【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 產(chǎn)銷值將超過1000億元，表 0231 我國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)量和保有量 年份產(chǎn)量（萬(wàn)平米）比上年增長(zhǎng)（%）保有量（萬(wàn)平米）比上年增長(zhǎng)（%）199835015001999500432000332000640282600302001820283200232002100022400025200312002050002520041350620024200515007500212006180020900020200723001130020083100125002009420014500產(chǎn)品大量出口太陽(yáng)能產(chǎn)品的性能不斷完善，使用用范圍不斷擴(kuò)大，我國(guó)光熱、光電產(chǎn)量已經(jīng)位居世界第一。由于我國(guó)的太陽(yáng)能研發(fā)水平不斷提高，目前已處于世界領(lǐng)先的地位，尤其是光熱產(chǎn)品，品種不斷增加。太陽(yáng)能熱利用的成果顯著，太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的不斷成熟，使得世界各國(guó)紛紛進(jìn)口中國(guó)產(chǎn)的太陽(yáng)能熱水器。從2006年我國(guó)大規(guī)模出口太陽(yáng)能產(chǎn)品開始，世界上已經(jīng)有包括美國(guó)、西歐在內(nèi)的100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)從我國(guó)進(jìn)口太陽(yáng)能熱水器。2009年，我國(guó)太陽(yáng)能熱水器的出口量已經(jīng)達(dá)到2億美元，100萬(wàn)平方米 ，出口80余個(gè)國(guó)家。我國(guó)已經(jīng)成為太陽(yáng)能產(chǎn)品出口的第一大國(guó)。政府和國(guó)民高度重視，太陽(yáng)能普及速度加快當(dāng)前，保護(hù)環(huán)境已經(jīng)為我國(guó)政府乃至世界所有國(guó)家所關(guān)注，能源危機(jī)又促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，節(jié)能降耗已成為各地政府的施政目標(biāo)，中央政府已經(jīng)提出在“十一五”期間單位GDP的能耗降低20%，能源總消費(fèi)量下降20%，溫室氣體排放減少10億噸的目標(biāo)，并鄭重向世界宣布。中央提出了“節(jié)能減排、科學(xué)發(fā)展”新時(shí)期我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新方針，從節(jié)能的角度分析，節(jié)能減排主要從兩方面著手：節(jié)能和可再生能源的應(yīng)用。通過節(jié)能挖掘的空間比較小，而可再生能源的利用的空間比較大，一般可占節(jié)能總效果的12%以上。可再生能源的成熟利用又主要體現(xiàn)在太陽(yáng)能利用和風(fēng)力發(fā)電這兩個(gè)項(xiàng)目上。實(shí)踐證明，在我國(guó)利用太陽(yáng)能產(chǎn)生熱水完全能滿足人們的洗浴和部分取暖的需求，而這方面的能量消耗要達(dá)到社會(huì)總能量的12%以上，國(guó)家正在醞釀?dòng)嘘P(guān)太陽(yáng)能利用的強(qiáng)制性政策。我國(guó)目前已成為世界上最大的太陽(yáng)能生產(chǎn)利用國(guó)家。