【正文】 電量為300度。為此，采用太陽能供熱不失為節(jié)約家庭開支的一種好舉措。使用太陽能熱水器，可以減少發(fā)電機(jī)廠的燃煤排煙量與燃?xì)鉄崴髋懦龅挠泻怏w，減少大氣污染，改善我們的居住環(huán)境，減少溫室效應(yīng)的危害，同時(shí)間接地減少煤礦工人的傷亡。5平方米太陽能熱水器有效生命期內(nèi)的減排數(shù)據(jù)熱水器面積減排二氧化硫減排碳氧化物減排煙塵減排二氧化碳（千克）1730（萬噸）50623039116723太陽能的開發(fā)利用為社會提供了大量的就業(yè)機(jī)會目前國內(nèi)有太陽能工廠約2000家，專業(yè)的產(chǎn)業(yè)工人有12萬人，提供安裝服務(wù)的經(jīng)營店、點(diǎn)約12萬個(gè)，服務(wù)人員36萬人，加上各種專業(yè)配套的工廠和供應(yīng)網(wǎng)點(diǎn)，據(jù)有關(guān)材料統(tǒng)計(jì)，太陽能光熱產(chǎn)業(yè)目前提供了大約250萬人的就業(yè)機(jī)會。實(shí)踐證明，太陽能熱水器是一種經(jīng)濟(jì)性好、安全性好、環(huán)保性好的“三好”產(chǎn)品，隨著新能源理念的加強(qiáng)，人們的生產(chǎn)方式、生活方式和社會管理方式的日趨生態(tài)化，太陽能的利用已經(jīng)得到全社會的認(rèn)識，太陽能熱水器也正在走進(jìn)千家萬戶。傳說三國時(shí)，關(guān)云長在長坂坡與劉備走散，帶著一隊(duì)兵馬一邊保護(hù)劉備的廉、糜二夫人，一邊找尋劉備。后來關(guān)云長與劉備會合了，劉備見到兩位夫人，不僅沒有奔波的疲憊，而且面色白皙嬌嫩，不禁大喜，一問才知是每天都洗“太陽水”的緣故。至于在幾千年來，人類利用太陽能曬食物，曬衣服，用太陽能加熱水，利用熱不平衡抽水等初級的太陽能利用已經(jīng)延續(xù)了幾千年。法國科學(xué)家卡諾和英國科學(xué)家開爾文提出的熱泵理論，為進(jìn)一步開發(fā)太陽能提供了理論基礎(chǔ)。世界各國除了在節(jié)約能源方面下功夫外，也將目光投向了新能源，其中太陽能是重點(diǎn)。在這種世界大形勢下，我國的有關(guān)部門和高等院校研究者也對太陽能利用作了初步的探討，其中典型的就是北京等地生產(chǎn)的鋁皮盒子，也稱燜曬罐式太陽能，這也是我國對太陽能利用的第一個(gè)工業(yè)化的產(chǎn)品。隨著石油危機(jī)的緩解，美、歐等國的太陽能企業(yè)紛紛停產(chǎn)，太陽能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入低谷。平板式技術(shù)也被我國相關(guān)研究所和企業(yè)引進(jìn)，在云南省獲得大面積的推廣和使用。因此，人們繼續(xù)尋找一種保溫效果好，在冬天能夠使用的集熱器。北京清華陽光太陽能有限公司和山東德州皇明太陽能公司發(fā)明了真空管家用太陽能熱水器，也就是我們今天常見的太陽能熱水器的樣式。從1996年開始，我國的江蘇，北京，山東，浙江，云南等省市都出現(xiàn)一些太陽能企業(yè)，比如北京的桑普、天普、江蘇的華陽、輝煌，河北的新奧，浙江的美大等，這些企業(yè)的進(jìn)入太陽能行業(yè)，對當(dāng)?shù)氐奶柲艿钠占捌鹆撕艽蟮耐苿幼饔?。在江蘇、山東、安徽、云南、浙江、河南等省太陽能的普及率已經(jīng)超過30%，還有一個(gè)可喜的現(xiàn)象，就是太陽能的普及從城市走向農(nóng)村，農(nóng)村的太陽能市場迅速擴(kuò)大，已經(jīng)超過城市。（我國太陽能的產(chǎn)量和保有量見表 0231）我國太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還體現(xiàn)在太陽能品種上。但是我國的太陽能工作者不斷克服困難，不斷創(chuàng)新，使得太陽能熱水器、太陽能熱水器配件、太陽能熱水器控制器、太陽能熱水器專用設(shè)備這四個(gè)主要方面的生產(chǎn)技術(shù)不斷提高，配套不斷完善，價(jià)格不斷下降。在太陽能集熱器方面，開發(fā)出直徑4570、甚至100的普通真空管集熱器、三高管集熱器、真空熱管式集熱器、真空對流管式集熱器、真空縮管徑集熱器等。在太陽能支架，太陽能端蓋、太陽能密封件、太陽能控制器、太陽能水泵和水暖配件、太陽能生產(chǎn)輔助配件等產(chǎn)品更是品種齊全，還在不斷地推陳出新，幾乎涵蓋目前人們生活環(huán)境下的太陽能光熱利用的方方面面。太陽能熱水器是一個(gè)包容當(dāng)代科技的新的產(chǎn)品，同時(shí)也是一個(gè)在當(dāng)代現(xiàn)代化環(huán)境下工作的一個(gè)機(jī)器，它所工作的環(huán)境和人們對它提供服務(wù)的要求都是以前其他類的家用電器生產(chǎn)和使用中沒有碰到的，所以對新技術(shù)的期望很高。另一方面，太陽能的研發(fā)理論這些年也在不斷發(fā)展。大批量的生產(chǎn)，大面積推廣，大面積使用為國內(nèi)太陽能領(lǐng)域的科技人員提供了獨(dú)有的試驗(yàn)場，取得了不少的科研成果。