分析農(nóng)村太陽(yáng)能熱水器應(yīng)用技術(shù)方案

摘要：太陽(yáng)能熱水器因使用方便、操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)節(jié)能等特點(diǎn)，在農(nóng)村得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。但是很多農(nóng)村存在自來(lái)水水壓不穩(wěn)定、定時(shí)供水、沒(méi)有自來(lái)水等問(wèn)題，給老百姓使用太陽(yáng)能熱水器造成諸多不便。為此，本文分析適用于農(nóng)村地區(qū)的太陽(yáng)能熱水器應(yīng)用技術(shù)方案。 　　1太陽(yáng)能側(cè)置式自動(dòng)補(bǔ)水方案 　　對(duì)于沒(méi)有自來(lái)水的用戶，冷水供應(yīng)需通過(guò)增壓泵將水井的地下水輸送到屋頂水塔，再供給太陽(yáng)能熱水器，由于水塔比熱水器高，需要使用浮球箱。常見(jiàn)的浮球箱安裝在水箱上部，從水箱頂部進(jìn)水，在熱水器運(yùn)行過(guò)程中，浮球箱溫度很高，易生成水垢，加快老化，出現(xiàn)密封不嚴(yán)而漏水。為此，我們研發(fā)出側(cè)置式自動(dòng)補(bǔ)水方案。如圖1。 　　該方案有兩種補(bǔ)水裝置： 　　一是側(cè)置式浮球箱。安裝在水箱側(cè)面，浮球箱冷水進(jìn)口接自來(lái)水、水塔等供水管路，浮球箱出水口與水箱下部的補(bǔ)水口連接，從水箱下部進(jìn)水，避免浮球箱出現(xiàn)高溫。用戶用水時(shí)，根據(jù)連通器原理，補(bǔ)水箱內(nèi)的水位下降，補(bǔ)水箱同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水。 　　為防止混水，在補(bǔ)水口處安裝防混水管，同時(shí)將熱水出口設(shè)計(jì)在水箱另一側(cè)，出水口高度可在水箱直徑的1/3~1/2 處，保證熱水能夠足量放出。為美觀方便，浮球箱可設(shè)計(jì)為方形扁盒式，可牢固安裝在水箱側(cè)端蓋上。 　　二是自動(dòng)止水閥。這是新型管道壓差式補(bǔ)水裝置，僅有拳頭大小，方便安裝。止水閥冷水進(jìn)口接自來(lái)水或水塔，出水口接水箱上部的補(bǔ)水口，水位監(jiān)測(cè)口接水箱下部的進(jìn)水口。其工作原理是：自動(dòng)止水閥閥體內(nèi)腔分為兩個(gè)腔體，主腔體正常通水，副腔體設(shè)有進(jìn)水口、泄壓口。 　　補(bǔ)水時(shí)冷水經(jīng)自動(dòng)止水閥從水箱上部補(bǔ)水口進(jìn)入水箱，水箱滿水時(shí)，水位到達(dá)止水閥內(nèi)，浮子浮起，將泄壓口堵住，腔體內(nèi)形成壓力差，推動(dòng)橡膠閥將主腔體封住，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)止水、補(bǔ)水。用水時(shí)，當(dāng)熱水出口閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，熱水流出，水箱水位下降，止水閥內(nèi)浮子隨水位下降，將泄壓口打開(kāi)，主副腔壓力差消失，在水壓作用下實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水。 　　該方案優(yōu)點(diǎn)是止水閥整合了電磁閥及浮球閥優(yōu)點(diǎn)，靠主腔體和副腔體壓差實(shí)現(xiàn)密封止水，不需要任何電能和控制裝置。止水閥體積小，方便安裝和維護(hù)，不受水壓、水溫影響，使用范圍廣，性能可靠。 　　側(cè)置式自動(dòng)補(bǔ)水方案，在不使用水溫水位控制儀表時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)水，保證太陽(yáng)能熱水器冷水補(bǔ)充，同時(shí)通過(guò)對(duì)補(bǔ)水位置結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使補(bǔ)水裝置內(nèi)水溫保持在較低溫度，延長(zhǎng)其使用壽命，且成本低，適合農(nóng)村地區(qū)用戶選擇。 　　