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太阳能热水系统的安装调试技术与应用

发表时间：2021/5/19 来源：《基层建设》2020年第35期作者：付新

[导读] 摘要：传统的电热水器是一种挂机式烧水器，而太阳能热水系统是一种集热器，并且太阳能热水系统安装要复杂得多。

        江苏海林节能技术有限公司江苏南京 210000
        摘要：传统的电热水器是一种挂机式烧水器，而太阳能热水系统是一种集热器，并且太阳能热水系统安装要复杂得多。每个用户因为位置、需求等因素的不同，所以太阳能热水系统的安装方式也不同。在进行安装时需要有严谨的设计、精良的太阳能主机、测量，质量有保障的辅材以及负责任的服务和标准的安装程序。并且根据不同的地区选择不同的辅材、主机和安装方式。
        关键词：太阳能；热水系统；系统安装；调试技术
        一、太阳能热水系统的应用
        （一）、太阳能热水系统的概念
        太阳能热水系统就是一种通过集热器收集太阳辐射热量来把水加热的装置，是目前太阳热能应用领域中最具经济价值、技术最成熟并且已经形成大规模应用的一种设备装置。太阳能热水系统具有许多优点。首先是环保节能，太阳能热水器能够有效利用自然源太阳能，通过将集热器放置房顶，在白天时吸收太阳热量，加热水箱内的水，减少温室气体二氧化碳的产生，从而改善传统电热器对环境的污染的现象。其次，是安全性较高，使用太阳能热水系统非常安全，不会有中毒、爆炸、漏电的现象发生。再次是节省空间，一般太阳能集热器都是安装在屋顶，且太阳能集热器有多种形式，平板、真空管等，能够改善传统热水器占据房屋内大量空间的缺点。最后，太阳能热水系统能够减少用户资金投入，一般高质量的太阳能热水系统并不容易损坏，不像传统的电热水器，如果使用不恰当就很容易出现损坏现象，而太阳能热水系统使用寿命至少在10年以上，同时太阳能又不用花钱去买，所以能够节约常规能源，具有一定的经济效益。按照加热循环方式的不同。
        （二）、太阳能热水系统的分类和结构
        太阳能热水系统中最重要的组成部分就是集热器和集水箱，集热器能够将分散的太阳能集中起来，并且集热器有不同的功率能够应用在较多领域，如太阳能热电站等。太阳能热水系统从系统类型上可以分为整体式系统、太阳能热水系统、分体式家用太阳能热水器和紧凑式太阳能热水器：
        1.集中供热水系统也叫紧凑式热水器，因为紧凑式热水器的运行可靠、结构简单、性价比高而被消费者所接受。紧凑式热水器的容量在100-360升左右，集中式太阳能系统具有单独提供和集中提供热水的作用，适合家庭使用。
        2.分体式太阳能热水器是指储热装置与集热装置分离开，因为没有水箱的束缚，集热器的厚度可以达到14厘米厚，能够很好的与建筑墙面、屋顶相结合，一般适用于对美观有高要求并且无法安装紧凑式热水器的洋楼和别墅。
        3.分散式太阳能供水系统，太阳能集热器具有能够聚光和非聚光的作用，能够采用不通的方式为用户提供分散收集太阳能的作用，如真空管集热器、非聚光集热器等太阳热水系统工程。
        二、太阳能热水系统的安装技术
        （一）、安装要点
        1.安装太阳能集热器位置和质量要求
        第一，在安装集热器的位置时施工人员要根据房屋所处的位置和朝向以及房屋内的设施安装，将太阳能热水系统安装在符合排水、防水检修要求的位置。其次，在安装太阳能热水器时施工人员要在房屋周围建立安保系统，并且要做好施工现场的安全防护措施，避免在安装太阳能热水系统的集热器时，要安装防止集热器在损坏后零件、部件掉落伤人的安全防护设置，且注意集热器不能在建筑变形或裂缝部位进行安装。
