冬季太陽能熱水器管路防凍的3個辦法

　　太陽能熱水器以其方便安全、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢贏得越來越多人的認可，然而，由于北方冬季外界氣溫比較低，上下水水管的直徑很小，大部分水管內(nèi)徑只有大約12mm左右，即使太陽能熱水器的戶外管路做了保溫處理，但由于沒有熱源補充，管路持續(xù)散熱，管路里的水會結(jié)冰，一旦結(jié)冰就造成太陽能熱水器水箱的水不能使用。造成太陽能熱水器冬天不能用的現(xiàn)象，影響了太陽能熱水器的銷售。

　　以前曾有有經(jīng)驗的太陽能用戶在太陽能熱水器室內(nèi)管路上安裝一個閥門，冬天的晚上將閥門打開，非常緩慢的將太陽能熱水器里的熱水放出，保證管路的水不至于結(jié)冰，可是這種方法不但浪費水，而且不便操作，筆者推薦幾種市場上常用的管路防凍措施，能有效地解決冬天管路凍結(jié)問題。

　　PVC套管

　　冬天絕大部分長江以北地區(qū)城市住宅都有暖氣，房子煙道(或排氣孔）的溫度可以達到10℃—16℃左右，加套PVC管這項技術(shù)正是利用建筑煙道內(nèi)的熱量加熱管路保證管路不凍的一種方式。

　　為保證熱空氣的流通順暢，PVC管直徑一般大于75mm，將PVC管深入煙道口內(nèi)0.5米左右。筆者建議PVC管內(nèi)管路總的橫截面積應(yīng)小于PVC管橫截面積的20%，現(xiàn)在PVC內(nèi)的水管大部分比較細，兩根上下水管每根直徑16mm左右，如果上下水管比較粗的話，要適當加大PVC管的直徑。

　　為了保證熱量的供應(yīng)，PVC管的各連接接口必須不允許漏氣，必要時需要用密封膠粘結(jié)；管路必須沿煙道一直傾斜向上至熱水器上下水口，中間不許出現(xiàn)“U”型反坡，以免出現(xiàn)熱空氣流通不暢；PVC管與熱水器接口處將PVC管口用保溫材料填實，與熱水器接口處留一通氣孔保證排氣通暢，排氣孔最好傾角45°并且朝南；對PVC管要進行保溫，尤其在管路比較長，環(huán)境溫度低于零下5℃的地區(qū)。

　　此技術(shù)簡單可行，筆者在內(nèi)蒙調(diào)研時，－25℃的環(huán)境下，熱水器管路仍然暢通，但是此技術(shù)也有一定的限制性：

　　因為PVC管路是順次連接，一旦出現(xiàn)管路漏水，檢修相當困難；

　　為了保證效果,一般在煙道口用巖棉或棉布等將煙道口周圍孔隙填實，這樣會對煙道的排煙功能有一定的影響。

　　因為煙道口內(nèi)空間有限，此種防凍方式適宜于集體安裝，多臺熱水器施工時應(yīng)根據(jù)距離遠近合理搭配取熱口的位置和數(shù)量。

　　由于煙道的熱量有限，即使對PVC管進行保溫，仍建議管路不可太長，以3米為限。

　　此技術(shù)僅僅適用有暖氣、有煙道的北方用戶。

　　防凍熱管

　　防凍熱管也是利用煙道內(nèi)熱量作為熱源開發(fā)的一種產(chǎn)品。防凍熱管是一種銅管或鋁管管內(nèi)充入相變介質(zhì)的重力熱管類型，介質(zhì)低溫時為液態(tài)，吸收煙道或通氣孔中的熱量后氣化，氣體向上，在此過程中不斷將熱量傳遞到溫度較低部位然后凝結(jié)成液體，在重力作用下液態(tài)介質(zhì)又返回熱管底端，如此往復(fù)，從而保證戶外管路與煙道內(nèi)溫度保持均衡，避免了管路凍結(jié)。

　　防凍熱管可穿安裝于上下水管道之內(nèi)或貼敷在管道之外，在煙道外的防凍熱管長度小于2米時，可以將熱管用膠帶固定在水管外部，安裝比較方便，當煙道外熱管長度大于2米時，將熱管固定在水管之內(nèi)，此時煙道內(nèi)的熱量傳遞給上下水管、水管將熱量傳遞給水，水再將熱量傳遞給熱管，雖然熱量轉(zhuǎn)換效率降低，但是防凍效果提高；另外煙道外熱管長度應(yīng)與煙道內(nèi)的熱管長度大致相等才能保證防凍效果。由于熱管是靠循環(huán)液的自身重力進行循環(huán)，所以安裝時戶外管路不允許出現(xiàn)反坡或波浪彎，必須與水平面保持10°以上的順坡角度。

