二、家用太阳能热水器的选用

(1)居住区域不同的太阳能热水器在不同的区域使用，性能有很大的差别，一般南方温暖地区所有形式的热水器都可以使用，但在北方地区就得考虑冬季结冰的问题。所以南方地区可优先选用平板式太阳能热水器，北方冬季易结冰地区则宜选用真空管式太阳能热水器。诸如东北、内蒙古、新疆等高寒地区.可优先选用热管式真空管太阳能热水器。但如果只在春、夏、秋季使用热水.则可使用任何一种类型的热水器。

(2)建筑形式平房住户一般选用整体式太阳能热水器，热水器的支架有平屋顶和坡屋顶之分，要根据建筑屋面形式进行选择。 对于多高层住宅楼，如果屋顶预留有太阳能热水器的安装位置和管道井，可安装整体式太阳能热水器，否则可选用阳台壁挂分体式太阳能热水器。 对建筑外观和用水舒适度要求较高的别墅等高档住宅，可优先选用别墅翼分体式太阳能热水器。

(3)热水用量太阳能热水器的容量各不相同，选用时可依据使用人数推率大致的热水用量。正常情况下，家庭成员淋浴一次，需要使用热水40L左右，如一个三口之家，平均每日热水用量大致在100~ 140L，可考虑选用一台容量为120L的太阳能热水器，如果家里有浴盆或热水用水点比较多，可适当加大热水器的规格。

(4)价格因素目前市场上不同类型、不同品牌、不同材质的太阳能热水器价格差异比较大，在选用时应根据购买能力结合实际情况选择。如南方地区，平板式热水器就比真空管式热水器的性价比高，注重经济性的用户可优先选用平板式热水器;如果是同样规格和性能的真空管式热水器，选择铝合金支架要比不锈钢支架的更经济。

(5)产品质量在选购太阳能热水器时，应优先选择符合国家标准、相关手续齐全的产品。产品的外观应无损伤、水箱保温良好、集热管真空无泄漏、集热器支架稳固美观、配件齐全，合格证书、使用说明书、保修卡齐备，并且生产厂家可对产品实行三包服务。带电辅助加热的太阳能热水器还必须有国家3C强制性认证证书。

(6)售后服务太阳能热水器在购买后需要专业人员进行安装调试，并且使用周期比较长，在使用过程中难免出现这样那样的问题，所以购买之前一定要进行考察了解，选用信誉好，售后服务有保障的品牌，最好选择在当地有服务网点的厂家的产品。

目前我国的太阳能热水器厂家众多，产品质量良莠不齐，如果购买杂牌厂家的产品，运行中出现问题，往往不能得到厂家及时的维修服务或找不到生产厂家，而影响使用。

三、家用太阳能热水器的安装

正规的太阳能热水器生产厂家一般在销售时提供安装服务。如果需要自行安装，应注意如下几点:

①安装前应仔细阅读厂家随机提供的安装使用说明书，按说明书指示的步骤进行热水器的组装和固定.不可随意改变热水器原有的结构及部件功能。 ②安装太阳能热水器的屋面或地面应平整、坚固，热水器的安装方向为集热器斜面朝向正南

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或偏西10，前方应无房屋或树木等遮挡，以保证热水器采光良好

③太阳能热水器应用膨胀螺栓固定在预制好的混凝土基础墩上或用粗铁丝固定在建筑构件上，以防止被大风刮倒，造成产品损坏及人身伤害。

④水箱和支架装配完成后方可安装真空集热管，集热管插装完毕应用不透光物体加以遮盖，以防正空晒产生高温而影响使用性能。

⑤落水式太阳能热水器水箱上的排气孔应保证畅通，严禁堵塞;承压式热水器的进出水管切忌装反。

⑥安装电加热装置式，应由专业电工操作，必须连接接地线并安装漏电保护器。 ⑦太阳能热水器的安装应采取必要的防雷措施，特别是安装位置较高时，可用电线将热水器支架与建筑屋顶线连接或为热水器单接一条地线。

