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        一種方便排垢排空太陽能集熱器的研究探討

        2019-01-30 02:24:07張義勝張欣倪李素云
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2019年27期
        關(guān)鍵詞:水垢排空

        張義勝 張欣倪 李素云

        摘? ?要:目前,應(yīng)用在太陽能集熱器中的水多為自來水,由于大多數(shù)地區(qū)水質(zhì)很硬,會(huì)產(chǎn)生很多水垢;尤其在廣大的偏遠(yuǎn)地區(qū),太陽能集熱器用水并無過濾直接來自于地下水,而地下水水質(zhì)更硬,會(huì)產(chǎn)生更多的沉淀和有害物質(zhì)?,F(xiàn)在通用的太陽能集熱器自身結(jié)構(gòu)中,沒有設(shè)置排水垢裝置和排空裝置。除水垢的唯一辦法就是拆卸集熱管,將水垢倒掉,這就需要維修人員爬至樓頂,完成集熱管的清理,費(fèi)時(shí)、費(fèi)力,且集熱管拆卸安裝時(shí)容易損壞。由于沒有排空裝置,遇上寒冷的天氣,集熱管內(nèi)的水排不掉,容易造成管體內(nèi)的水凍結(jié),損壞集熱管。針對(duì)存在的問題,設(shè)計(jì)了一種方便排垢排空太陽能集熱器,可使太陽能集熱器內(nèi)的水垢隨時(shí)清理干凈,同時(shí)也能做到徹底排空。省去了爬至樓頂拆卸集熱管的麻煩,避免了因水凍結(jié)而損壞集熱管。

        關(guān)鍵詞:太陽能集熱器? 水垢? 太陽能集熱管? 排垢? 排空

        中圖分類號(hào):TK513? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào):1674-098X(2019)09(c)-0076-02

        眾所周知,水在60℃及其以上溫度時(shí)容易產(chǎn)生以鈉鎂離子為主要成分的沉積物,又稱“水垢”[1-2]。

        太陽能集熱器在使用過程中,會(huì)產(chǎn)生大量水垢等有害沉淀物,沉淀于集熱管內(nèi)壁或依附于儲(chǔ)水桶內(nèi)壁上,從而成為最大的污染源,大大降低了水的質(zhì)量[3]。

        現(xiàn)有太陽能集熱器除垢的唯一辦法,就是拆卸太陽能集熱管,將水垢倒掉。需要維修人員爬至樓頂,這樣費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。且容易損壞集熱管。如果遇上寒冷的天氣,集熱管內(nèi)的水排不掉,容易造成管體內(nèi)的水凍結(jié),損壞集熱管[4]。

        設(shè)計(jì)了一種方便排垢排空太陽能集熱器,在使用太陽能集熱器的同時(shí),室內(nèi)便輕松解決了集熱器后排空的問題。

        1? 結(jié)構(gòu)原理

        傳統(tǒng)太陽能集熱器結(jié)構(gòu)如圖1所示,由排氣口、保溫層外殼、保溫層、儲(chǔ)水桶、硅膠密封圈、防塵圈、太陽能集熱管、進(jìn)、出水口、機(jī)架、太陽能集熱管托架等組成。

        方便排垢排空太陽能集熱器結(jié)構(gòu)如圖2所示,在傳統(tǒng)太陽能集熱器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,將進(jìn)、出水口改造,新的進(jìn)、出水口結(jié)構(gòu)由硅膠軟管、硅膠軟管接頭、末端不銹鋼管、三通、中間不銹鋼管、出水端不銹鋼管、接頭、洗浴下水管、混水閥、接噴頭水出口、三通、抽吸裝置外殼體、手輪、活塞等組成。

        三通用中間不銹鋼管連接在一起,兩端連接末端不銹鋼管和出水端不銹鋼管,末端不銹鋼管和出水端不銹鋼管分別焊接在儲(chǔ)水桶的兩端中心位置,末端不銹鋼管靠近儲(chǔ)水桶端面的一端封口,防止漏水。出水端不銹鋼管的另一端伸出儲(chǔ)水桶,用接頭連接洗浴下水管。

        硅膠軟管接頭一端的外園加工上鋸齒,用于插入硅膠軟管;另一端外圓加工上螺紋,螺紋端擰三通內(nèi)螺紋上。

        硅膠軟管一端觸及集熱管底部,另一端插在硅膠軟管接頭的鋸齒外園上,最后和三通連接。和集熱管底部接觸的硅膠軟管一端,加工上一個(gè)斜口,目的是防止硅膠軟管和集熱管底部緊密接觸,從而堵塞出水口,影響出水。

