
中国西南地区由于受气候因素的影响,长期以来,太阳热水器没有得到很好的应用和推广,不少厂家的产品都未在该地区实现旺销,也有不少厂家的产品进入该地区后不久就“怨天尤人”地撤离。造成这一现象的根本原因是这些厂家的产品“水土不服”,不能适应该地区的气候。要使太阳热水器在该地区得到广泛应用和推广,就应根据该地区的地理、气候条件和特征来研发适合该地区使用的技术和产品。
西南地区的地理和气候特征
中国西南地区以盆地、山地、丘陵地形为主,北有黄土高原,南有云贵高原,西有青藏高原,东有巫山、大巴山,四周均是高山峻岭,又处于中国南北气候分界线附近,致使这一地区长期处于冷空气与暖湿气流交汇地带,夏季闷热潮湿,冬季阴冷多雨,春秋季则多云多雾,一年四季难有几个晴爽的天气,是中国日照时间最短,光照强度最差的地区。据相关的气象资料统计,重庆、四川、贵州三地区年日照时数仅1000~1400h/a,年辐射总量为3344~4180h/a。
该地区太阳能资源虽然缺乏,但煤炭、天然气资源却很丰富,居民和企业的生活、生产大都依赖这两种能源,然而其大量燃烧排放的CO2、SO2等有害气体,在多雾、多雨、潮湿的气候作用下又成为世界三大酸雨区之一。在该地区酸雨留下的斑驳“锈色”随处可见,尤以城镇、工业园区及其周边地区为甚。
技术改进措施
空气潮湿、酸雨严重、日照短、光照弱是阻碍太阳热水器在该地区应用与推广的主要因素。笔者通过对该地区气候的分析和对太阳热水器的研究,针对该地区的气候特征,对目前全玻璃真空管太阳热水器提出如下技术改进措施,供同行参考:
1.提高集热器的升温速度:
提高集热器的升温速度,也就是提高集热器的时效率。这项措施对日照长、光照强的地区不太重要,而对西南地区却尤为重要。西南地区秋末、冬季、春初的多云天气,一般日照好一点的时间在北京时间11时至16时,即晨雾散尽,暮气初起这4~5个小时的时间,因此,这就要求集热器必须在这较短的时间内,且日照不很好的情况下,加热所需加热的水。目前,进入西南地区的一些太阳热水器在这种天气情况下,不能将水加热到洗浴所需的温度。因此,提高集热器升温速度,是促进太阳热水器在西南地区应用与推广的关键。提高集热器的升温速度,可采取如下措施:
①增加集热器面积;
②采用吸热效率更高的吸热材料;
③改变集热器内部结构,加快热对流速度或热交换速度。
2.增强保温性能:
太阳热水器储水箱置于室外,在多雾、多雨、潮湿的气候条件下,其热损失率比其它气候环境中要大得多,散热速度也快得多,加之西南地区居民的洗浴习惯一般在北京时间19∶30~22∶00这段时间,水温散热时间就有5个小时左右,如热水器的保温性能差,会让本来就不很高的水温更达不到洗浴温度的要求。因此,增强保温性能,也是该地区对太阳热水器的一项重要要求。在现水箱结构下,增强保温性能,可从如下着手:
①增加水箱箱体的保温层厚度;
②减少水箱外接孔管,减少散热点;
③加强外接热元件的保温,特别是集热器与水箱连接处的保温;
④处理好热水管路的保温。
3.增设辅助电加热装置:
要使太阳热水器适应西南地区气候,并做到节能、环保、方便、实用、使用率高,就应增设其他辅助能源加热装置。增设辅助电加热装置,走光电合一之路,是一条简便易行之路。阴雨天的自然光虽然强度弱,但仍具有能量,太阳热水器的集热器同样能将其转换为热能,将水加热至一定的温度。在阴雨天气下,太阳热水器经过一天的集热,性能好的,水箱中的水温可比环境中的水温高出10℃~15℃,差的也能高出5℃以上。这种温度条件下的水,除可直接用作洗衣、洗菜等日常生活用水外,若再用辅助电加热装置,补充加热一段时间,就可用于洗浴了。因此,辅助电加热装置的增设,不仅能使太阳热水器适应西南地区的气候,而且在节能、环保、方便、实用和使用率等方面,将大大优于其他类型的热水器。
4.增强防腐性能:
太阳热水器安装在屋外,腐蚀性气体和液体是影响其使用寿命的大敌。西南地区酸雨严重,是世界三大酸雨区之一,因此,在该地区应用和推广太阳热水器应增强其防腐性能,对水箱外壳、支架及其与空气接触的元器件,均应采用防腐材料或作防腐处理。否则,三五年后,就将腐蚀殆尽,引起支架垮塌,带来危险。
结束语
太阳热水器若在上述方面得到有效的改进,将大大促进其在中国西南地区的应用和推广。
目前,地处西南地区的重庆赛能公司在这方面作了有益的尝试。该公司针对西南地区的气候特征,从改进玻璃真空管内部结构入手,研发出了拥有自主知识产权的“快速升温的太阳真空集热管”,其升温速度比普通全玻璃真空管提高20%;水箱箱体保温采用聚氨酯整体发泡,其厚度达70mm;在水箱中增设辅助电加热器,并采用了自己掌握的电子、电气、自动化控制方面的成熟技术,对其实施控制;所有与空气接触的元器件均采用防腐性能好的优质材料,使其研发生产的“赛能南极”太阳热水器具有全天候、自动化、升温快、抗酸雨等多项优越性能。经过一年多来的使用,完全适合西南地区气候,用户反映良好,有力地推动了太阳热水器在中国西南地区的应用和推广,在《人民日报》市场信息中心举办
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