別墅型分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)如何應用

隨著國內消費者生活水平的提高，別墅逐步在高端人群中普及，舒適的洗浴生活成為這部分群體的追求趨勢。他們對熱水的應用已經(jīng)逐步從洗澡、洗衣、洗米、洗菜等普及到家庭沖浪、按摩浴缸、全面供應等。但是當前燃氣熱水器、壁掛電熱水器、普通太陽熱水器等都因為容量小，無法滿足多點供水、按摩浴缸、家庭沖浪等更高需求。別墅型分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)由于將太陽能建筑一體化技術與中央電熱水器進行優(yōu)化融合，節(jié)能環(huán)保、熱水恒溫充裕，在經(jīng)濟性能、使用效果、節(jié)能環(huán)保、安全可靠等綜合性能上具有獨特優(yōu)勢，更適合于在別墅建筑中應用普及。

1、分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)概念

上世紀90年代中期，“家庭熱水中心”的概念由西方引入中國，逐步演變?yōu)椤凹彝ブ醒霟崴到y(tǒng)”。它是一種全新的家庭生活熱水系統(tǒng)，具有多點供水、超大容量、水溫恒定和安全可靠的特點。特別是其多點供水的功能能夠通過連接多個出水口，將熱水送至不同的房間出水口，滿足多處同時供熱水的需要，它可以讓洗衣、洗菜、洗碗和洗澡用水同時并行，十分適合用水量大、節(jié)能意識強、家庭空間大的中高端消費群體。

按照使用能源的不同，中央熱水系統(tǒng)可以分為分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)、鍋爐式中央熱水系統(tǒng)、燃氣式中央熱水系統(tǒng)、熱泵式中央熱水系統(tǒng)等。分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)主要由太陽能集熱系統(tǒng)、中央熱水器儲熱水箱、多路管道配套系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等幾部分優(yōu)化組合而成，輔助能源基本上以電為主，因此水箱本身往往就是一個大型的中央電熱水器。與鍋爐式、燃氣式、熱泵式中央熱水系統(tǒng)相比較，分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)在安全性能、運行狀況、經(jīng)濟費用、社會效益等方面具有突出的綜合優(yōu)勢，是緩解能源危機的一種更有效的熱水供應技術。

2、分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)普及現(xiàn)狀

目前，在歐洲、北美等消費水平高的國家，家庭中央熱水系統(tǒng)普及率已達90%，普及容量以200L-300L為主，最大容量500L。隨著德國、西班牙等國家在太陽能應用上的強制性政策出臺，分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)也已經(jīng)廣泛普及。而在中國市場上，由于過去缺少超大容量水箱內膽制造技術以及社會消費水平限制，中央熱水系統(tǒng)只占熱水器銷售約5%的市場份額，多以鍋爐式、燃氣式為主，且容量集中在100L-250L之間。隨著國內消費者生活水平的提高，別墅群體在各大城市逐步興起，舒適的洗浴生活已經(jīng)成為這部分消費者的追求趨勢。隨著各品牌在中央電熱水器水箱技術上的突破，以及中國政府對太陽能應用推廣的逐步重視，具有超大容量、全面供水特性的分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)在中高端家庭群體中的普及成為太陽能市場未來的發(fā)展趨勢。

3、分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)的技術創(chuàng)新與突破

分體式太陽能集熱技術、中央熱水器水箱儲熱技術、智能控制多重保護技術、回水循環(huán)技術是分體式中央熱水系統(tǒng)的幾大核心技術，每個部分的緊密融合才能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。雖然我國的太陽能熱水器普及狀況國際領先，占據(jù)了全球近80%的推廣量。但是普通的太陽能熱水器仍然還存在冬天凍管、夏天炸管、水質不清潔、熱水分層、用前先放冷水的問題。而全玻璃真空管式中央熱水系統(tǒng)，在南方地區(qū)運行尚且穩(wěn)定，卻不適合北方、西部等嚴寒或溫差幅度較大的地區(qū)。綜合分析，超導集熱式分體式中央熱水系統(tǒng)更適合在復雜環(huán)境中的應用推廣。