2太陽(yáng)能電機(jī)齒輪自動(dòng)排空方案 　　目前太陽(yáng)能熱水器管道排空方式，有機(jī)械式、電磁式、電動(dòng)式。但由于各種不足，沒(méi)得到推廣應(yīng)用。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪實(shí)現(xiàn)管道排空的裝置。如圖2。 　　該裝置采用電機(jī)帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)桿上端與絲管形成斷面密封，插入熱水器水箱進(jìn)出水口，在水箱內(nèi)部實(shí)現(xiàn)進(jìn)水和排空，避免排空閥本身存水被凍堵。排空裝置齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與水路分離，既保證電動(dòng)機(jī)電器使用安全，還保證水不會(huì)與齒輪軸潤(rùn)滑油接觸而影響潤(rùn)滑。排空裝置上設(shè)計(jì)有磁化除垢器，有效防止管路因結(jié)垢出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。 　　采用排空專用水溫水位控制器，能夠提供自動(dòng)上水、自動(dòng)排空、智能電輔助加熱和智能保護(hù)等多種功能。進(jìn)出水管路上設(shè)有用于感應(yīng)管路溫度的感溫元件和用于自動(dòng)排水排空閥，如溫度低于控制器設(shè)置溫度，排空閥工作，排水電磁閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排空管道內(nèi)部水。為避免因停電帶來(lái)的管路無(wú)法排空，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為當(dāng)停電或切斷電源時(shí)，控制器自動(dòng)實(shí)現(xiàn)排空以避免管路存水凍堵。當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，可正常使用熱水。圖3 為排空閥工作的三種狀態(tài)。 　　使用該防凍閥，可在很大程度上解決農(nóng)村冬季管道凍堵無(wú)法使用問(wèn)題，特別是對(duì)于已經(jīng)安裝的太陽(yáng)能熱水器，管路沒(méi)有安裝電伴熱帶的，可在水箱進(jìn)出水口處加裝該閥，實(shí)現(xiàn)管路排空。 　　3淋浴混水閥增壓寶技術(shù)方案 　　太陽(yáng)能熱水器在農(nóng)村地區(qū)和部分多層樓房的頂樓用戶中，如頂樓熱水落差小、自來(lái)水壓力??；農(nóng)村自制冷水箱微壓供應(yīng)冷水等。其洗浴時(shí)花灑流量小、無(wú)法呈噴射狀態(tài)，洗浴舒適度非常差。根據(jù)文丘里原理設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的淋浴混水閥增壓寶能很好解決以上問(wèn)題，滿足高質(zhì)量、舒適性好的浴室要求。 　　工作原理如圖4：利用文丘里原理研發(fā)的射流增壓技術(shù)，帶有一定壓力的冷水通過(guò)管路設(shè)計(jì)，把流體由粗變細(xì)，以加快水流流速，使水流在文氏管出口后側(cè)形成一個(gè)“真空”區(qū)。當(dāng)這個(gè)“真空”區(qū)靠近工件時(shí)會(huì)對(duì)工件產(chǎn)生一定吸附作用，從而達(dá)到增壓出水要求。 　　4結(jié)語(yǔ) 　　以上分析了幾種主要針對(duì)農(nóng)村地區(qū)使用的太陽(yáng)能熱水器技術(shù)方案，主要是為解決農(nóng)村地區(qū)因不同條件限制而造成太陽(yáng)能熱水器無(wú)法使用的問(wèn)題，技術(shù)方案因不同地區(qū)、用戶條件和使用習(xí)慣而異，供用戶和太陽(yáng)能相關(guān)從業(yè)人員參考。（山東力諾瑞特新能源有限公司/ 馬光柏、閆芳）