⑧北方寒冷地区的热水器上下水管道，应采取保温措施并敷设电伴热带，以免冬季管道结冰堵塞，影响使用。管道安装时应避免在一段水平管路中出现局部低于两端的部分，即返弯，保证热水器在冬季停用时能够完全排空。

四、家用太阳能热水器的使用与维护

(1)使用注意事项太阳能热水器日常使用与维护应按照厂家提供的说明书进行。

①水。太阳能热水器空晒时内部温度可达到200℃以上，如直接注人冷水，很容易造成集热器损坏或真空管炸裂，所以上水时间最好是在夜间或早晨。

②日常检查。用水后忘记上水或自动上水控制器失灵以及春、夏、秋季连续多日晴天未用水，都可能造成水箱缺水或蒸发干而造成干烧过热而影响产品使用性能，所以平日应留心检查，保证水箱始终有水。

③带辅助电加热的热水器在使用时应断电，切忌带电洗浴。 ④雷雨时应避免使用太阳能热水器。 ⑤太阳能热水器在长期不用时，水箱过热和密封材料老化。应用不透光材料对集热器进行遮盖，防止

(2)维护保养内容为了保证太阳能热水器的集热性能和使用寿命，除了正确合理的使用，日常的维护保养工作也非常重要。

①定期清除集热器和反射板表面的灰尘、污垢，保持清洁。清洗工作应在清晨或晚间气温较低时进行，以防止集热器玻璃盖板或真空管遇冷炸裂。

②长期不用时应对集热器加以保护，防止高温空晒。冰雹多发地区应注意天气预报，及时采取防护措施，防止集热管被冰雹袭击。

③定期排污，防止集热管内积垢和管道堵塞，保证水质清洁。 ④集热管如有破损或真空消失，应及时更换。 ⑤注意观察电加热器以及控制器、电磁阀等电器元件的工作状态，如有问题应及时报修。 ⑥冬季应保证管道保温电伴热带的正常供电，保证管路畅通，否则应将热水器排空防冻。

第六节太阳能热水系统的工程设计

太阳能(加)热水的优势在于不消耗常规能源、无任何污染、廉价、与环境友好。在能源短缺的今天，太阳能热水系统正在从洗浴用生活热水领域向食品加工业、餐饮业、洗车业、养殖业、泳池加热、海水淡化、建筑采暖与制冷、纺织、制药、造纸、化工、木材加工等一切需要低温热水的工农业生产领域拓展，表现出强大的生命力和广阔的应用前景。然而太阳能热水系统的主能源—太阳辐射能毕竟是随机的，不稳定和间断的，受季节、天气、昼夜变化的影响很大。要想获得相对稳定的能量输出，特别是与用水终端匹配，必须进行系统工程设计，以求在最大限度地利用太阳能的基础上，做到经济、合理、节能。本节以洗浴用热水工程为例，说明太阳能热水工程设计的思路和方法。

一个完整的太阳能热水系统包括集热系统(或称为热源系统)、热水供应系统和控制系统3部分。集热系统主要包括太阳能集热器、储热水箱、辅助加热装置、循环管道、热交换器、水处理装置、循环泵等设备与附件。热水供应系统主要包括热水供水管道、回水管道、热水循环泵、供水设备、用水器具等设备与配件。控制系统主要包括主控制器及温度传感器、压力传感器、电控阀门、热计量装置等自控元器件。

太阳能热水工程的设计是指设计者为在一定使用年限内满足某一特定用热需要，综合考虑气

象气候条件、投资规模、设备性能、能源组合与系统运行方式、后期维护管理以及与建筑结合等诸因素后，做出的太阳能热水工程设计，它应确保太阳能系统高效、可靠地运行，具有较高的节能效益和环保效益。

