行温差循环 优点：结构简单，不需 水泵 缺点：水箱必须在集热 器上方，安装施工困难 4.3 太阳热水系统太阳热水系统 4.3.2 强制强制循环太阳热水系统循环太阳热水系统 温差控制温差控制 光电控制光电控制 定时器控制定时器控制 4.3 太阳热水系统太阳热水系统 1、温差、温差控制强制循环系统控制强制循环系统 集热器出口端水温和集热器出口端水温和 水箱下部水温的预定水箱下部水温的预定 温度差控制循环泵温度差控制循环泵 由太阳光电池产生的由太阳光电池产生的 电能

19、控制系统运行电能控制系统运行 2、光电、光电控制强制循环系统控制强制循环系统 3、定时器、定时器控制强制控制强制循环系统循环系统 太阳能和辅助能源热水系统太阳能和辅助能源热水系统 4.3 太阳能热水器的设计与生产太阳能热水器的设计与生产 水箱水箱 辅功能辅功能 真空管真空管 支架支架 热水器热水器 保热部件保热部件 支撑部件支撑部件 吸热部件吸热部件 4.3.2 太阳能热水器工艺流程太阳能热水器工艺流程 一体式太阳能热水器的工艺流程分为五部分 1、焊接 2、试压 3、喷粉 4、发泡 5、总装 焊接： 溢水管焊接排气管焊接进出水管焊接 内胆中桶滚筋 内胆中桶直缝焊接 内胆封头点焊内胆左右封头焊接

20、内胆支架点焊 内胆中桶翻边 自动氩弧焊 自动氩弧焊点焊 翻边的作用是为 了让水箱和封头 更好的配合 内胆滚筋的作用 是加强内胆的机 械强度 内胆成型的过程： 1.冲压前：冲压前：内胆冲压时先用气嘴吹掉板料表面的杂质 2.冲压：冲压：外壳、内胆冲压就是对板材打孔 3.丝印（外壳）：丝印（外壳）：用油墨印刷，再通过紫外线高温烘干后对外壳折弯 4.外壳卷筒：外壳卷筒：对折弯的部分用压力进行压合，形成桶形外壳，还要在桶口处点焊 5.法兰焊接：法兰焊接：法兰口是装电加热的地方。法兰、水管焊焊接后要对其焊点进行气检 6.内胆中桶直缝焊接：内胆中桶直缝焊接：先将板料用定位固定住，再用氩弧焊焊接成形，焊接完毕

21、后 再用酸洗液和水对焊缝进行清洗。 试压： 安装溢水管 口、进出水 口和排气口 丝堵 安装真空管 安装孔堵头 试压干燥 合格 根据不合格位置标示进行返修 返修后重新检测 不合格 每个水箱都要经过严格的 检验，并且合格试压后都 会在水箱上写上英文的大 写字母“P” 喷粉： 端盖挂件 前处理 喷粉、固化摘件发泡 返修 合格 不合格 喷粉前处理的工序： 挂件清洗、水洗、预脱脂、脱脂、酸化、磷化 我们的喷粉厚度达到65微米，在190 摄氏度的情况下固化15分钟，机械 强度高、耐腐蚀性强。 发泡： 安装溢流 管口、进 出水管口、 排气管口 堵头 注料 上发泡工 装、安装 上端盖 水箱放置， 发泡料固 化

22、 拆集热器 堵头 拆溢流管、 进出水管、 排气管堵 头 内胆固定 支架与托 架预装 内胆密封 圈预装 外壳端盖 预装 外桶和内 胆安装 安装集热 管堵头 设备初始 化状态检 查 拆内胆密 封圈，清 理 清溢料发泡检验 带电加热和不带 电加热的安装步 骤是不同的 白料黑料比例 是1：1.05 超细微孔整体发泡技术超细微孔整体发泡技术 海尔保温层采用聚氨酯超细微孔整体发泡技术，全方位保温，保温层致海尔保温层采用聚氨酯超细微孔整体发泡技术，全方位保温，保温层致 密，最厚处达到密，最厚处达到80mm80mm，保温效果好，保温效果好，2424小时保温能耗系数为小时保温能耗系数为0.60.6，达到，达到

23、国家国家A A级标准。级标准。 其他品牌：非整体发泡技术，保温层薄，甚至个别地方没有保温层覆盖，其他品牌：非整体发泡技术，保温层薄，甚至个别地方没有保温层覆盖， 保温性能差保温性能差。 溢流管总 成安装 总装： 进出水管 总成安装 排气管总 成安装 贴溢流 口标识 贴名牌 吸尘器整 机检验 安装内胆 密封圈 整机清洁水箱套塑 料袋 包装箱预 装（放下 部垫层） 整机放到 包装箱中 放置上部 垫层 风箱扫描 打包 堆码入库 电气性能检测：接地、绝缘、耐压、泄露、功率 通气孔、溢流管都是不 锈钢管，通气管下部带 弧，溢流管下部是平的， 且比通气孔短！ 产品拓展号支架形 式 整机配 置 标称容 积

24、传热类 型 系统类 型 连接类 型 集热部件 类型 产品系 列 为加强产品管理和规范产品命名，便于理解和拓展，结合一体式太阳热水器产品特征，统一产品命名规则 ，命名规则如下： 一一整机：整机： 根据国标GB/T-19141-2003标准基础上，同时结合产品系列特征，规定如下： 第一部分+第二部分+第三部分+第四部分+第五部分+第六部分+第七部分+第八部分+第九部分 表1 太阳热水器整机命名标记含义 第一部分 第二部 分 第三部 分 第四部 分 第五部 分 第六部分 第七部 分 第八部 分 第九部 分 P:平板 Q:全玻璃 真空管 B:玻璃 金属真空 管 M:闷晒 B:水在 玻璃管 内 J:水在

25、金 属管内 R:热管 J:紧凑 F:分离 M:闷晒 1:直接 2:间接 储热水 箱标称 水量 X：祥韵系 列 A：奥韵系 列 C：彩韵系 列 D:电加 热 W:无电 加热 P:平置 W:屋脊 T:通用 拓展产 品号 举例：举例： QBJ1-130-ADT表示水在玻璃管内一次循环的紧凑式太阳热水器、表示水在玻璃管内一次循环的紧凑式太阳热水器、130L、奥韵系列、带电加热通用支架。、奥韵系列、带电加热通用支架。 水箱： 水箱的命名以整机命名为基础去掉支架形式部分。 举例： 内销产品：QBJ1-130-ADT表示水在玻璃管内一次循环的紧凑式太阳热水器、130L、奥韵系列、带电加 热通用支架。对应水箱型号为QBJ1-130-AD水箱； 支架： 水箱的命名以整机命名为基础去掉水箱电加热部分。 举例： 内销产品：QBJ1-130-ADT表示水在玻璃管内一次循环的紧凑式太阳热水器、130L、奥韵系列、带电加 热通用支架。对应支架型号为QBJ1-130-AT支架； 真空管： 根据国家标