自從石油漲價(jià)以來(lái)，中國(guó)加大了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的步伐，全國(guó)各省市正積極制定推廣使用太陽(yáng)能熱水器的各種政策：要求在房地產(chǎn)開發(fā)中要充分考慮到太陽(yáng)能的利用，新蓋的建筑物均應(yīng)考慮鋪設(shè)應(yīng)用太陽(yáng)能熱水器的供水管道。其中昆明市、深圳市、天津市、海南省、煙臺(tái)市、青島市等數(shù)十個(gè)省、市、縣已經(jīng)出臺(tái)強(qiáng)制性普及太陽(yáng)能的相關(guān)政策。國(guó)家對(duì)太陽(yáng)能下鄉(xiāng)實(shí)施了補(bǔ)貼政策。2007年1月1日我國(guó)正式實(shí)施人大常委會(huì)通過的《中華人民共和國(guó)可再生能源法》，這項(xiàng)措施將大大推動(dòng)太陽(yáng)能的普及。應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，前程十分遠(yuǎn)大目前，太陽(yáng)能利用范圍正在逐步擴(kuò)大，在全國(guó)目前在建的公用校舍、宿舍、病房已經(jīng)100%的采用了太陽(yáng)能供熱水。我國(guó)北方已經(jīng)建成不少的太陽(yáng)能供暖的建筑。太陽(yáng)能在食品行業(yè)的熱水、印染廠的熱水、輕工行業(yè)干燥用的熱油、服裝行業(yè)的蒸汽等方面都在逐步推廣。在太陽(yáng)能制冷方面已經(jīng)得到實(shí)際的應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能熱利用大量普及的有利條件下，我國(guó)的太陽(yáng)能科技人員正在全力以赴，攻克太陽(yáng)能熱發(fā)電這一人類急待攻克的科技堡壘，摘取近代科學(xué)技術(shù)的最璀璨的明珠。第四節(jié)、從事太陽(yáng)能工作的光榮和艱辛——出版本書的目的夏天烈日炎炎、渾身濕透，冬天雪花飄飄、寒風(fēng)刺骨；負(fù)重登頂，攀上踏下，這是廣大太陽(yáng)能工作者真實(shí)的工作寫照。從事該項(xiàng)工作確實(shí)艱苦，但節(jié)能、環(huán)保是一個(gè)偉大而又艱辛的工作，要有堅(jiān)強(qiáng)的信念和毅力。雖有阻力，但是太陽(yáng)能利用在廣大太陽(yáng)能從業(yè)者的不懈努力下，憑著它本身的優(yōu)勢(shì)還是逐步發(fā)展起來(lái)了。在太陽(yáng)能熱水器推廣的初期，太陽(yáng)能的故障率達(dá)到500%，也就說每一臺(tái)太陽(yáng)能一年內(nèi)要維修5次。很多太陽(yáng)能的從業(yè)者不得不采取逃避的手段，進(jìn)而產(chǎn)生了大量的“太陽(yáng)能孤兒”（即由于廠家倒閉或者經(jīng)銷商、代理商撤走使得太陽(yáng)能熱水器出現(xiàn)故障無(wú)法維修、無(wú)配件更換）。這里主要的原因就是太陽(yáng)能沒有得到合理可靠的安裝，也就是說技術(shù)上面還不過關(guān)。但廣大的太陽(yáng)能工作者在艱辛的工作環(huán)境中不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，終于迎來(lái)了太陽(yáng)能大量普及的春天。但由于太陽(yáng)能行業(yè)是一個(gè)新興的行業(yè)，相關(guān)的普及知識(shí)和技術(shù)總結(jié)的書不多，各學(xué)校也沒有培養(yǎng)這方面人才的專業(yè)。