分體式集熱技術是該套系統(tǒng)的核心技術之一。目前，我國真空管太陽能熱水器產(chǎn)品中，全玻璃真空管式熱水器占據(jù)了總產(chǎn)量91%。但由于真空管內自來水長期悶曬，對水質有不良影響，并且在嚴寒狀態(tài)下容易解凍或者炸管，冬天水溫低。采用了雙真空金屬超導熱管的分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)則不會出現(xiàn)上述的現(xiàn)象。超導熱管的集熱原理是：通過金屬芯片吸收熱量，管內不走水，利用傳導介質氣態(tài)導熱，液態(tài)回流。具體的過程為：當接收太陽光照射時，管內的金屬集熱芯片開始吸收太陽熱量，真空紫銅管內的液態(tài)導熱介質升溫后變成汽態(tài)，輸出能量，傳輸至金屬熱管的冷凝端處，冷凝端插在水箱內，把熱量通過導熱套傳遞給水。冷凝端傳遞出熱量后與熱管內存在溫差，汽態(tài)導熱介質變成液態(tài)回流，完成導熱全過程，整個導熱過程管內不進水、不走水，該管冷凝端最高承受溫度達300度，嚴寒-50℃也不會出現(xiàn)凍管的現(xiàn)象，單支集熱管破損不會影響整個系統(tǒng)的正常運行。確保了高溫上水不炸管、嚴冬氣候不凍管、熱管內壁無結垢、水質潔凈無污染。但是這種熱管成本是普通真空管的數(shù)倍，多在國外發(fā)達國家應用普及，在國內高檔別墅區(qū)應用普及較多，廣泛普及還需要一定的市場積累與技術突破。

中央電熱水器水箱是該系統(tǒng)的儲熱心臟。中央電熱水器水箱表面上看起來是水箱容量的變化,背后更體現(xiàn)出的是內膽制造技術的提升與突破。由于大立升搪瓷內膽科技含量高、投資規(guī)模大、工藝復雜，只有經(jīng)過多年的研制試驗才能夠生產(chǎn)出質量過硬的搪瓷內膽。國內品牌光芒也是歷時數(shù)年，才研制出全球最大的550L內膽，掌握了成熟的搪瓷技術。搪瓷內膽水箱以其突出的抗沖擊性、抗腐蝕性、抗熱變性等性能，實現(xiàn)了熱水器內膽的歷史突破。

中央電熱水器水箱的成功研制主要體現(xiàn)在搪瓷瓷釉參數(shù)、內膽反扣焊接技術、多重保護技術等方面的創(chuàng)新和突破。

(1)、搪瓷瓷釉參數(shù)。一是要求具有成熟的大立升內膽成形工藝。搪瓷內膽需要采用整體特殊拉伸與無縫焊接工藝，這樣才能保證內膽不易漏水與吸癟。國內具有搪瓷內膽技術的企業(yè)大多只具備10L-80L的內膽制造技術，100L-500L的內膽成形工藝多難以突破。偶有創(chuàng)新也存在內膽遇冷熱水交替破裂和掉瓷的現(xiàn)象。二是最佳搪瓷配比參數(shù)的摸索。搪瓷內膽主要由瓷層及專用搪瓷鋼板兩種原材料組成。搪瓷鋼板的選擇非常挑剔，其膨脹系數(shù)與搪瓷的膨脹系數(shù)必須相吻合，如果兩者系數(shù)相差太大，搪瓷的表面就會出現(xiàn)裂紋。目前市場上主推的搪瓷內膽，其中搪瓷的膨脹系數(shù)為297×10-7，與之匹配的專用搪瓷鋼板的膨脹系數(shù)則為320×10-7， 只有在搪瓷生產(chǎn)過程中還必須加入了適量的釉，使兩者的膨脹系數(shù)更為接近，才能保證冷熱交替過程中不會出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象的，更不會脫瓷。只有經(jīng)過多年的反復研制，才能夠真正找到鋼板、瓷釉、搪瓷溫度與搪瓷時間的最佳配比參數(shù)。

