太陽(yáng)源源不斷地為地球輸送能量,但是人類卻對(duì)即熱式電熱水器的利用率很低,如何利用即熱式電的資源,即熱式電熱水器不乏為一個(gè)好的利用方式。而今。即熱式電熱利用廣泛運(yùn)用到即熱式電熱水、采暖、制冷、烘干、工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。本文將主要針對(duì)即熱式電熱水器的熱水過(guò)熱問(wèn)題來(lái)談。
即熱式電熱水器不同于電熱水器或燃?xì)鉄崴鞯牡胤绞撬玫哪茉词乔鍧嵉摹⒚赓M(fèi)的。只要太陽(yáng)升起,即熱式電真空管就會(huì)自動(dòng)收集熱量,但這些熱量如果你沒(méi)有及時(shí)用掉,熱量也會(huì)累積,溫度就會(huì)上升。如果溫度上升超過(guò)100度,非承壓的即熱式電熱水器就會(huì)“開(kāi)鍋”,產(chǎn)生水蒸汽排掉散熱;承壓系統(tǒng)的水壓就會(huì)隨溫度升高而逐漸增大,常規(guī)的承壓系統(tǒng)一般通過(guò)排水泄壓降溫散熱。但系統(tǒng)因各種原因沒(méi)有了水的存在,真空管式即熱式電熱水器溫度會(huì)升高至系統(tǒng)無(wú)法承受的狀態(tài)而致使系統(tǒng)損壞,尤其是承壓分體系統(tǒng),系統(tǒng)也可能因控制、傳感器、循環(huán)泵等故障而不能及時(shí)把熱量傳入水箱,集熱器部分溫度會(huì)短時(shí)間內(nèi)就可升至系統(tǒng)無(wú)法承受的程度。
下面就介紹幾種即熱式電集熱器因真空管的高溫而產(chǎn)生的過(guò)熱問(wèn)題的方法:
辦法1:系統(tǒng)非承壓:
開(kāi)口系統(tǒng),這是我們大多傳統(tǒng)真空管式即熱式電的結(jié)構(gòu),當(dāng)即熱式電過(guò)多時(shí),也就是即熱式電超過(guò)100℃,水箱里的水“開(kāi)鍋”,排出蒸汽散熱。
但這種系統(tǒng)存在的問(wèn)題為:
A.降低了系統(tǒng)的舒適性。非承壓的系統(tǒng)會(huì)給用戶帶來(lái)因水壓不均衡而造成的水溫波動(dòng)問(wèn)題;
B.降低了熱水器的適用范圍:這種熱水器只能安裝于更高處;
C.沒(méi)有徹底解決“過(guò)熱”問(wèn)題,當(dāng)熱水器斷水時(shí),系統(tǒng)仍會(huì)出過(guò)熱問(wèn)題。
辦法2:承壓系統(tǒng)采用T/P閥:
T/P閥,即溫度/壓力安全閥,該閥的功能是當(dāng)溫度超過(guò)或壓力超過(guò)設(shè)定的域值時(shí),閥門打開(kāi),在即熱式電熱水系統(tǒng)中,一般域值溫度為99℃,壓力0.6MPa。
當(dāng)前,絕大多數(shù)承壓即熱式電熱水系統(tǒng)將該閥安裝在水箱上,作為真空管式即熱式電熱水系統(tǒng)防“過(guò)熱”的主要手段。
T/P閥是實(shí)現(xiàn)真空管式即熱式電熱水系統(tǒng)防“過(guò)熱”的成本較低的可行手段,但這種可行性是有兩個(gè)前提條件的:一是該即熱式電熱水系統(tǒng)不能斷水,顯然這一點(diǎn)是難以做到絕對(duì)的可靠,系統(tǒng)內(nèi)缺水是有可能發(fā)生的(房屋長(zhǎng)時(shí)間空置是要斷開(kāi)水路);二是該即熱式電熱水系統(tǒng)要求集熱器的熱量能夠可靠的轉(zhuǎn)移到水箱內(nèi)。