由于缺少太陽(yáng)能方面的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)人員，嚴(yán)重阻礙了太陽(yáng)能產(chǎn)品的普及工作，尤其是廣大農(nóng)村、中小城市，急需專業(yè)人員去開發(fā)。 太陽(yáng)能的特點(diǎn)是3分產(chǎn)品7分安裝，就是在如今可靠性大大提高的情況下，太陽(yáng)能的故障率還是大于其他的家用電器。所以在太陽(yáng)能普及的形勢(shì)下，每個(gè)城鎮(zhèn)，每個(gè)鄉(xiāng)村都需要太陽(yáng)能安裝維修人員，才能消滅“太陽(yáng)能孤兒”現(xiàn)象，節(jié)能 、減排、環(huán)保工作才能取得成效。 我們的產(chǎn)品出口到許多國(guó)家，對(duì)安裝和使用中出現(xiàn)的問題，當(dāng)?shù)厝送恢撊绾谓鉀Q，尤其是非洲等發(fā)展中國(guó)家，有些技術(shù)問題在中國(guó)已經(jīng)是常識(shí)，但他們不知道，所以故障就發(fā)生了。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家這些方面好一點(diǎn)，但由于沒有實(shí)踐的總結(jié)，一些問題也不懂得如何下手。所以，國(guó)外更需要這方面的知識(shí)。為了解決以上的問題，筆者用了4年的時(shí)間，總結(jié)了十幾年的經(jīng)驗(yàn)，寫成本書，希望它能為太陽(yáng)能同行提供一些幫助，使他們的創(chuàng)業(yè)之路越走越寬廣。應(yīng)該說明的是：太陽(yáng)能的技術(shù)是多方面的，本書提供的材料和方法不一定是最佳的，但可以保證，按照本書的方法安裝的太陽(yáng)能熱水器一定是好使用的。嚴(yán)格按照本書的要求去做，產(chǎn)品安裝就不會(huì)出現(xiàn)太大的問題。我們歡迎同行指正，同時(shí)給我們提供更多更好的技巧和方法。第一章 太陽(yáng)能的熱利用原理第一節(jié)、一般家用真空管太陽(yáng)能熱水器一、太陽(yáng)能熱水器總體構(gòu)成太陽(yáng)能熱水器，如圖1111，圖1112，主要由太陽(yáng)能真空管、保溫水箱和支架組成。 圖 1111 典型的真空管太陽(yáng)能熱水器二、太陽(yáng)能熱水器的基本參數(shù)一般家用太陽(yáng)能熱水器真空管數(shù)從16支管到46支管，水箱從150升到400升不等，真空管的直徑一般有47，58兩種主要類型，還有70，100等非主要類型，同一管徑中還分為1500、1800、2100等長(zhǎng)度的真空管，品種較多，現(xiàn)常用的有直徑47*1500、58*1800兩種規(guī)格，較常用的有58*2100，由于品種較多，建議盡量使用常有規(guī)格，以免真空管損壞無(wú)法補(bǔ)充?，F(xiàn)舉一組最常用的太陽(yáng)能熱水器的數(shù)據(jù)，供參考。以下為一組普通太陽(yáng)能的主要技術(shù)數(shù)據(jù)表1121。 表1121一般家用太陽(yáng)能熱水器的技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)JD20 JD24 JD30JDL20 JDL24 JDL30備注保溫桶內(nèi)徑 Φ330 Φ380通用標(biāo)準(zhǔn)保溫桶外徑Φ420 Φ470通用標(biāo)準(zhǔn)集熱管規(guī)格Φ471500Φ581800集熱管數(shù)量20 24 30 20 24 30水容量（升）150 180 220200 240 300水箱容量加50%真空管中的水容量產(chǎn)水溫度（℃） 4590東南沿海內(nèi)桶材料 SUB304 不銹鋼板 板厚δ= 廠家定外桶材料 彩色鋼板、鍍鋅噴涂板、不銹鋼板 板厚δ=用戶選定保溫材料 聚氨酯發(fā)泡支架材料 鋁合金支架、鍍鋅彩板支架、不銹鋼支架根據(jù)實(shí)地情況決定電加熱器220V 1500W 220V 3000W 集熱器與地面夾角 北方 45 176。 