　　該產(chǎn)品安裝方便，無使用成本，目前已有部分應(yīng)用。在環(huán)境溫度－30℃以上、保溫層厚度不低于4厘米情況下，維持管道不凍堵，每米室外管道需補充的能耗為4—5瓦，外徑￠6的熱管，導(dǎo)熱功率不低于48瓦。維持7米管道不凍堵是不成問題的，由于此產(chǎn)品屬于新興行業(yè)，試驗數(shù)據(jù)比較少，介質(zhì)的使用壽命有待考證，插在上下水管內(nèi)時會使管路流量減小，降低用水效果，室外管路超過7米以上的則不宜安裝。

　　電伴熱帶

　　電伴熱是用電補充被伴熱介質(zhì)所散失的熱量，從而達到所要求溫度的一種技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)。近幾年才應(yīng)用到太陽能熱水器上。

　　電伴熱帶一般由（導(dǎo)電）線芯、芯帶、護套、屏蔽層、防護層組成。芯帶是一種高分子聚合物，它是由多種材料和導(dǎo)電介質(zhì)組成，經(jīng)過各種特定的化學(xué)變化和物理處理之后擠出成型，在兩條平行導(dǎo)線之間組成的一條保持連續(xù)平行的加熱元件。

　　電熱帶接通電源后（注意尾端線芯不得相互連接），電流由一根線芯經(jīng)過導(dǎo)電的PTC材料到另一線芯而形成回路。電能使導(dǎo)電材料升溫，其電阻隨即增加，當芯帶溫度升至某值之后，電阻大到幾乎阻斷電流的程度，其溫度不再升高，與此同時電熱帶向溫度較低的被加熱體系傳熱。電熱帶的功率主要受控于傳熱過程，隨被加熱體系的溫度自動調(diào)節(jié)輸出功率，而傳統(tǒng)的恒功率加熱器卻無此功能。

　　1. 環(huán)境溫度降低時，導(dǎo)電通路多，功率高。

　　2. 環(huán)境溫度升高時，導(dǎo)電通路少，功率輸出減少。

　　3. 環(huán)境溫度升高到某一穩(wěn)態(tài)時，破壞了電路，電阻增高，功率接近零。

　　電伴熱帶在太陽能管路上使用時應(yīng)將伴熱帶平覆在熱水器上下水口至煙道口內(nèi)50cm左右的管路上，伴熱帶端部及與電源線連接處做好絕緣。當室外氣溫低于0℃時，給電伴熱帶通電，由于伴熱帶本身具有記憶功能，可以保證保溫管路內(nèi)的溫度保持在10℃以上，從而避免了管路凍堵。

　　電伴熱帶防凍近幾年才應(yīng)用在太陽能熱水器上，因其具有顯著的優(yōu)點，短時間就被絕大部分熱水器廠家和顧客接受，不需日常維護，運行費用低，能遠距離控制，無需去現(xiàn)場操作，加熱管路可以長達100米；一般情況下，不需控溫裝置即能自動有效地控制伴熱溫度，保證被加熱體系始終處于理想溫度范圍內(nèi)；發(fā)熱均勻可以纏繞，不怕重疊，無局部過熱，可以任意剪短，施工簡單、使用方便、安全可靠；不受地域限制，即使在零下40℃的地區(qū)仍然可以使用。

　　由于太陽能熱水器管路里面的水溫變化大(最高可以到100℃)，而電伴熱帶一年中多數(shù)時間內(nèi)處于閑置狀態(tài)，所以長期的冷熱沖擊對熱敏性的電伴熱帶的壽命和性能有一定影響；絕大部分電伴熱帶的使用電壓是220V，安裝時絕緣安全性能尤為重要，在一些安裝不規(guī)范的地方，每年都會發(fā)生電熱帶短路引發(fā)的著火事故，因此需要具有專業(yè)從業(yè)資質(zhì)的人員來安裝維護。

　　以上三種方法均具有安裝方便，價格低廉的特點，是目前太陽能市場上通常應(yīng)用的防凍措施，實際使用中各有利弊，但無論使用何種方式，安全可靠的將熱水傳輸?shù)礁鱾€用戶的用水閥門是非常必要和必須的。只有將熱水安全可靠的運輸?shù)轿?，保證用戶的使用，這才是一臺合格的熱水器。   （責編 蔣士樺）