當(dāng)前承壓型的真空管式即熱式電熱水系統(tǒng)主要為兩類,一類為自然循環(huán)式的,另一類為強(qiáng)制循環(huán)式的。自然循環(huán)式系統(tǒng)的可以相對(duì)可靠的將集熱器的熱量轉(zhuǎn)移到水箱內(nèi),但這種系統(tǒng)安裝與應(yīng)用非常受限,一般只能屋頂或陽(yáng)臺(tái)安裝。強(qiáng)制循環(huán)的真空管式即熱式電熱水系統(tǒng)是很難較好的保證即熱式電熱水器的熱量可靠的轉(zhuǎn)移到水箱去,傳感器、控制器、循環(huán)泵等故障均會(huì)造成集熱器的熱量無(wú)法轉(zhuǎn)移到水箱。
辦法3:遮陽(yáng)措施:
在系統(tǒng)可能過(guò)熱時(shí),去人為遮陽(yáng)或被動(dòng)自動(dòng)遮陽(yáng)。遮陽(yáng)即為在集熱器的表面用一覆蓋物檔住陽(yáng)光,防止真空管繼續(xù)吸熱,以防止即熱式電熱水系統(tǒng)“過(guò)熱”一種為人為遮陽(yáng),在長(zhǎng)期不用時(shí),人為采取措施將即熱式電集熱器上面的陽(yáng)光遮擋,這種方式給消費(fèi)者帶來(lái)不安全感與麻煩。
另一種被動(dòng)自動(dòng)遮陽(yáng),當(dāng)感知即熱式電熱水系統(tǒng)溫度過(guò)高時(shí),遮陽(yáng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)運(yùn)行,遮住陽(yáng)光,這方式的可靠性不高,遮陽(yáng)機(jī)構(gòu)的故障不能保證不發(fā)生。
辦法4:改進(jìn)即熱式電真空玻璃管,使之具有低溫區(qū)仍具有高效吸熱的性能,高溫區(qū)具有較差的吸熱性能:
這種方法在技術(shù)實(shí)現(xiàn)有一定的難度,迄今為止還沒(méi)有成功過(guò),主要是降低了高溫區(qū)的性能,隨之而來(lái)的高溫區(qū)性能下降。
研究人員試圖在真空管的內(nèi)表面涂覆可變色的的涂層,低溫時(shí),該膜具有好的吸熱特性,高溫時(shí),該膜顏色變淺,吸熱性能變差。但可惜的是這種類型的涂層的壽命無(wú)法保證長(zhǎng)效。
另一種方法研究人員試圖在雙玻璃層內(nèi)添加某種物質(zhì),使之在低溫時(shí)具有極低的蒸氣壓,而在溫度較高時(shí),具有較高的蒸氣壓,即在高溫區(qū)時(shí)雙玻璃管內(nèi)真空度下降,從而增加真空管在高溫區(qū)的散熱效果,但這種方式難點(diǎn)在于,第一這種物質(zhì)比較難以尋找到,第二真空管在工作時(shí),內(nèi)表面溫度高,外層管溫度較低,物質(zhì)蒸發(fā)后會(huì)冷凝在外表面上,造成真空管失效。
解決“過(guò)熱”未來(lái)之路
換一個(gè)角度思考問(wèn)題。我們都知道有一個(gè)現(xiàn)象:內(nèi)陸地區(qū),尤其是沙漠地區(qū),晝夜溫差極大,就像我國(guó)的新疆”早穿皮襖午穿紗,圍著火爐吃西瓜”;而在沿海地區(qū),晝夜溫差相對(duì)較小。產(chǎn)生這種現(xiàn)象原因是地表的“熱容”不同,沙漠地區(qū)地表的“熱容”較小,貯存即熱式電熱的能力較差,有太陽(yáng),溫度上升就快,沒(méi)太陽(yáng),溫度下降也快,造成晝夜溫差較大;而沿海地區(qū),地表的“熱容”相對(duì)較大,升降溫均比較慢,晝夜溫差也相對(duì)較小。因此要根據(jù)地域的特性研究出一種適合于各地方的能防止即熱式電過(guò)熱的即熱式電熱水器,讓更多的熱量能夠存儲(chǔ)下來(lái),讓清潔產(chǎn)品在壽命周期內(nèi)真正做到“一勞永逸”,恩澤世人。
作者:哈博 發(fā)布時(shí)間:2018-12-05