東南 38 176。參考當(dāng)?shù)鼐暥燃?0176。 三、家用太陽(yáng)能熱水器種類家用太陽(yáng)能熱水器主要分為兩大類：真空管太陽(yáng)能熱水器和平板太陽(yáng)能熱水器。真空管太陽(yáng)能熱水器，如圖1111和圖1112 所示，一體式的太陽(yáng)能熱水器，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)用量最大的太陽(yáng)能熱水器，因此也是本書敘述的主要內(nèi)容。隨著太陽(yáng)能技術(shù)的進(jìn)步，真空管熱水器也派生了不少新的品種，比如真空熱管式太陽(yáng)能熱水器，真空分體式太陽(yáng)能熱水器等等，但由于保有量較少，本書不進(jìn)行探討。 平板式太陽(yáng)能熱水器，同樣也分為一體式和分體式兩個(gè)大項(xiàng)，其中分體式占大多數(shù)，尤其在德國(guó)等歐美國(guó)家，平板式太陽(yáng)能熱水器得到較大的普及。由于在國(guó)內(nèi)家用產(chǎn)品中保有量很少，所以本書僅提及而已。第二節(jié)、真空管一、真空管集熱原理真空管的類型較多，我們著重介紹普通的真空管 真空管的構(gòu)造和原理 真空管（見圖1211）是一個(gè)雙層玻璃管，中間抽真空，表層的外玻璃管一般由透光性好，抗沖擊的高硼硅玻璃制成，內(nèi)層玻璃表面鍍上一層選擇性吸收材料，使得太陽(yáng)能光能可以更好的被真空管內(nèi)的水吸收。自然界也有一些吸熱的好材料，比如說表面黑色的物體 ，吸收陽(yáng)光率可達(dá)95%以上，但是它的反射率（可以理解為散熱性）也很高，這樣吸收的太陽(yáng)能大部分都被散射掉了。選擇性吸收材料就可以達(dá)到高吸收率96%，低反射率低于（3%）的效果。兩層真空管之間采用真空方法隔離，防止熱量通過玻璃表面散失。 采用真空管集熱器作為集熱單元的太陽(yáng)能熱水器，由于真空的保溫效果好，因此其特點(diǎn)是集熱效果好，在寒冷的冬天能正常產(chǎn)熱水；不易結(jié)垢，產(chǎn)品的壽命比較長(zhǎng)。缺點(diǎn)是真空管比較易損壞，尤其在空曬的情況下，真空管在幾分鐘內(nèi)內(nèi)部溫度就可能達(dá)到300度，如果這個(gè)時(shí)候碰到?jīng)鏊?，真空管就?huì)出現(xiàn)爆裂；真空管一漏水，整個(gè)系統(tǒng)就不工作了。所以真空管太陽(yáng)能工程對(duì)控制系統(tǒng)的可靠性要求較高，平時(shí)的維護(hù)工作量較大。家用太陽(yáng)能由于設(shè)計(jì)比較合理，不容易出現(xiàn)空曬，一旦正確安裝后，極少出現(xiàn)炸管現(xiàn)象。近年來(lái)由于太陽(yáng)能的工作者不斷努力，真空管熱水器的可靠性不斷提高，二、真空管的規(guī)格和派生的產(chǎn)品常用的真空管的規(guī)格有兩種：直徑58mm，長(zhǎng)度1800mm ；直徑 47mm，長(zhǎng)度1500mm 。直徑47mm 的真空管啟動(dòng)比較快，熱效率較高，是依據(jù)最科學(xué)的數(shù)據(jù)制造的，比較適合環(huán)境溫度比較低的地區(qū)使用。直徑58mm的真空管是47mm的派生品，熱效率較低，但自身儲(chǔ)水量較多，在高溫地區(qū)產(chǎn)水溫度較低，實(shí)際上也提高了太陽(yáng)能熱水器的效率。在南方地區(qū)使用較合理。