太陽能熱水器安全性問題解析

1、 在哥本哈根全球氣候大會上，中國向全世界宣布中國太陽能熱水器集熱面積居全球首位，國家對太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)的高度評價給行業(yè)發(fā)展注入了信心，指明了方向，意味著太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)已經(jīng)納入國家新能源發(fā)展戰(zhàn)略，太陽能光熱產(chǎn)業(yè)迎來了發(fā)展的春天。一、太陽能熱水系統(tǒng)安全性缺失的表現(xiàn)1.1太陽能熱水系統(tǒng)的安全事故一般存在以下幾個方面：1.1.1跑水：太陽能熱水器跑水問題是安全事故中的主要問題，全玻璃真空集熱管炸管可引發(fā)跑水，用戶忘記關(guān)閉閥門(或閥門失靈)可引起跑水，管道接頭老化損壞也可造成跑水等。1.1.2漏電：太陽能熱水系統(tǒng)當中考慮到光電兩用(也可以作為電熱水系統(tǒng))和防凍伴熱才引入常規(guī)電能。電加熱裝置的引入帶來了

2、漏電的隱患。而電加熱伴熱帶過熱或短路則可能引發(fā)漏電等安全事故。1.1.3塌架：太陽能熱水系統(tǒng)一般安裝在建筑物的屋頂和建筑外墻，太陽能集熱器的安裝則需要鋼結(jié)構(gòu)支架的支撐，支持系統(tǒng)的持久性影響到太陽能熱水系統(tǒng)的安全性。同時，安裝時的高空作業(yè)也可能引發(fā)人身安全事故。1.1.4雷電：太陽能熱水系統(tǒng)集熱器及輔配件部分屬于露天安裝，一般容易暴露于建筑物的避雷范圍外，可能在雷雨天氣引發(fā)雷擊造成損壞或傳導傷人。1.2太陽能熱水系統(tǒng)安全事故多發(fā)地區(qū)一般在嚴寒地區(qū)，突出的問題是：1.2.1真空管炸管，控制失靈。全玻璃真空集熱管在入冬前真空消失，入冬后沒有及時更換新管而凍爆，造成系統(tǒng)跑水?？刂破魇ъ`多因傳感器故障而

3、引發(fā)跑水。1.2.2農(nóng)村建筑失火。多數(shù)由于電伴熱帶質(zhì)量低劣、安裝不規(guī)范、接點過熱引燃管道保溫層，從而造成建筑物失火。1.2.3跑水結(jié)冰，冰柱傷人，損壞屋面。跑水結(jié)冰可能造成破壞屋面防水層，易引發(fā)屋頂漏水，并造成路面濕滑，影響人車通行的安全。跑水結(jié)冰后冰柱懸掛與屋面屋檐下，可能造成冰柱墜落傷人。二、太陽能熱水系統(tǒng)主要部件的安全性隱患及對策2.1太陽能集熱器常見隱患有全玻璃真空管型集熱器因真空管應力未 完全消除或因漏氣真空消失而引發(fā)炸管、集熱聯(lián)箱漏水；平板集熱器因水垢堵塞集熱管道或因嚴寒凍裂；U型真空集熱管內(nèi)管受水質(zhì)腐蝕等隱患；熱管集熱器導熱頭 高溫黏結(jié)或傳導介質(zhì)衰減等隱患。集熱器應從基礎性方面考

4、慮安全性隱患的解決辦法。全面貫徹國標和落實認證制度。嚴格按國家相關(guān)產(chǎn)品和工 藝標準執(zhí)行，重視設計過程的試驗環(huán)節(jié)，考慮在極端環(huán)境情況下的使用安全。在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)對原材料質(zhì)量嚴格把關(guān)，生產(chǎn)過程嚴格按照產(chǎn)品工藝要求及規(guī)范進行生 產(chǎn)制造，嚴控檢驗和抽檢環(huán)節(jié)，杜絕質(zhì)量瑕疵和設計缺陷。按照國標ISO9001：2000質(zhì)量管理體系進行控制，施行太陽能產(chǎn)品的認證標準，嚴要求、高標 準進行企業(yè)管理和產(chǎn)品控制。2.2保溫水箱保溫水箱一般在結(jié)構(gòu)設計、安裝位置、固定方式、水箱漏水等方面進行安全性防御。 儲熱水箱容量大小的劃分一般按照自身內(nèi)壓的承受能力、現(xiàn)場安裝條件的限制、水箱的使用用途不同等進行分類設計。水箱設置安裝

