爱华网浅析分体式太阳能中央热水系统应用趋势
江苏光芒集团孙雷
摘 要：本文主要介绍了分体式中央热水系统的概念、原理、技术创新，指出了中央热水系统的普及趋势及需要注意的问题。
关键字：分体式太阳能、中央热水系统、建筑节能
The analyze of separated solar centrolizing heating system application trend
Jiangsu Gomon Group sunlei
Abstract：This article introduces the concept,principle,and the technological innovation of the separated solar centrolizing heating system. It points out the generalized trend and the problems which needed attention of the separated solar centrolizing heating system.
Keywords：Separated solar enengy , Centrolizing heating system , Energy-saving construction
作者简介：孙雷（1983—），男（汉族），江苏徐州人，扬州大学信息管理与信息系统专业，管理学学士，现工作于江苏光芒集团有限公司，主要从事太阳能市场研究与建筑节能推广工作。
未经允许，任何媒体不得转载，否则追求其责任。
正 文：
引 言
随着国内消费者生活水平的提高，别墅逐步在高端人群中普及，舒适的洗浴生活成为这部分群体的追求趋势。他们对热水的应用已经逐步从洗澡、洗衣、洗米、洗菜等普及到家庭冲浪、按摩浴缸、全面供应等。但是当前燃气热水器、壁挂电热水器、普通太阳热水器等都因为容量小，无法满足多点供水、按摩浴缸、家庭冲浪等更高需求。别墅型分体式太阳能中央热水系统由于将太阳能建筑一体化技术与中央电热水器进行优化融合,节能环保、热水恒温充裕，在经济性能、使用效果、节能环保、安全可靠等综合性能上具有独特优势，更适合于在别墅建筑中应用普及。
概念及普及现状
上世纪90年代中期，“家庭热水中心”的概念由西方引入中国，逐步演变为“家庭中央热水系统”。它是一种全新的家庭生活热水系统，具有多点供水、超大容量、水温恒定和安全可靠的特点。特别是其多点供水的功能能够通过连接多个出水口，将热水送至不同的房间出水口，满足多处同时供热水的需要，它可以让洗衣、洗菜、洗碗和洗澡用水同时并行，十分适合用水量大、节能意识强、家庭空间大的中高端消费群体。
按照使用能源的不同，中央热水系统可以分为分体式太阳能中央热水系统、锅炉式中央热水系统、燃气式中央热水系统、热泵式中央热水系统等。分体式太阳能中央热水系统主要由太阳能集热系统、中央热水器储热水箱、多路管道配套系统、智能控制系统等几部分优化组合而成，辅助能源基本上以电为主，因此水箱本身往往就是一个大型的中央电热水器。与锅炉式、燃气式、热泵式中央热水系统相比较，分体式太阳能中央热水系统在安全性能、运行状况、经济费用、社会效益等方面具有突出的综合优势，是缓解能源危机的一种更有效的热水供应技术。
目前，在欧洲、北美等消费水平高的国家，家庭中央热水系统普及率已达90%，普及容量以200L-300L为主，最大容量500L。随着德国、西班牙等国家在太阳能应用上的强制性政策出台，分体式太阳能中央热水系统也已经广泛普及。而在中国市场上，由于过去缺少超大容量水箱内胆制造技术以及社会消费水平限制，中央热水系统只占热水器销售约5%的市场份额，多以锅炉式、燃气式为主，且容量集中在100L-250L之间。随着国内消费者生活水平的提高，别墅群体在各大城市逐步兴起，舒适的洗浴生活已经成为这部分消费者的追求趋势。随着阿里斯顿、A.O.史密斯、光芒等在中央电热水器水箱技术上的突破，以及中国政府对太阳能应用推广的逐步重视，具有超大容量、全面供水特性的分体式太阳能中央热水系统在中高端家庭群体中的普及成为太阳能市场未来的发展趋势。