        第二，在进行平面房屋安装时要将提前将集热器支架与屋面的部件进行连接，这一施工环节是安装太阳能热水系统的基础，施工人员可根据不同建筑的情况选择适合的安装工艺，将太阳能热水系统的基础部分与房屋建筑结构层相连接。在连接太阳能热水器和房屋结构层时施工人员要注意在地脚螺栓周围做密封处理措施，当在屋面防水层安装太阳能集热器的时候，将防水层包在集热器的基座上层部位，加强太阳能热水系统的基础固定功能。在太阳能热水系统的基础部位设置防水层，能够避免当集热器损坏时漏出的水渗透屋顶。在集热器安装部位周围的房屋面、出入口、检修通道与太阳能集热器之间的通道上方铺设保护层。如果出现管线或管道需要穿过房屋建筑的屋面的情况时，施工人员需要要先进行预埋防水套管的施工工作，并在屋面与管道的连接处做密封处理。同时，施工人员一定严格按照施工要求工序进行施工，在铺设防水层前完成防水套管埋设，避免将工序混乱，对太阳能热水系统的使用造成一定影响。
        第三，在有坡度的屋面安装太阳能集热器时要注意在确定安装位置时，首先确定集热器接收阳光的最佳倾斜角度和房屋面的倾斜坡度相结合，也就是按照当地维度上下10℃的范围内确定安装位置。在有坡度的屋面安装集热器时施工人员可采用顺坡架空和镶嵌的方式进行施工，将集热器安装在坡屋面时，首先要将太阳能集热器的支架要与房屋建筑屋顶上的部件进行连接，并且采用防水结构措施，同时检查集热器与与钢结构支架和其他部件连接是都安全、牢固。在有坡度的屋面上使用顺坡镶嵌式安装时，施工人员不能降低保温、隔热、防水的功能。当使用顺坡架空方式安装集热器时，屋面与集热器之间的空隙不能超过一百毫米。当管线需要穿过房屋面时，应该在房屋面防水层施工完成前提前预设相对应的防水管套。
        第四，将太阳能集热器安装在阳台时，应该牢固连接阳台栏板上预先埋设的部件与集热器支架。有集热器构成的阳台栏板要保障它的防护功能、强度、刚度的要求。
        第五，房屋墙面安装太阳能集热器时要注意，将集热器安装在低纬度地域的墙面上时要选择适合的倾斜角度。为了防止将集热器安装在墙面上时出现墙面出现裂缝、超出承载范围、墙体变形等现象，就要加强技术防护措施。将集热器安装在墙面上时应该将墙面上的预先埋设部件和集热器支架牢固连接，在必要情况下在预先埋设部件处增加设置混凝土构造柱，同时确保防腐功能。施工人员使用镶嵌式安装时也要考虑房屋墙面装饰的风格，应该统一太阳能集热器与建筑的风格和颜色。
        2.在安装设置贮水箱在室内时，施工人员要注意在在集水箱的周围和上方应该留有检修、安装的空间，空间不小于六百毫米。
        3.在安装太阳能集热器时，为了保证太阳能集热器能够接收到足够的阳光，安装时应该符合以下要求：（1）.当在平屋面上安装集热器时，面对朝向为南偏西、南偏东、正南方向角度不大于30度的建筑时，可以将集热器安装在朝南的位置或与建筑同朝向的位置。面对朝向为南偏西与南偏东角度大于三十度的建筑时，应该在南偏西、南偏东、正南方向不小于三十度的位置安装太阳能集热器。

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当受到各种因素不能在朝南的位置设置集热器的建筑，集热器可以设置在南偏西、东或朝东、西的方向设置。水平安装的集热器不受朝向的限制。
        （2）.在有坡度的屋面上安装集热器时，可以在南偏西、南偏东、正南或朝西、东的建筑坡屋面上安装太阳能集热器。将太阳能集热器安装在屋面板上时应该安装在建筑程中结构上。
        （3）.将太阳能集热器安装在阳台时，面对朝向为南朝东等不同朝向的阳台时，可以将集热器安装在栏板上。在低纬度地域的阳台栏板上安装太阳能集热器时施工人员要注意集热器的倾斜角度，调整集热器的角度到能够接受到太阳能的最佳角度。
        （二）、气体和污水的排出
        为了保障太阳能热水系统能够正常的运行，在完成太阳能集热器的安装后，应该要安装通气管和排污阀。一般在安装排污阀时将其安装在系统的最低处，从而保障集热器、管路、水箱中的杂质和污物能够顺利排出，或是在防冻和维修的时候将水放出。而通气管一般设置在水箱的顶部位置，排气阀设置在上下循环管路拐角处顶部的位置。
        （三）、连接管路的方法