5、在樓頂時承重問題是設計人員 重要考慮的因素，一般都需要有專業(yè)的結(jié)構(gòu)設計人員進行核算。水箱設置在地下室時設計人員主要考慮水箱的空間位置、維修通道、溢水或排污通道等。2.3機電設備(泵、閥) 設備中常用到的是水泵和電磁閥。水泵在實際工程當中存在較多的問題是水泵凍裂、雜質(zhì)或水垢堵塞、長時間空轉(zhuǎn)過熱損壞電機、水封墊片老化漏水等故障。水泵 的安全使用主要多考慮揚程、流量、功率、防凍、防雨、噪音、適用水溫、水質(zhì)等使用條件，原則上可以安裝在室內(nèi)的水泵設備不進行露天安裝，水質(zhì)較差的地區(qū)要 加裝除垢器和過濾器裝置，并做好防凍保護。電磁閥在使用中經(jīng)常出現(xiàn)的問題是關(guān)閉不嚴或不能開啟兩種問題。關(guān)閉不嚴多為水流中雜質(zhì)、

6、水垢存留或密封墊片問題，不能開啟原因多為電磁線圈雨淋漏電損壞造成。電磁閥選用及安裝多考慮安裝條件、工作壽命、工作電壓、開啟狀態(tài)、適用的流體范圍(黏度和溫度等)。2.4管道 管道分室外和室內(nèi)兩部分。室外管道多考慮安裝方便性和耐壓強度，同時要求橫平豎直的安裝視覺效果。其中熱鍍鋅管、薄壁不銹鋼管、襯塑鋼管是室外管道安裝 的首選。襯塑鋼管對熱水有限溫要求，水溫過高后塑料熔化或老化脫落易造成管道堵塞問題。一般選用時考慮使用壽命、耐壓強度、耐冷熱溫度、熱脹冷縮系數(shù)、安 裝的方便性等。室內(nèi)管道可選用：薄壁不銹鋼管、熱鍍鋅管、PPR熱熔管、鋁塑管等，主要考慮管道的 壽命、耐腐蝕程度、安裝的方便性、成 本造價等

7、因素。PPR管道以安裝方便，使用壽命長，清潔耐腐蝕等特點。近年來新建建筑中室內(nèi)管道的安裝多被采用，但尤為注意的是對PPR的品質(zhì)和質(zhì)量的把 關(guān)，同時嚴格按照工藝要求熱熔連接，并按規(guī)范進行打壓試水試驗，否則易出現(xiàn)接頭漏水現(xiàn)象，給后期使用時帶來損失。2.5輔助熱源輔助熱源是作為太陽能熱水系統(tǒng)必不可少的一部分，因為太陽能系統(tǒng)受天氣狀況制約，如要獲得持續(xù)的、連續(xù)的熱媒體，必須有常規(guī)能源(電、煤、氣、油等)為燃料的加熱設備作為補充。 輔助熱源采用的較為多的是電加熱裝置。采用輔助加熱為電加熱裝置的系統(tǒng)要充分考慮用電的安全。電纜、電線的載荷電流是否滿足系統(tǒng)中最大功率工作時的要 求。同步考慮電力用電安全的其他要

8、求，我們一般采用的方式有：雙漏電保護、可靠接地保護、設備材料可散熱、防雨外罩、涮錫接線、消音減震等措施。采用其他常規(guī)能源(煤、氣、油等)或余熱利用裝置的加熱方式，相應又引入了其設備安裝、使用、操作、維護的安全性問題。2.6控制器控制系統(tǒng)為太陽能熱水系統(tǒng)的神經(jīng)控制中樞，它的執(zhí)行情況好壞也是系統(tǒng)安全性的關(guān)鍵。 控制器故障(多為傳感器故障)易造成水箱里的水不熱、管道凍堵、跑水等使用安全問題。市場上的控制器產(chǎn)品多采用單片機集成電路控制、工業(yè)儀器儀表控制和 PLC可編程序控制器控制。隨著PLC成本的降低和功能的加強，在使用上變得更加方便，PLC以其穩(wěn)定的運行性能和可靠快捷的運算速度，以及可實現(xiàn)人機對 話

