摘要：  本文针对真空集热管太阳热水器存在的问题，简述了改进创新设计思路，提出了在高寒地区气候环境下，如何降低热损，克服冻堵的具体应用手段，以及完善检控措施，提升品质功效，优化结构设计的见解。

关键字：  太阳热水器，  真空集热管

本文针对真空集热管太阳热水器存在的问题，简述了改进创新设计思路，提出了在高寒地区气候环境下，如何降低热损，克服冻堵的具体应用手段，以及完善检控措施，提升品质功效，优化结构设计的见解。

作为衡量小康生活的水准之一，体现文明社会的进步标志，热水天天有，洗浴随时行。在能源日益紧缺而能耗与日俱增的当今世界，在污染日加严重环境备受瞩目的现实面前，政府的政策法规与管理力度逐步强化，公众的生态理念与环保意识日趋成熟。以节能、环保著称的太阳热水器，正在被人们普遍地接受。以廉价、节能的效果作用，为家庭提供生活热水，基本满足用户愿望。而性能稳定可靠，方便简约实用，能量达标与品质升级的需求，呼唤技术创新服务规范。家庭系列品种齐全，工程系列各有千秋。

1背景技术、产品市场现状

为“初级阶段”的生活水准及标准要求所限，受传统习惯消费心理的影响，被现有住房和在建新居的结构户型制约，形成了家庭分立式机型为主的市场状况。因政策调整扶持力度尚弱，房屋开发商的配合介入不够，加上相关行业的标准制定错位影响，受规模开发回报周期长，巨额融资的机制体制不尽完善配套等不确定因素所限，与建筑和谐统一的示范工程寥寥无几。除少数厂家在结构形式上有所改进突破，并获得知识产权保护外，多数厂家把主要精力放在承揽集中供热水系统。因工程利润高，积累相对快，忽视了家庭分立式机型的升级改进。所推出的工程型措施手段，又多以“躲藏”隐蔽型或“贴附”粘联型出现，与建筑整体亲和性缺少实质创新。从和谐统一型向融合共铸型的进步，是建筑风格与功能效果一体化的高级形态。这方面较好的范例，当属昆明新迎太阳能设备厂的新元热板。

与建筑结合走一体化之路，对大多数中小整机生产企业来说，在短期内是可望而不可及的，而基数庞大的现有住房及在建新居，自然给他们提供了施展才能的天地。经销商多采用双管路设计，沿用溢流管形式安装，不推荐计量器具使用，避免麻烦。(这里有性价比不合理，技术工艺差，设计水平低等原因)。消费者因信息闭塞，缺乏相关知识，不熟悉产品性能功效，被动接受。售后服务意识淡漠，保障责任观念不强。生活水准的提高，健康观念的重视，工作学习节奏的加快，追求高质量、高品位的消费时尚逐渐风行。现有产品存在的不足与弱点，在缺电、少气的边远地区使用，尚不为憾，在电网不及的大漠、海岛条件下居住享用，显得一枝独秀。然而在多种能源条件具备的城市，其不容回避的弱点，使自身的优势大打折扣。比起燃气热水器的技术成熟度，使用即时性;比起电热水器的享用舒适度，操作方便性;仅仅一个操作使用不方便，就足以令消费者止步不前、移情别恋。在鱼龙混杂的商海大潮里，移花接木的交易氛围下，偷工减料，粗制滥造，恶性拼争，低价倾销。劣质产品充斥市场，虚假广告浮夸误导。倘若在品质、性能、功率上缺少创新，在服务保障环节中不上台阶，在行业管理、自律方面规范乏力，那么产销滑坡，市场竞争受挫的尴尬局面出现，也只是时间长短而已。

家庭分立式机型，因设计有欠严谨周至，不妥之处尚多。除箱容存量不清，水温调控无据，贮水早晚制约，用水冷热相混的固有弱点外，光热利用有欠，享用听天由命，强电伴热隐患，风阻无功热损的不足日渐凸显。

若在高纬地区推广应用，年均日照强，光辐射值高，有着理想的光热能量条件。然而冬季的北国，风大、多雪、强寒流是三北特点，涨箱、吸瘪、冻裂管亦时有发生。防冻关依然是高寒地区安装使用的瓶颈之一，保温防冻措施，受限于房屋构造先决条件的制约，不尽如意。水垢严重的实际状况和检测技术的手段滞后，直接影响计量器具在太阳热水器上的普及应用。闭环状态下的能耗过大，意外停电造成的管路冻堵，结冰应力导致的裂管，上电融通解冻后必然漏水，排气通道空间有限，多路水管、电缆相互紧贴，交叉布设，隐患潜伏。排空法在外界环境温度过低时，水蒸气迅速冷凝结晶，在管道弯头或狭窄处冻结，设计初衷难免落空。在高寒地区的恶劣气候环境下，配套厂家的辅助器具，纷纷失灵败北，多项技术指标未能经受考验，性能稳定差，可靠程度低，操作使用不便，检修处置麻烦的新老问题困扰不断。