太阳能热水工程设计一般包括方案设计和施工图设计两个阶段。方案设计是施工图设计的依据，施工图设计应贯彻方案设计所确定的原则，确保方案设计的实施。

一、太阳能热水工程的方案设计

（1）确定相关设计条件

①热水工程的使用功能及要求。不同的使用功能对热水工程的设计参数、运行方式有不同的要求。一般而言，系统的使用功能取决于服务对象，如宾馆、住宅、浴室等主要是满足洗浴热水供应;游泳馆一般是泳池加热和淋浴热水。 明确用户对用水量、水温、用水时间、辅助能源的种类等特殊要求。如果川户没有特别要求，那么这此参数可根据设计规范确定。此外还应了解冷水供应方式、温度、水压等参数。 ②地理环境条件。当地的纬度，气候条件和气象数据包括太阳辐射资源、太阳辐射总量、日照时间、环境温度、风力、风速以及遮挡等。 ③热水工程的设计安装条件。用户需提供尾顶平面和结构建筑设计图样等相关资料，主要包括安装平面（屋面）的具体尺寸，屋面的荷载、承重梁的分布及水源、电源情况。

(2)确定太阳能集热器形式目前工程常用的太阳能集热器主要有平板式、全玻璃真空管式和热管真空管式，上述3种形式的集热器都是技术成熟的产品。在选用时，应综合考虑太阳能资源条件、水质、投资规模、后期运行管理等各方面因素，选择最适合的产品。 (3)太阳能集热器面积佑算

①按太阳能集热器得热量和热水系统日耗热量计算确定：

太阳能集热器面积=热水系统日耗量÷每平方米太阳能集热器的日有用得热量

太阳能热水工程的得热量可按春、秋季晴天估算。以当地春、秋季每平方米日平均太阳辐照量乘以太阳能集热器的日效率即可得出每平方米太阳能集热器的日得热量。太阳能辐照量可查阅当地的太阳辐射资料，或近似以17MJ/(m2. d)(4.72kWh/d)估算。太阳能集热器集热效率以厂家出厂产品测试报告的测试数据为准，或按类型不同取40%~60%。

系统日热水用量一般根据国家标准《建筑给水排水设计规范》(GB 50015-2003)提供的热水用水定额和热水系统的用水规律或实际用水经验数据确定。正常情况下，淋浴用热水，每人每次用水量35~40L（40℃以上);宾馆客房则为每人每日75 ~ l000kg；住宅集中供应热水量为平均每人每日30~40L。

②按太阳能集热器生产热水量估算:

在日照17000kJ/(m2 . d)条件下，真空管集热器生产水温40'C ~60℃的热水量，春秋季为60~70L/(m2·d);夏季为70 ~80L/ ( m2·d);冬季为50~60L/ ( m2·d)。为保证系统全年使用，设计时，推荐选用60 ~ 70L/(m2·d)(水温40 ℃以上)。 据此可推算出整个系统的集热器面积。 （4）确定太阳能热水工程的运行方式

①直流式系统。直流式太阳能热水系统适用于规模较小，对用水量及水温要求不高的场所。直流式又可以分为热虹吸式和定温放水式。

热虹吸式如图3-35所示，这种系统主要由集热器、热水箱、补水箱和连接管路组成。补水箱的水位由浮球阀控制，使其与集热器出水管口的最高位置在一个水平面上。在无阳光照射时，集热器、上升管和下降管中的水是静止不动的，当阳光照射集热器后，其内部水温升高，系统中形成热虹吸压头，从而使上升管中的热水流人热水箱，而补水箱中的冷水则由下降管进入集热器。日照越强，热水温度就越高，产水也越大。

①定温放水式如图3-36所示，定温放水式系统在集热器的出水口处装有一温度传感元件，通过控制器控制装在集热器进水管上的电动阀门，使之根据集热器出口水温的变化改变开启程度，调'节水的流量，从而使流人热水箱的水温保持恒定的一种运行方式。

②自然循环式系统。图3-37为自然循环式太阳能热水系统示意图。这种系统的热水箱必