        在使用太陽能集熱器時(shí),打開室內(nèi)混水閥,熱水(水垢)經(jīng)過由硅膠軟管、硅膠軟管接頭、末端不銹鋼管、三通、中間不銹鋼管、出水端不銹鋼管、接頭、洗浴下水管、混水閥等,從噴頭噴出。這樣,在使用過程中,集熱管底部及儲(chǔ)水桶內(nèi)的熱水(水垢)隨時(shí)排出。

        三通、抽吸裝置外殼體、手輪、活塞等組成抽吸裝置。

        2? 安裝程序及工作原理

        2.1 安裝程序

        在太陽能集熱器制造時(shí),中間不銹鋼管兩端的外螺紋將各個(gè)三通用連接起來,末端不銹鋼管、出水端不銹鋼管的一端擰入三通,另一端分別焊接在儲(chǔ)水桶的兩端中心位置,硅膠軟管接頭的螺紋端擰入三通。

        現(xiàn)場(chǎng)安裝太陽能集熱器制造時(shí),現(xiàn)將硅膠軟管插入硅膠軟管接頭的鋸齒外園上,然后將硅膠密封圈穿過硅膠軟管,安裝在集熱器儲(chǔ)水桶的孔內(nèi);硅膠軟管的另一端切割上一個(gè)斜口,防止硅膠軟管和集熱管底部緊密接觸,從而堵塞出水口,影響出水和排空;防塵圈套在太陽能集熱管的外壁;將硅膠軟管插入太陽能集熱管的內(nèi)孔,將太陽能集熱管插入硅膠密封圈內(nèi)孔,并調(diào)整好安裝角度,使之密封完好;最后將防塵圈固定在儲(chǔ)水桶的外壁上,使集熱管和太陽能集熱管托架緊密接觸。

        室內(nèi)安裝時(shí),將抽吸裝置的手輪、外殼體、活塞等連接在由三通上,其它安裝程序和傳統(tǒng)太陽能集熱器相同。

        2.2 工作原理

        太陽能集熱器在使用時(shí),集熱管的底部熱水依次通過硅膠軟管、硅膠軟管接頭、三通、中間不銹鋼管、出水端不銹鋼管、接頭、洗浴下水管、混水閥、噴頭流出。

        儲(chǔ)水桶內(nèi)部產(chǎn)生的水垢落入集熱管的底部,由于熱水是從集熱管的底部流出的,故集熱管底部的熱水(水垢)可隨時(shí)排出。

        如果遇上寒冷的天氣,可將集熱管內(nèi)的水全部排空,避免了儲(chǔ)水桶和集熱管凍裂的現(xiàn)象。

        需要說明的是,熱水是從集熱管的底部流出的,既熱水流出位置在集熱器的最低位置。在通常情況下,太陽能集熱器的下水管路中是儲(chǔ)存滿水的,即打開混水閥,便有熱水流出,同時(shí),利用虹吸原理,集熱管的底部的水隨之流出。

        當(dāng)太陽能集熱器的下水管路中無水或水量較小時(shí),集熱管底部的水無法流出。此時(shí),有兩個(gè)解決辦法:

        (1)關(guān)閉淋浴噴頭,打開混水閥,啟用抽吸裝置,用手輪來回拉動(dòng)活塞幾下,抽吸裝置外殼體內(nèi)產(chǎn)生一定負(fù)壓,帶動(dòng)下水管路產(chǎn)生一定負(fù)壓,便可將集熱管的底部的水吸出,然后再打開淋浴噴頭,便有熱水流出。

        (2)將混水閥切換到上水位置,稍微上一點(diǎn)水,下水管路中便有了水,然后將混水閥切換到下水位置,下水管路中的水開始流出,利用虹吸原理,集熱管的底部的水隨之流出。

        當(dāng)然,太陽能集熱器的下水管路中無水或水量較小,這是極個(gè)別的情況,在通常情況下,太陽能集熱器的下水管路中是儲(chǔ)存滿水的,是能夠正常使用的。

        3? 結(jié)語

        方便排垢排空太陽能集熱器,避免了維修人員爬至樓頂清理太陽能集熱器水垢的麻煩,避免了損壞集熱管,省時(shí)、省力。

        在使用太陽能集熱器的同時(shí),集熱管底部的水垢可隨時(shí)排出。

        天氣寒冷的時(shí)候,可將集熱管內(nèi)的水全部排空,避免了儲(chǔ)水桶和集熱管凍裂的現(xiàn)象。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 劉洪緒.太陽能熱水器水垢的危害及解決辦法[J].太陽能,2010(8):61-64.

        [2] 劉洪緒,李小芬.太陽能熱水器水垢的解決辦法[J].現(xiàn)代家電,2010(6):65-66.

        [3] 梁篤榮.水垢對(duì)太陽能熱水系統(tǒng)的危害及解決措施[J].太陽能,2015(3):69-72.

        [4] 張義勝,李素云,張欣倪,等.一種太陽能集熱器排垢及排空裝置.CN 206618132 U[P].2017-11-7.

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