2改进设计、提升品质性能

鉴于前述诸多弱点缺憾，本方案是在现有太阳热水器的直插结构基础上，改进设计的智能调控互补措施。该装置采用成熟可靠的技术手段，嫁接改造了原有调控器具，改良了浮子导流恒温汲水，改进了连动机构机械排空，采用了安保供电内置伴热，完善了计量检测智能调控。下面就改进新型的设计思路作一简述：

从热工学角度看，侧开管口有对流热损。为保证真空集热管有限的光热效能被充分利用，降低结构热损，利用空气热升冷降、热阻大的特性，改侧开管口为下置管口，在箱底中心沿纵向一线排列，两端对称分置若干下置螺纹管接口，以备管阀部件承插内联，单置统配增减随意，互补共济功能尽善，适用于各种户型的排气通道风口。箱型一致，厂家设计生产，只需考虑能量与箱容配比，无须顾及其它;商家购进安装，只需考虑容量与大小规格，无虞数量配比，着实简单。考虑到贮水受早晚制约，用水时冷热相混的弱点，增设柔性汲水管，热水上浮汲取，阻混下限保全，注水调温有利，不受早晚时限。考虑到即使需用一杯热水，也要将冷水排尽的被动无奈，把每次取用热水后滞留在管路中的无功热损降到最低，将再度重复的消耗损失，最大程度地缩减，设置室内副水箱增容分储，操作方便。考虑到三北严冬滴水成冰的气候特征，输水管路的御寒防冻，干净的冷水理当珍惜。采用机械掣动方式管道排空，停电不受影响，用水遵从习惯。除注水时管道有水，贮满后管道常空，想用即开即热，用毕同时排空。考虑到水管、电缆混乱交叉布设，强电伴热隐患潜伏，改用仪表供电，含氟PTC内置伴热形式智能防冻。水温临界冰点，自动接通电源，排空伴热互补，安全保险规范。水温高于下限，电源自动切断，低温无忧冻堵，停电不留遗憾。从累积无功热损的能效比上讲，或从保温隔热层加厚新增的性价比上看，都不比室内增设副水箱所具备开源节流的有利条件。在电、气互补交换(供暖热源)上好作文章。考虑到计量检控的必要及消费渐进的承受能力，设计高性能的仪表，采用了工业自动化成熟的检测技术手段，传感器电磁采样不惧水垢，高保真变送传输准确可靠，箱容存量醒目直观，水温升降一目了然，仪表编程可以多种方式设定，智能运行。考虑到老弱疾患的需求，智弱残障的不便，仪表设计兼有通讯功能，来电接听及时方便，免去更衣出入省心，盥洗沐浴偶有意外，热线求助救急安全。

3功效特点、合理优化配置

基于提升品质，增加功效为目的的设计，是以三北气候特征为参考，同样适于其他地域环境下使用。以改进箱型优化配置为依托，可方便地扩展功能，增值升级。那么造价如何?厂家可以作出精确核算。配套附加装置的价位，在总成本中所占比例不超过百分之十五是十分合理的。举例来讲，室内副水箱的成本，是在权衡反光板利弊的基础上，易位变形后，加上聚胺酯、管接口材料及工本计算的，所需费用从简。其余造价，如取水排空连动机构不超8元，直通阀改三通阀也不超8元，仪表增设通讯功能所需费用更不超8元，却可以充分体现科技以人为本的设计理念，从而增加较为实用的兼容功能。系统独立功能任选，单置统配随心所愿。辟如防冻关的手段：管口下置，充分利用集热能量，管道排空，明显降低无功热损。采用低压供电安全节能，意外停电不伤根本，排空、伴热双重保护，零度开关智能防冻。无论从设计的新颖合理性，配置的多样选择性，还是安装的互换通用性，操作的简约方便性，都具备升级的诸多增值特点。不论从互补兼容的整体性，还是从品位性价的可比性，仍可看出创新的明显竞争优势。

诚如前述，本专利技术，是针对现有家庭分立式太阳热水器普遍存在的不足与缺憾，综合考虑厂家改进定型，生产制造各环节，商家购进流通，安装配置各节点，机型通用全方位，客户选择多层面的实用新型设计。协调了厂家、商家、用户三方对性能、功效的焦点之争，是实现管阀器具有效利用，箱型改进优化配置，升级增值功能扩展，满足个性需求使用习惯之保证。提供了一个技术成熟可靠，生产工艺简单，操作方便实用，配置优化尽善的设计方案。有理由相信，家庭分立式机型，以该方案为蓝本的结构特征，在不久会成为备受用户欢迎，引领消费时尚的主流机型之一。有远见卓识的工商业界人士，也能从中获得启发，来营造新增更多的销售卖点，不论是重塑企业品牌形象，还是立足市场谋求发展，采用该设计方案，生产工艺简单，配套成本低廉，利润空间较大，技术成果含金量高，获国家知识产权保护。若采用OEM方式运作，可进一步降低生产成本，标准化作业，上规模效益，市场份额做大，获利水到渠成。