在太阳能热水器发展的二十几年中,始终缺少一种能有效解决管道冻堵难题的技术方案和相应产品。而采用电伴热带克服管道防冻,因其耗电大、存在失火危险等安全隐患受到限制;应运而生的管道排空技术因具备安全、节能等优点,得到太阳能热水器企业的认同,但目前仍然存在控制阀体技术不成熟、设计不合理等问题,导致形成管道排空阀“有行无市”规模化推广比较困难的局面。江苏晓红太阳能坚持技术创新,针对当前太阳能热水器管道排空防冻技术进行研发,取得了新的技术突破。
在排空技术发展初期,许多产品采用以电磁阀将管道与水箱进行截止并将管道里的水排空的技术设计,但随着使用时间的延续,电磁阀很快就“罢工”了。经过分析,是由电磁阀自身的结构特点导致的故障:电磁阀的关闭靠弹簧作用实现,太阳能热水器在使用过程中长时间、多频次的开闭使弹簧疲劳老化,不能很好闭合;也会因管道内存在水垢、沙粒等杂质导致电磁阀失效,造成管道堵塞。还有的产品是将阀体设计成电动机带动螺杆强制关闭的闸阀,但因为没有考虑阀体的使用环境,也以失败告终。造成这种故障的主要原因是,夏天正常情况下,水箱内水温经常可达到99℃以上,会形成水垢,一旦有一块水垢堵塞阀体就导致闸阀不能闭合。为了改善这种情况,有的企业采用了电动球阀方案,但因其球体材料的耐磨性能难以满足太阳能热水器经常开关的特殊要求,使用一段时间后出现关闭不严的现象,就开始漏水。
在洁具、水暖领域已被广泛应用的电动磁芯阀,因其阀芯采用氧化铝等材料经高温烧制而成,经过后期切割、成形、打磨,无论在强度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等方面都优于其他材质,即便被水垢阻塞,只要有足够的动力仍然不影响旋转开闭,使用寿命经试验验证可达50万次以上。但因其只是一个单纯的阀体,这样在冬季虽然管道排空了,但阀体本身却被冻住了。由此可见,排空阀的成功推广是一个系统的工程,必须结合热水器的使用环境、水质、阀体材料、耐高低温、电动机的功率、扭力等各方面因素综合考虑,设计出适合与热水器水箱xx结合的产品。
管道排空阀因其使用环境、使用寿命的约束,发生故障进行维修是不可避免的,厂家在设计之初就应该考虑现场安装、调试、维护、更换的可操作性。现在,大多数太阳能热水器企业都承诺为用户提供全天候服务,也经常会碰到急需维修的情况。在北方,冬季经常是北风凛冽,因此,必须在排空阀的设计上满足现场短时间、便捷更换的需要。实践证明,排空阀阀体采用插接式与水箱连接,要比螺纹连接维修快捷、简便得多,也便于现场维修。通用性阀体{zh0}将接口直接做成直径47mm的插入式接头,这样在大多数太阳能热水器预留的排污口、电加热口等位置都可以使用,且更换方便简单,有利于此项技术的推广和应用。此外,信号线缆也{zh0}采用防水插头连接以防氧化。此种方式的结构设计还有一个优点就是不容易造成冻堵,降低维修率。
阀体与水箱有机结合必将引起管道排空防冻技术的重大变革,为家用太阳能热水器的普及应用,乃至冬天好用铺平了道路。但是应该清醒地认识到,尽管现在阀体质量有了明显提升,使用寿命得到了很好保障,但终因使用环境严酷,对阀体的配套生产提出了更高要求。通过回访发现,在用户使用太阳能热水器过程中,使用环境和频次都不相同,在夏天使用频次一般相对较低。在一个水温相对较高的环境里,磁芯周围较容易附着水垢,阻碍阀芯旋转运行,因此采取必要的防垢措施无论对阀体自身的使用寿命还是热水器整体效果来说,都是有百利而无一害的。此外水箱内胆与阀体紧密接触,且在一个密闭的环境中,必须经得起90℃以上高温的考验,采用劣质材料或不考虑温度因素,都将对产品造成致命损坏。如电动马达烧毁或动力不足是常有的事,因此电动阀体的马达必须与阀体进行隔热处理且马达自身要耐高温。
随着太阳能控制技术的发展,及人们生活节奏的不断加快,自动化控制将成为一种时尚需求。太阳能管道排空防冻技术也毫无例外地适应这种潮流和需求而采用电动控制,否则既增加用户产品购买成本,也因使用不便不利于排空技术的推广应用。现阶段的排空阀控制xx于目前的单独控制阀体,诸如水温、水位显示,自动上水、自动排空等功能必需进行有效兼容。在实践中会经常遇到解决管路“U”型弯的问题,这在与太阳能一体化配套、自动化控制方案中也是首先要克服的。在程序设计上,必须将室内室外两个电动阀设计为不同步运行,即用水时室内排气阀优先开启便于管道内水流将空气压出,或者排气阀延时关闭都将有效解决室内管路“U”型弯的问题。“U”型弯的问题解决了,自动排空也就迎刃而解了。只要将控制程序设计合理,将管道排空与自动化控制有机结合,太阳能热水器的普及推广必将更上一个新台阶。