(2)、內膽反扣工藝的應用。國內10L-80L的搪瓷內膽技術采用的是內膽底端正扣技術。而500L搪瓷內膽水箱重量多達140kg，底端承受壓力很大。為了保證水箱的安全可靠，歐洲市場在水箱標準中明確要求內膽底端必須反扣。這是因為正扣底端是一點受力，單點受力過大，采用電加熱也容易產(chǎn)生共振，為家庭用水帶來安全隱患。而反扣的水箱底端則是周圈受力，即使壓力瞬間變大，底端會鼓出并有響聲提示，如果再配上泄壓閥，可以有效避免安全隱患的產(chǎn)生。

(3)、智能控制多重保護技術的融合。即使有了成熟的搪瓷技術與反扣工藝還不夠，還要將漏電保護、超壓保護、超溫保護、干燒保護、倒流保護、防銹保護等有效融合，充分保證水箱容量和性能的同步提升，這樣才能更好的保證整個系統(tǒng)的安全運行。

此外，中央電熱水器水箱本身就是一個大型的電熱水器，普通的熱水器水箱采用的是單極加熱方式，如果采用了雙極加熱技術就可以解決普通太陽能熱水器熱水分層的問題。雙極加熱就是在水箱的下端和中間都安置加熱棒，在優(yōu)先使用太陽能的前提下，根據(jù)陰雨天狀況、兩極點的溫度差以及用水量，可以自動選擇啟動一個或兩個電加熱，從而保證水箱內水溫的恒定。通過在用水點增加回水循環(huán)器，當溫度感應器測試到用水點的溫度低于設定值的時候，會將冷水送回水溫，可以保證出水點的水溫恒定，因此不會出現(xiàn)傳統(tǒng)太陽能熱水器忽冷忽熱的現(xiàn)象。

4、分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)應用注意事項

分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)涉及到建筑、設計、材料、裝潢等方面的知識，在安裝過程中技術要求較高。一是為了保證建筑的美觀性，熱水系統(tǒng)與建筑最好同步設計，建筑工程設計前期為太陽能預留管道線路，方便中央熱水系統(tǒng)的實施。二是冷熱水管選材上要選擇復雜環(huán)境條件下仍能有效工作的水管。目前，市場上高檔住宅區(qū)一般采用不銹鋼、銅等材質的水管，不會出現(xiàn)生銹、堵塞等問題，PPR管在普通消費者中廣泛應用，鋁塑管則容易凍裂，在市場上已經(jīng)反映出很多的問題，建議不要使用。三是保證水管與循環(huán)泵、集熱器、控制器、水箱等部件連接的緊密性，否則會出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。四是必須要專業(yè)人員安裝設計及維護，只有專業(yè)的設計人員才能保證系統(tǒng)的有效運行。

5、別墅型分體式中央熱水系統(tǒng)成普及趨勢

隨著“中央熱水供應系統(tǒng)”的潛移默化，也改變著人們的生活觀念和習慣。分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)是綜合節(jié)能環(huán)保系統(tǒng)，集熱器適合于多種建筑風格，安裝位置多樣化，或屋頂或陽臺，成為建筑美學的點綴，中央熱水器水箱容量充足、熱水恒溫、安全可靠，品質尊貴高雅。本套系統(tǒng)優(yōu)先使用了太陽能，符合國家對“綠色節(jié)能建筑”的政策要求，為城市節(jié)能建筑不可或缺的技術，是房地產(chǎn)商理想的配套產(chǎn)品，又可以為家庭和商務生活提供舒適的生活形態(tài)，一次投資，長期受益。據(jù)專業(yè)人士分析，未來幾年，集中供熱工程會成為太陽能銷售的主要方式，并會很快上升到50%的比重，其中分體式太陽能中央熱水系統(tǒng)會在在經(jīng)濟水平較高的中高端消費群體中逐步普及。這套系統(tǒng)在國內市場還處于初步發(fā)展階段，在我國城市市場會有廣闊的發(fā)展前景，在農(nóng)村地區(qū)的推廣還需要一定時間的市場積累和技術突破。