?? 一、 核心防凍措施(防止系統凍壞是前提)
選擇合適類型的集熱器:- 真空管集熱器: 這是目前最適合寒冷地區的主流選擇。真空玻璃管夾層內的真空狀態有效隔絕了熱傳導和對流,保溫性能極佳,即使在零下幾十度的低溫下,只要管內見光,就能迅速升溫("熱得快、凍得慢")。其內部不走水,水在連箱或水箱內,大大降低了凍管風險。
- 平板集熱器(需特殊設計): 傳統平板集熱器在嚴寒地區易凍壞。但選擇防凍平板集熱器(使用防凍液作為傳熱介質,通過換熱器加熱水箱中的水)或具有排空/回流功能的平板系統也可以使用。
采用防凍運行系統:- 排空防凍系統: 系統在夜間或低溫時自動將集熱器和管道中的水排空到水箱或專門的排空罐中,確保管路無水可凍。這是最徹底的防凍方式,尤其適合平板集熱器或對防凍要求極高的地區。缺點是系統復雜,成本較高,且每次啟動需要短暫冷水。
- 回流防凍系統: 系統在循環泵停止工作(如下午停止集熱后或溫控停止時)時,依靠重力或一個小型回流泵,將集熱器和管道中的水自動回流到保溫水箱中,避免滯留在室外管路中凍結。這是真空管系統常用的經濟有效防凍方式。
- 防凍液循環系統(二次循環系統): 在集熱環路中使用低冰點防凍液(如丙二醇溶液)作為傳熱介質。防凍液在集熱器中被加熱,流經水箱內的換熱器(盤管或夾套)將熱量傳遞給水箱中的水,自身冷卻后流回集熱器。水箱中的水始終不進入室外集熱循環管路,徹底杜絕凍管風險。這是平板集熱器在寒冷地區最常用的方案,也適用于真空管系統(尤其大型系統)。
管道電伴熱帶保溫:- 對于必須暴露在室外的水管(如下循環管、上循環管、部分冷水/熱水管),必須包裹高質量的保溫材料(如橡塑保溫管、PEF保溫管),并在保溫層內加裝自限溫電伴熱帶。
- 電伴熱帶在溫度低于設定值(如5°C)時自動啟動,提供熱量防止管道結冰。溫度回升后自動停止,節能安全。這是防止管道凍結的最后一道重要防線,務必選擇質量可靠的產品并由專業人員安裝。
?? 二、 提高集熱效率與保障熱水供應
優化集熱器角度和位置:- 冬季太陽高度角低,適當增大集熱器的安裝傾角(比當地緯度大10-15度),使其更垂直于冬季陽光,最大化吸收太陽輻射。
- 確保無遮擋: 清除集熱器表面的積雪、落葉、灰塵等任何遮擋物。冬季陽光寶貴,任何遮擋都會顯著影響效率。考慮安裝位置避免冬季建筑物或樹木的陰影。
加強水箱和管道保溫:- 水箱保溫層加厚: 選擇保溫層更厚(通常要求≥50mm,寒冷地區可能需要更厚)、保溫材料性能更好的水箱(如聚氨酯整體發泡)。檢查舊水箱保溫是否完好,如有破損及時修補或更換。
- 管道保溫全覆蓋: 所有室外和室內非采暖區域的管道(包括冷水管、熱水管、循環管)都必須包裹高質量的保溫材料,并確保保溫層連續、密封、無破損。管道閥門、接頭等薄弱點也需重點保溫。
合理使用輔助加熱:- 這是保障冬季熱水供應的最關鍵措施之一。當太陽能不足(如連續陰雨天、雪天)或熱水需求量大時,啟動輔助加熱。
- 電加熱棒: 最常見、安裝簡便。直接插入水箱中加熱。需注意功率匹配和用電安全。可配合智能控制器,在設定水溫低于某值且太陽能不足時自動啟動(如設定在下午4點后或水溫低于45°C時),也可手動控制。
- 燃氣/燃油輔助加熱器: 通過換熱器加熱水箱中的水,或作為獨立熱水源與太陽能水箱串聯/并聯。加熱速度快,運行成本可能低于電加熱(取決于當地能源價格),適合燃氣方便且熱水需求量大的家庭。需要專業安裝和排煙設施。
- 空氣源熱泵輔助: 能效比高,運行費用相對較低。可作為獨立系統與太陽能水箱串聯,或使用熱泵專用水箱。在低溫環境下效率會下降,但仍是較節能的選擇。
- 與現有鍋爐/壁掛爐聯動: 將太陽能系統作為預熱,當太陽能水溫不足時,由鍋爐/壁掛爐補充加熱至設定溫度。
- 策略: 優先利用太陽能,盡量在白天有陽光時加熱并儲存足夠熱水。輔助加熱主要用于補充和保底,可設置為在夜間低谷電價時段啟動(如有分時電價),或根據用水習慣定時啟動。
調整用水習慣:- 錯峰用水: 盡量在白天或傍晚(太陽能加熱后)使用大量熱水(如洗澡、洗衣)。避免在清晨(水溫最低時)集中大量用熱水。
- 節約用水: 冬季使用節水型花灑、龍頭,縮短洗澡時間等,減少熱水總需求量。
定期維護與檢查:- 清理水垢: 水質硬的地區,水箱和電加熱棒容易結垢,嚴重影響加熱效率和壽命。定期(1-2年)清洗水箱和除垢。
- 檢查保溫: 入冬前檢查水箱和管道保溫層是否完好無損,及時修補。
- 檢查伴熱帶: 入冬前測試電伴熱帶是否正常工作。
- 檢查控制器和傳感器: 確保溫控器、水位傳感器、循環泵等正常工作,參數設置合理。
- 檢查防凍液(如使用): 定期檢測防凍液的冰點、PH值和濃度,必要時更換或補充。
? 三、 應對極端天氣
- 大雪后: 及時清除集熱器表面的積雪。注意安全,避免滑倒或損壞集熱器。
- 極寒預警: 如遇極端低溫預警(如-20°C以下),且系統非排空或防凍液系統,可考慮:
- 排空: 如果系統設計允許,手動將水箱和管道中的水排空(需關閉進水閥,打開所有出水口和排氣閥)。
- 保持小流量運行: 在夜間極低溫時,稍微打開一點熱水龍頭,讓溫水緩慢流過管道,防止凍結(此法較浪費水,非必要不推薦)。
?? 總結關鍵點
防凍是基礎: 務必根據當地氣候選擇合適防凍方案(真空管+回流/排空,或防凍液系統),并做好管道保溫與電伴熱。
保溫是保障: 水箱和管道的高質量、完好保溫是減少熱損失的關鍵。
輔助加熱是核心: 正視冬季太陽能不足的現實,合理配置和使用電、燃氣或熱泵等輔助加熱設備,確保熱水供應穩定。
維護是關鍵: 定期檢查、清理、保養系統,確保其處于最佳工作狀態。
合理使用: 結合天氣和太陽能情況,調整用水時間和習慣。
通過以上綜合措施,太陽能熱水器完全可以在冬季低溫環境下安全、穩定地提供生活熱水,顯著降低對常規能源的依賴。選擇質量可靠的產品、專業規范的安裝以及用戶正確的使用和維護至關重要。????