與此同時(shí)，以德國、以色列為代表的先進(jìn)國家在平板太陽能方面也取得較大的成績，目前歐洲生產(chǎn)的平板太陽能，在保溫，選擇性吸收材料、聚光吸收方面也取得很大的進(jìn)展，目前生產(chǎn)的平板式太陽能熱水器已經(jīng)可以勝任歐洲寒冷的氣候，保溫效果已經(jīng)接近于真空管熱水器。第三節(jié)、太陽能進(jìn)入快速成長期一、太陽能熱水器的普及進(jìn)入一個(gè)新的歷史階段2008年以來，隨著家用汽車在以中國、印度為代表的發(fā)展中國的進(jìn)一步普及，世界石油的價(jià)格不斷攀升，達(dá)到了每桶80美元左右，比2008年前翻了一番，并且還在不斷上升。同時(shí)，大量化學(xué)燃料的燃燒排放，致使全球環(huán)境日益惡化，引起了各國政府和人民的重視。隨著太陽能產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，用戶的不斷增加和客戶使用時(shí)間的延長，太陽能熱水器的優(yōu)越性逐步體現(xiàn)：節(jié)能、環(huán)保、安全。太陽能產(chǎn)品被中國和德國以及世界100多個(gè)國家的用戶接受和認(rèn)同。各國政策一覽表德國最高補(bǔ)貼可達(dá)系統(tǒng)造價(jià)的60%美國居民該項(xiàng)支出額的30%可以抵所得稅法國利用可再生能源和定型號熱泵設(shè)備的發(fā)電系統(tǒng)，其產(chǎn)品可以享受50%的稅額減免西班牙要求所有新建建筑必須安裝太陽能熱水器以色列任何高度低于27m的新建房屋必須安裝太陽能熱水系統(tǒng)澳大利亞每臺1000澳元的補(bǔ)貼瑞典政府將獎勵(lì)每臺1800美元到3000美元巴西、葡萄牙、荷蘭、奧地利等國家采用稅收激勵(lì)政策二、我國在開發(fā)太陽能方面走在世界的前列隨著太陽能的普及推廣，近5年來，我國的太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)飛速增長，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的太陽能熱水器產(chǎn)量和保有量均占世界的70%以上，我國已經(jīng)成為世界太陽能熱利用的第一大國（見表0231）。盡管這樣，我國的太陽能的普及率還不高，相當(dāng)部分地區(qū)仍在10%以下。以每人一平方太陽能的需求面積，社會保有量將達(dá)到12億平方米，以目前4000萬平方米的產(chǎn)量需要生產(chǎn)30年。1500由于我國的太陽能研發(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。從2006年我國大規(guī)模出口太陽能產(chǎn)品開始，世界上已經(jīng)有包括美國、西歐在內(nèi)的100多個(gè)國家和地區(qū)從我國進(jìn)口太陽能熱水器。我國已經(jīng)成為太陽能產(chǎn)品出口的第一大國。中央提出了“節(jié)能減排、科學(xué)發(fā)展”新時(shí)期我國國民經(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?？稍偕茉吹某墒炖糜种饕w現(xiàn)在太陽能利用和風(fēng)力發(fā)電這兩個(gè)項(xiàng)目上。我國目前已成為世界上最大的太陽能生產(chǎn)利用國家。其中昆明市、深圳市、天津市、海南省、煙臺市、青島市等數(shù)十個(gè)省、市、縣已經(jīng)出臺強(qiáng)制性普及太陽能的相關(guān)政策。2007年1月1日我國正式實(shí)施人大常委會通過的《中華人民共和國可再生能源法》，這項(xiàng)措施將大大推動太陽能的普及。我國北方已經(jīng)建成不少的太陽能供暖的建筑。在太陽能制冷方面已經(jīng)得到實(shí)際的應(yīng)用。第四節(jié)、從事太陽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，這是廣大太陽能工作者真實(shí)的工作寫照。雖有阻力，但是太陽能利用在廣大太陽能從業(yè)者的不懈努力下，憑著它本身的優(yōu)勢還是逐步發(fā)展起來了。很多太陽能的從業(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能熱水器出現(xiàn)故障無法維修、無配件更換）。但廣大的太陽能工作者在艱辛的工作環(huán)境中不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，終于迎來了太陽能大量普及的春天。由于缺少太陽能方面的專業(yè)知識和專業(yè)人員，嚴(yán)重阻礙了太陽能產(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)。所以在太陽能普及的形勢下，每個(gè)城鎮(zhèn)，每個(gè)鄉(xiāng)村都需要太陽能安裝維修人員，才能消滅“太陽能孤兒”現(xiàn)象，節(jié)能 、減排、環(huán)保工作才能取得成效。