太陽能熱水系統(tǒng)真空管爆管原因和方法解析

我們都知道太陽能熱水系統(tǒng)的集熱真空管經(jīng)常會有炸管現(xiàn)象的發(fā)生，那么是什么原因?qū)е碌恼婵展苷涯兀恳靼走@個問題我們有必要全面了解一下真空管生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)： 　　從上表中不難看出，造成一只真空管不合格的原因很多，而且基本上都會造成真空管的炸管，那么一只合格的真空管，還會那么容易就會炸管嗎？其實現(xiàn)在市場銷售的真空管，只要是正規(guī)廠家的，基本上都是合格的，但是炸管問題還是時有發(fā)生，既然真空管質(zhì)量沒問題，為什么還會炸管呢？就其原因通常有一下幾點： 　　1、冷熱沖擊：在日常生活中，有使用過玻璃水杯的人應(yīng)該知道，在剛剛盛過開水的杯子中倒入冷水，或者在剛剛盛過冷水的杯子中倒入開水，玻璃杯子都會炸裂。真空管太陽能集熱器也是一樣，由于某些原因，比如強(qiáng)制循環(huán)的太陽能熱水系統(tǒng)進(jìn)出水溫差過大，陽光強(qiáng)烈的中午上水都會造成太陽能真空管管口激裂。 　　2、安裝不當(dāng)：由于水泵選擇不當(dāng)，揚程過高，或者采用自來水管網(wǎng)壓力，導(dǎo)致玻璃管承受壓力過大，導(dǎo)致太陽能真空管爆管。另外，水箱低于集熱器時，有時還會造成的系統(tǒng)負(fù)壓現(xiàn)象，也非常容易炸管。管道保溫不當(dāng)或真空管真空度不夠，保溫性能不達(dá)標(biāo)，冬季夜間溫度較低的情況下，真空管內(nèi)的水因溫度下降而結(jié)冰，將真空管漲破。另外，系統(tǒng)的排氣閥安裝位置不正確導(dǎo)致排氣不暢，產(chǎn)生氣阻，系統(tǒng)上水后，其管口最大應(yīng)力將接近適用應(yīng)力，可能會造成炸管；系統(tǒng)安裝角度不正確，太陽能集熱器沒有安裝在同一平面上，導(dǎo)致真空管和聯(lián)箱之間產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)達(dá)到應(yīng)力極限時，也容易炸管。 　　3、水垢：太陽能真空管內(nèi)的溫度容易達(dá)到八九十度，易于產(chǎn)生水垢，附著在聯(lián)箱和真空管的表面，水垢的導(dǎo)熱系數(shù)較小，所在水垢層的加厚，使真空管吸熱體和管內(nèi)的導(dǎo)熱流體熱交換受阻，在水垢的內(nèi)外表現(xiàn)形成一定的溫度差，當(dāng)太陽輻射較好時，水垢的外層溫度較高，與內(nèi)層形成較大的溫差，造成水垢裂紋，管內(nèi)的冷液沿裂紋進(jìn)入到玻璃的內(nèi)壁上，易造成炸管。 　　以上的炸管問題中水垢造成太陽能真空管炸管問題最難解決，不管是提前對水源進(jìn)行軟化處理，還是定期對系統(tǒng)進(jìn)行除垢處理對于個人用戶來說成本都相當(dāng)高昂，效果也不盡如人意，如果能有條件使用水質(zhì)達(dá)標(biāo)的市政自來水的情況下盡量不要使用地下水等硬度較高的水源。 　　至于安裝不當(dāng)造成的太陽能真空管炸管問題造成的不良后果通常是最為嚴(yán)重的，當(dāng)然也是最容易避免的，只要選用正確的設(shè)計方案，優(yōu)良的施工隊伍，加以可靠的產(chǎn)品質(zhì)量和負(fù)責(zé)任的供應(yīng)商。由于安裝不當(dāng)造成的炸管問題完全可以避免。 　　而由于冷熱沖擊造成的太陽能真空管爆管卻是最為常見的，而且大多數(shù)情況下都不是因為真空管的質(zhì)量問題或人為因素造成的，我們經(jīng)常會拿真空管和我們家里常用的開水瓶來作對比，我們知道這兩者的原理相似，只是太陽能真空管從生產(chǎn)工藝到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于開水瓶的內(nèi)膽，開水瓶基本上每天都要承受從常溫到90幾度的冷熱沖擊，很少有爆炸現(xiàn)象的發(fā)生。 　　而太陽能真空管只要你在中午上水炸管可以說是必然的，我們知道真空管只要不是初次上水，其內(nèi)部基本上都是有一部分水的，這樣即便是在中午真空管的溫度也不會超過100度，這就出現(xiàn)了一個矛盾，質(zhì)量好的太陽能真空管確沒有質(zhì)量差的水瓶膽耐冷熱沖擊。 　　其實導(dǎo)致真空管更容易炸裂的原因是其在受到冷熱沖擊時的位置順序與開水瓶內(nèi)膽不同，開水瓶加入熱水是直接將開水倒入水瓶膽內(nèi)的，水瓶膽較厚的瓶口并沒有浸泡在開水中，也就是說最容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的瓶口是緩慢升溫的，而太陽能真空管就不同，其較厚的管口是最先接觸溫度變化的水源的，特別是真空管內(nèi)的水剛注滿時，真空管口的上邊緣和內(nèi)表面浸泡接近沸騰的開水中，而下邊緣和外表面還接觸著剛剛注入的冷水，內(nèi)外表面會同時浸泡在不同溫度的水體里，較厚的管口加之較大的溫差就產(chǎn)生了較大的內(nèi)應(yīng)力，這就是太陽能真空管容易在冷熱沖擊下爆管的真正原因。雖然現(xiàn)代高科技的管口淬火工藝已經(jīng)大大增強(qiáng)了其抗冷熱沖擊的能力，但其抗沖擊性能還是沒法與擁有鍍膜層的真空管內(nèi)管相比。 　　這就難怪由于冷熱沖擊造成的太陽能真空管炸管都是從管口開始的。這也為我們解決真空管抗冷熱沖擊炸管問題提供了一個契機(jī)，所以讓容易受冷熱沖擊而破壞的太陽能真空管管口只接觸一種溫度溫度的水體就成了解決其受冷熱沖擊時炸管的最簡單有效的方法了。 　　下面我們以合肥益用太陽能科技有限公司生產(chǎn)的太陽能真空管防爆安全閥的具體案例來說明一下利用這種方法解決太陽能真空管在受到冷熱沖擊炸管問題的原理，見下圖： 　　由上圖不難看出安裝了太陽能真空管防爆安全閥后的真空管，能同時接觸兩種不同溫度的水體地方只有由閥體硅膠密封圈到管尾的真空管內(nèi)管部分，這部分也是太陽能真空管最耐冷熱沖擊的部分，真空管的這部分玻璃管不僅質(zhì)地均勻，而且還具有能大幅度提高耐冷熱沖擊能力特殊鍍膜層。而由閥體硅膠密封圈到真空管管口的這一段真空管內(nèi)管部分由于耐高溫閥體的阻隔作用，使其即接觸不到高溫水體也接觸不到地溫水體，這樣就形成很好的一段緩沖區(qū)，而較厚的真空管管口和真空管外壁就只能接觸較低溫度水體了。