        连接管路应该根据水压的大小、安装位置的高低、取水方法来确定。其中需要注意的是将顶水和放水方法结合的管路连接。在将热水器安装在屋顶上或是自来水压不稳定的地区使用这种方法，这种方法叫做综合管路连接。当压力过大时可以使用顶水法，压力较低时可以使用放水法。
        三、太阳能热水系统的调试技术
        （一）、太阳能热水系统调试条件
        1.正确安装太阳能热水系统完成；
        2.完成冲洗、试压管路；
        3.系统具有安全的供电电源；
        4.系统具有稳定的供水水源，并且上水试压达到系统的要求；
        5.如果水在进入集热器时，环境空气温度低于4℃，就有可能发生冻结。如果系统不能承受太阳得高强度闷晒条件，当通过太阳能集热器的传热工质的流动被阻断时，必须使用不透明的材料覆盖集热器。假如太阳能热水系统能够承受高度照明的闷晒条件，在这种情况下当冷水再一次进入太阳能集热器的时候，依旧可能出现危险的压力过大和热应力破坏，当以上情况可能发生的时候，应该在晚上或早晨上满水。
        （二）、调试准备
        1.结合现场太阳能热水系统的安装情况，认真审核、阅读设计图纸，施工人员在调试太阳能集热器和集水器之前，首先要检查设备的安全合格证，检查设备的质量是否过关，了解设备的相关技术说明书。
        2.在调试太阳能热水器系统之前，施工人员要认真、严格的检查太阳能管道安装的情况，确保安装质量达到施工技术要求，其次，按照施工安装图纸检测各个管道的连接情况以及设备的实用性和连接的准确性。
        3.在开始调试之前，对各水箱、管路、水泵以及其它部件进行完整的清洁、试验，从而确保所有设备能够正常工作，并且完成系统循环清洗和系统水压试验的工作。
        4.在调试过程中是施工人员应该将调试结果和设备调试前后的情况进行记录，并且出示调试报告。其次，施工人员应该与设备供应商一起进行调试工作当出现问题时，及时解决问题，并再次进行复检，调试设备，查清出现故障的原因。
        （三）、太阳能热水系统调试的要求
        1.调试工作要在水电系统完整的情况下进行。
        2.太阳能热水系统安装完成，投入使用前，必须进行系统调试。
        3.太阳能热水系统调试应先进行部件调试或设备单机，后进行系统联动调试。
        4.太阳能热水系统调试包括设备单机或系统联动试运转和部件试运转调试调试。
        （四）、太阳能热水系统调试
        1.检查各种阀门开启、关闭功能是否灵活、严密；
        2.检查这种辅助加热设备是否能够正常、稳定的运转，并且符合设计条件；
        3.确保安全启发和自动排气阀在正常的工作状态下能够自由关闭和打开，并且关闭时没有泄露情况；
        3.检查各种自动控制装置、安全保护装置工作是否可靠、动作是否灵敏；
        4.检查集水器当提前的水位，集热器接在不同温差下的情况，以及太阳能热水系统上水时间、温度表等仪表，检查太阳能系统热水温度显示控制仪器的显示情况是否正常，动作是否精准；
        5.在检查电气装置时首先要检查设备与设备之间的接线是否正确，其次检查设备的过压、流量、过流保护等额定值是否符合施工规定值；
        结束语：
        随着科技的发展太阳能热水系统也在不断的发展，太阳能热水系统也发展出不同类型的技术能够符合不同地区、朝向、房屋类型、建筑结构等因素的建筑。随着社会和科技的发展，人们认识到再生资源的利用价值，太阳能作为主要的再生资源在我国被广泛的应用，太阳能热水系统不仅能够有益于环境保护还能够提高人们的生活水平和质量。
        参考文献：
        [1]邢秀格.太阳能热水系统的应用和安装调试技术[J].建筑工程技术与设计，2018，（35）：4033.
        [2]张胜萍.浅谈太阳能热水系统在各个领域的使用和安装技术[J].科技资讯，2015，13（19）：114-115.