9、和可以進行升級，逐漸將成為太陽能熱水系統(tǒng)主流的控制器產(chǎn)品。2.7其他安全問題太陽能系統(tǒng)在設計過程中還要考慮當?shù)氐臍夂蛱卣?，如水質(zhì)水壓是否正常，是否考慮除垢和增壓；當?shù)氐臍v史最低氣溫和風向、最大風力，是否考慮超強防凍措施和加強樓頂設備的固定措施等涉及到太陽能熱水系統(tǒng)運行安全性的問題。三、太陽能熱水系統(tǒng)安裝安全性的保證3.1要安全，先規(guī)范太陽能熱水系統(tǒng)的安裝應有專業(yè)的施工隊伍進行，并 配備相應的施工專業(yè)工種持證上崗，進行崗前安全教育培訓和技術(shù)交底。嚴格執(zhí)行各工序和設計圖紙的操作規(guī)范和工藝要求，做好相應的物資供應和后勤保障，嚴格 物資采購程序和物料保管措施，建立檢查和巡檢制度，規(guī)范例會和施工記錄。3

10、.2安裝過程中的安全性太陽能熱水系統(tǒng)很重要的一個環(huán)節(jié)就是安裝過程，安裝是執(zhí)行的具體過程，是否能按設計要求進行施工安裝，達到預期效果，安裝過程起決定作用。3.2.1人員安全和防火安全 太陽能熱水系統(tǒng)一般主要的操作平臺為樓頂，面臨高空作業(yè)的復雜環(huán)境，尤其要注意在安裝過程中的人身安全，做好相應的人身保護措施，一定要系好安全帶、戴 好安全帽、穿上防砸鞋等，準備好滅火器、防火毯等防火器材。不可違章操作，一旦發(fā)生事故，必將造成較大的生命和財產(chǎn)損失。2008年某地太陽能經(jīng)銷單位， 在太陽能系統(tǒng)的安裝過程中，曾出現(xiàn)過因違章操作、防護措施不到位而造成施工工人墜落的后果，給經(jīng)銷商和工人家屬造成了巨大的傷害，應引以

11、為戒，警鐘長鳴。3.2.2吊裝搬運中的安全性 安裝過程當中一般存在吊裝、搬運過程，此過程應嚴格按照吊裝規(guī)范操作，以免發(fā)生意外。2004年5月，某太陽能廠家施工單位在4層樓頂為節(jié)省成本而采取 人工用繩拉的方式進行6噸水箱吊運，當拉到4層樓頂女兒墻位置時因工人消耗了大量體力，一時無法將水箱越過女兒墻，而將水箱懸掛于墻外半空。此時，拉水箱 的麻繩因被墻體摩擦而變得很細，一旦體力不支或麻繩斷裂，水箱必將摔落樓下造成巨大危害。幸虧有附近正在進行建筑裝修的工人及時趕來協(xié)助，才解決了這場虛 驚。3.2.3安裝中的用電安全安裝過程中用電比較頻繁，焊接、切割、鉆孔、套絲等都涉及到用電的安全，安裝過程用電應設有專門的漏電開關(guān)箱，做好防雨、防漏電等防護，嚴格檢測線路的情況，應定期檢查并及時更換接觸不良的開關(guān)和絕緣效果不好的線路。3.2.4防風、防雷的安全性 安裝的集熱器陣列和保溫水箱，應進行加固和防風處理，確保達到10級以下風力的防風等級，并制作安裝維修檢查通道或爬梯，方便維護管理。安裝在樓頂?shù)匿?結(jié)構(gòu)支架和儲熱水箱都需要做好避雷措施(如果系統(tǒng)在建筑的避雷帶內(nèi)，一般可做與建筑避雷合并接地處理)。當集熱器或水箱高于建筑物高度時要按規(guī)范要求做專 門的避雷設施(做避雷針或