目前還有一些派生的產(chǎn)品，如直徑58mm，長(zhǎng)度2100mm ；直徑70mm，長(zhǎng)度2000 ；還有直徑100mm，長(zhǎng)度2000mm 的熱管等，但這些都不是主流的產(chǎn)品，安裝后配件較少，維修比較困難。三、真空管好壞的鑒別真空管是太陽(yáng)能的心臟，真空管的好壞直接影響到太陽(yáng)能熱水器的使用壽命和使用效果。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)提出以下幾條：材質(zhì)上分析：好的真空管是采用高硼硅玻璃制作的，透光性好，耐沖擊，遇到突冷突熱的水不容易炸裂，直觀看上去比較透亮。重量上分析：好的真空管比較重，這樣它的機(jī)械強(qiáng)度比較好，受到各種的沖擊，不容易破碎。表面上分析：好的真空管沒有劃痕，裂痕，管的內(nèi)外干凈，說明生產(chǎn)管理好，清洗干凈，沒有磕碰現(xiàn)象存在。一般地看，好的真空管的鍍膜純正光亮，有深藍(lán)色的光影，同一批產(chǎn)品的顏色一致性好，但由于各廠的選擇性涂料的配方不一樣，色澤和亮度有很大的區(qū)別。從尺寸上看，好的真空管直徑在標(biāo)準(zhǔn)直徑范圍，，差的真空管一般直徑都比較小，長(zhǎng)度也不夠，都超出規(guī)定的范圍。 四、真空管的基本數(shù)據(jù)下面是一組真空管的數(shù)據(jù)，圖1241，1242 和表1241，供參考。第三節(jié)、保溫水箱和支架一、保溫水箱的材料組成太陽(yáng)能水箱的基本結(jié)構(gòu)如圖1311內(nèi)膽，保溫水箱的內(nèi)膽一般采用SUB304食品級(jí)的不銹鋼生產(chǎn)，名牌工廠生產(chǎn)的厚一點(diǎn)， 左右，這兩類的太陽(yáng)能經(jīng)過十幾年的使用沒有出現(xiàn)漏水的致命性的故障。，新安裝的產(chǎn)品也沒有出現(xiàn)漏水的故障，但有部分產(chǎn)品出現(xiàn)成批在一年內(nèi)漏水的現(xiàn)象。一般來(lái)說，內(nèi)膽板越厚，可靠性越高，但加工難度加大，材料成本上升。外殼，一般采用的材料有：不銹鋼：選用比較便宜的不銹鋼板，如20202等型號(hào)薄板制作，這種產(chǎn)品在太陽(yáng)能普及的早期和當(dāng)前的農(nóng)村比較受歡迎，這種產(chǎn)品的缺點(diǎn)是成本較高，存在光污染糾紛的問題。 彩色鋼板：這是目前采用最廣泛的外殼材料，它的外殼顏色多樣，可以印上標(biāo)記花紋，變化多，好的彩板由于選用優(yōu)質(zhì)鍍鋅板，經(jīng)多層涂料處理，使用壽命一般可達(dá)70年。 鍍鋅板噴涂外殼：在較大的工廠采用較多，因?yàn)橐度胍惶妆容^大的噴涂處理設(shè)備，這種外殼的壽命一般在10年左右，優(yōu)點(diǎn)是成本低。 彩板和噴涂板都不存在光污染的問題，加上成本低于不銹鋼外殼，應(yīng)該成為今后太陽(yáng)能產(chǎn)品的主要用材。二、支架支架的發(fā)展：自太陽(yáng)能開始進(jìn)入家庭十幾年來(lái)，太陽(yáng)能的支架發(fā)生了很大的變化，從最初的角鋼支架，發(fā)展到今天的鍍鋅噴涂支架，隨著太陽(yáng)能的需求不斷提高，支架也在不斷發(fā)展。總的趨勢(shì)是成本不斷降低，工藝水品不斷提高，適用范圍不斷擴(kuò)大。以下我們提供一個(gè)太陽(yáng)能熱水器支架發(fā)展的情況表供參考，見 表1131。年代主流支架情況96年前角鋼96年～2002年方形不銹鋼型材，不銹鋼板折彎 2003～2005年不銹鋼折彎，鋁合金，鋁合金沖壓件2005～今鋁合金，鍍鋅鐵板沖壓件，鍍鋅鐵板沖壓件和鋁合金配合件 表1131 太陽(yáng)能熱水器支架發(fā)展的情況表2