技术创新与突破
分体式太阳能集热技术、中央热水器水箱储热技术、智能控制多重保护技术、回水循环技术是分体式中央热水系统的几大核心技术，每个部分的紧密融合才能够保证系统的稳定运行。虽然我国的太阳能热水器普及状况国际领先，占据了全球近80%的推广量。但是普通的太阳能热水器仍然还存在冬天冻管、夏天炸管、水质不清洁、热水分层、用前先放冷水的问题。而全玻璃真空管式中央热水系统，在南方地区运行尚且稳定，却不适合北方、西部等严寒或温差幅度较大的地区。综合分析，超导集热式分体式中央热水系统更适合在复杂环境中的应用推广。
分体式集热技术是该套系统的核心技术之一。目前，我国真空管太阳能热水器产品中，全玻璃真空管式热水器占据了总产量91%。但由于真空管内自来水长期闷晒，对水质有不良影响，并且在严寒状态下容易解冻或者炸管，冬天水温低。采用了双真空金属超导热管的分体式太阳能中央热水系统则不会出现上述的现象。超导热管的集热原理是：通过金属芯片吸收热量，管内不走水，利用传导介质气态导热，液态回流。具体的过程为：当接收太阳光照射时，管内的金属集热芯片开始吸收太阳热量，真空紫铜管内的液态导热介质升温后变成汽态，输出能量，传输至金属热管的冷凝端处，冷凝端插在水箱内，把热量通过导热套传递给水。冷凝端传递出热量后与热管内存在温差，汽态导热介质变成液态回流，完成导热全过程，整个导热过程管内不进水、不走水，该管冷凝端最高承受温度达300度，严寒-50℃也不会出现冻管的现象，单支集热管破损不会影响整个系统的正常运行。确保了高温上水不炸管、严冬气候不冻管、热管内壁无结垢、水质洁净无污染。但是这种热管成本是普通真空管的数倍，多在国外发达国家应用普及，在国内高档别墅区应用普及较多，广泛普及还需要一定的市场积累与技术突破。
中央电热水器水箱是该系统的储热心脏。中央电热水器水箱表面上看起来是水箱容量的变化,背后更体现出的是内胆制造技术的提升与突破。由于大立升搪瓷内胆科技含量高、投资规模大、工艺复杂，只有经过多年的研制试验才能够生产出质量过硬的搪瓷内胆。国内品牌光芒也是历时数年，才研制出全球最大的550L内胆，掌握了成熟的搪瓷技术。搪瓷内胆水箱以其突出的抗冲击性、抗腐蚀性、抗热变性等性能，实现了热水器内胆的历史突破。
中央电热水器水箱的成功研制主要体现在搪瓷瓷釉参数、内胆反扣焊接技术、多重保护技术等方面的创新和突破。1、搪瓷瓷釉参数。一是要求具有成熟的大立升内胆成形工艺。搪瓷内胆需要采用整体特殊拉伸与无缝焊接工艺，这样才能保证内胆不易漏水与吸瘪。国内具有搪瓷内胆技术的企业大多只具备10L-80L的内胆制造技术，100L-500L的内胆成形工艺多难以突破。偶有创新也存在内胆遇冷热水交替破裂和掉瓷的现象。二是最佳搪瓷配比参数的摸索。搪瓷内胆主要由瓷层及专用搪瓷钢板两种原材料组成。搪瓷钢板的选择非常挑剔，其膨胀系数与搪瓷的膨胀系数必须相吻合，如果两者系数相差太大，搪瓷的表面就会出现裂纹。目前市场上主推的搪瓷内胆，其中搪瓷的膨胀系数为297×10-7，与之匹配的专用搪瓷钢板的膨胀系数则为320×10-7，只有在搪瓷生产过程中还必须加入了适量的釉，使两者的膨胀系数更为接近，才能保证冷热交替过程中不会出现裂纹现象的，更不会脱瓷。只有经过多年的反复研制，才能够真正找到钢板、瓷釉、搪瓷温度与搪瓷时间的最佳配比参数。2、内胆反扣工艺的应用。国内10L-80L的搪瓷内胆技术采用的是内胆底端正扣技术。而500L搪瓷内胆水箱重量多达140kg，底端承受压力很大。为了保证水箱的安全可靠，欧洲市场在水箱标准中明确要求内胆底端必须反扣。这是因为正扣底端是一点受力，单点受力过大，采用电加热也容易产生共振，为家庭用水带来安全隐患。而反扣的水箱底端则是周圈受力，即使压力瞬间变大，底端会鼓出并有响声提示，如果再配上泄压阀，可以有效避免安全隐患的产生。3、智能控制多重保护技术的融合。即使有了成熟的搪瓷技术与反扣工艺还不够，还要将漏电保护、超压保护、超温保护、干烧保护、倒流保护、防锈保护等有效融合，充分保证水箱容量和性能的同步提升，这样才能更好的保证整个系统的安全运行。
