太阳能热水器解决过热未来之路

真空玻璃管吸热率高、散热率低，致使其自身温度可高达280℃以上。太阳能热水器最大不同于电热水器或燃气热水器的地方：优点是太阳能热水器利用的能源是清洁的、免费的；缺点为太阳能具有不连续性和不可控性，你需要时它可能没有，你不需要时，它可能给你很多。 　　只要太阳升起，太阳能真空管就会自动收集热量，但这些热量如果你没有及时用掉（也许是因你离家旅游、也许是因你换房空置等），这些热量若没有办法及时的散失掉，热量就会累积，温度就会上升。如果温度上升超过100度，非承压的太阳能热水器就会“开锅”，产生水蒸汽排掉散热；承压系统的水压就会随温度升高而逐渐增大，常规的承压系统一般通过排水泄压降温散热。 　　但系统因各种原因没有了水的存在（比如因系统泄漏，比如我们离家时为了家里水系统的安全而关闭了水阀等），真空管式太阳能热水器温度会升高至系统无法承受的状态而至使系统损坏，尤其是承压分体系统，系统也可能因控制、传感器、循环泵等故障而不能及时把热量传入水箱，集热器部分温度会短时间内就可升至系统无法承受的程度。 　　如果有一个办法能让太阳能真空管在任何情况下最高温度都不超过200℃，那这个办法就是太阳能真空管获得新生的关键技术。但这个技术不能以降低太阳能真空管的热性能、降低太阳能热水系统的舒适性、增加过多的成本、减少热水器的适用范围为代价。 　　为什么会定义最高温度不超过200℃。我们知道：1、太阳能热水器密封件大多用的硅橡胶，硅橡胶使用温度最好不要超过200℃；2、分体太阳能热水器系统一般用乙二醇、丙三醇水溶液或导热油做为循环传热介质，乙二醇、丙三醇或油在200℃会发生碳化反应。 　　为解决“过热问题”用过的方法 　　试看一下，我们现在都用了什么办法试图去解决因太阳能真空管的高温而产生的过热问题。 　　办法1：系统非承压： 　　开口系统，这是我们大多传统真空管式太阳能的结构，有一根直通大气，当太阳能过多时，也就是太阳能超过100℃，水箱里的水“开锅”，排出蒸汽散热。 　　但这种系统存在的问题为： 　　A.降低了系统的舒适性。非承压的系统会给用户带来因水压不均衡而造成的水温波动问题； 　　B.降低了热水器的适用范围：这种热水器只能安装于更高处； 　　C.没有彻底解决“过热”问题，当热水器断水时，系统仍会出过热问题。 　　办法2：承压系统采用T/P阀： 　　T/P阀，即温度/压力安全阀，该阀的功能是当温度超过或压力超过设定的域值时，阀门打开，在太阳能热水系统中，一般域值温度为99℃，压力0.6MPa。 　　当前，绝大多数承压太阳能热水系统将该阀安装在水箱上，做为真空管式太阳能热水系统防“过热”的主要手段。 　　T/P阀是实现真空管式太阳能热水系统防“过热”的成本较低的可行手段，但这种可行性是有两个前提条件的：一是该太阳能热水系统不能断水，显然这一点是难以做到绝对的可靠，系统内缺水是有可能发生的（房屋长时间空置是要断开水路）；二是该太阳能热水系统要求集热器的热量能够可靠的转移到水箱内。 　　当前承压型的真空管式太阳能热水系统主要为两类，一类为自然循环式的，另一类为强制循环式的。自然循环式系统的可以相对可靠的将集热器的热量转移到水箱内，但这种系统安装与应用非常受限，一般只能屋顶或阳台安装。强制循环的真空管式太阳能热水系统是很难较好的保证集热器的热量可靠的转移到水箱去，传感器、控制器、循环泵等故障均会造成集热器的热量无法转移到水箱。 　　办法3：遮阳措施： 　　在系统可能过热时，去人为遮阳或被动自动遮阳。遮阳即为在集热器的表面用一覆盖物档住阳光，防止真空管继续吸热，以防止太阳能热水系统“过热”一种为人为遮阳，在长期不用时，人为采取措施将太阳能集热器上面的阳光遮挡，这种方式给消费者带来不安全感与麻烦。 　　另一种被动自动遮阳，当感知太阳能热水系统温度过高进，遮阳机构自动运行，遮住阳光，这方式的可靠性不高，遮阳机构的故障不能保证不发生。 　　办法4：改进太阳能真空玻璃管，使之具有低温区仍具有高效吸热的性能，高温区具有较差的吸热性能： 　　这种方法在技术实现有一定的难度，迄今为止还没有成功过，主要是降低了高温区的性能，随之而来的高温区性能下被下降。 　　研究人员试图在真空管的内表面涂覆可变色的的涂层，低温时，该膜具有好的吸热特性，高温时，该膜颜色变浅，吸热性能变差。但可惜的是这种类型的涂层的寿命无法保证长效。 　　另一种方法研究人员试图在双玻璃层内添加某种物质，使之在低温时具有极低的蒸气压，而在温度较高时，具有较高的蒸气压，即在高温区时双玻璃管内真空度下降，从而增加真空管在高温区的散热效果，但这种方式难点在于，第一这种物质比较难以寻找到，第二真空管在工作时，内表面温度高，外层管温度较低，物质蒸发后会冷凝在外表面上，造成真空管失效。 　　5解决“过热”未来之路 　　换一个角度思考问题。我们都知道有一个现象：内陆地区，尤其是沙漠地区，昼夜温差极大，就象我国的新疆“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”；而在沿海地区，昼夜温差相对较小。产生这种现象原因是地表的“热容”不同，沙漠地区地表的“热容”较小，贮存太阳能热的能力较差，有太阳，温度上升就快，没太阳，温度下降也快，造成昼夜温差较大；而没海地区，地表的“热容”相对较大，升降温均比较慢，昼夜温差也相对较小。