歐美等發(fā)達(dá)國家這些方面好一點(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。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，希望它能為太陽能同行提供一些幫助，使他們的創(chuàng)業(yè)之路越走越寬廣。嚴(yán)格按照本書的要求去做，產(chǎn)品安裝就不會出現(xiàn)太大的問題。第一章 太陽能的熱利用原理第一節(jié)、一般家用真空管太陽能熱水器一、太陽能熱水器總體構(gòu)成太陽能熱水器，如圖1111，圖1112，主要由太陽能真空管、保溫水箱和支架組成?，F(xiàn)舉一組最常用的太陽能熱水器的數(shù)據(jù)，供參考。 表1121一般家用太陽能熱水器的技術(shù)數(shù)據(jù)型號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。參考當(dāng)?shù)鼐暥燃?0176。真空管太陽能熱水器，如圖1111和圖1112 所示，一體式的太陽能熱水器，是當(dāng)前國內(nèi)用量最大的太陽能熱水器，因此也是本書敘述的主要內(nèi)容。 平板式太陽能熱水器，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)，尤其在德國等歐美國家，平板式太陽能熱水器得到較大的普及。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，使得太陽能光能可以更好的被真空管內(nèi)的水吸收。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。 采用真空管集熱器作為集熱單元的太陽能熱水器，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。所以真空管太陽能工程對控制系統(tǒng)的可靠性要求較高，平時(shí)的維護(hù)工作量較大。近年來由于太陽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，長度1800mm ；直徑 47mm，長度1500mm 。直徑58mm的真空管是47mm的派生品，熱效率較低，但自身儲水量較多，在高溫地區(qū)產(chǎn)水溫度較低，實(shí)際上也提高了太陽能熱水器的效率。目前還有一些派生的產(chǎn)品，如直徑58mm，長度2100mm ；直徑70mm，長度2000 ；還有直徑100mm，長度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。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。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。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，長度也不夠，都超出規(guī)定的范圍。第三節(jié)、保溫水箱和支架一、保溫水箱的材料組成太陽能水箱的基本結(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，這兩類的太陽能經(jīng)過十幾年的使用沒有出現(xiàn)漏水的致命性的故障。一般來說，內(nèi)膽板越厚，可靠性越高，但加工難度加大，材料成本上升。 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。 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)該成為今后太陽能產(chǎn)品的主要用材?？偟内厔菔浅杀静粩嘟档?，工藝水品不斷提高，適用范圍不斷擴(kuò)大。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 太陽能熱水器支架發(fā)展的情況表目前各種支架的優(yōu)缺點(diǎn)目前在太陽能行業(yè)大量應(yīng)用的主要有三種支架：鍍鋅噴涂彩色支架、不銹鋼支架和鋁合金支架，它們的特點(diǎn)如下： A、 鍍鋅噴涂彩色支架：，工藝水平比較高，成本比較低，造型美觀大方，太陽能安裝起來比較牢固，外形也比較美觀大方，受到廣大用戶的歡迎。支架本身較重，搬運(yùn)上樓安裝比較困難。用不銹鋼做支架當(dāng)然最理想，缺點(diǎn)是價(jià)格比較高，目前主要選用202的不銹鋼薄板，價(jià)格比304的便宜30%。成本處于不銹鋼和彩鋼之間，由于成本較高，支架不可能做的太寬，產(chǎn)品的外觀就不象彩板的外觀那么好。綜上所述，三種類型的支架各有其優(yōu)缺點(diǎn)，建議在北方比較干燥的地區(qū)，可用物美價(jià)廉的彩鋼支架；在南方潮濕多雨的地區(qū)，用鋁合金或者不銹鋼支架。根據(jù)電化學(xué)的原理，太陽能支架最易腐蝕的地方是接觸地面部分，目前已經(jīng)出現(xiàn)接