引 言
隨著我國(guó)新農(nóng)村建設(shè)步伐的加快，農(nóng)民生活水平的不斷提高，老百姓對(duì)日常洗浴的要求越來(lái)越高。普通緊湊式太陽(yáng)能熱水器因使用方便、操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)節(jié)能等特點(diǎn)，在農(nóng)村得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。但是很多農(nóng)村地區(qū)存在自來(lái)水水壓不穩(wěn)定、定時(shí)供水等問(wèn)題，有的甚至沒(méi)有自來(lái)水，需要用戶使用增壓泵和水塔供水，給老百姓使用太陽(yáng)能熱水器造成諸多不便。根據(jù)農(nóng)村使用太陽(yáng)能熱水器的特點(diǎn)，主要由以下幾種適用于農(nóng)村地區(qū)的太陽(yáng)能熱水器技術(shù)方案。
太陽(yáng)能側(cè)置式自動(dòng)補(bǔ)水方案
對(duì)于沒(méi)有自來(lái)水的用戶，冷水供應(yīng)一般靠水井，通過(guò)增壓泵將水井的地下水輸送到屋頂?shù)乃?，再由水塔給太陽(yáng)能熱水器供水，由于水塔比熱水器高，所以需要使用浮球箱。常見(jiàn)的浮球箱安裝在水箱上部，從水箱頂部進(jìn)水，這種方式在熱水器運(yùn)行過(guò)程中，浮球箱的溫度很高，容易生成水垢，造成浮球閥老化加快，出現(xiàn)密封不嚴(yán)而漏水。為解決這一問(wèn)題，提出側(cè)置式自動(dòng)補(bǔ)水方案，如圖1~2所示。
該方案有兩種補(bǔ)水裝置：
一是側(cè)置式浮球箱：側(cè)置式浮球箱安裝在水箱側(cè)面，浮球箱的冷水進(jìn)口接自來(lái)水、水塔等供水管路，浮球箱出水口與水箱下部的補(bǔ)水口連接，從水箱下部進(jìn)水，避免浮球箱出現(xiàn)高溫。用戶用水時(shí)，根據(jù)連通器原理，補(bǔ)水箱內(nèi)的水位下降，補(bǔ)水箱同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水。為防止混水，在補(bǔ)水口處安裝防混水管，同時(shí)將熱水出口設(shè)計(jì)在水箱另一側(cè)，出水口高度可在水箱直徑的1/2～1/3處，以保證熱水能夠足量放出。為美觀方便，浮球箱可設(shè)計(jì)為方形扁盒式，可牢固安裝在水箱側(cè)端蓋上。
二是自動(dòng)止水閥：自動(dòng)止水閥是力諾瑞特具有專利權(quán)的新型管道壓差式補(bǔ)水裝置，僅有拳頭大小，方便安裝。止水閥冷水進(jìn)口接自來(lái)水或水塔，出水口接水箱上部的補(bǔ)水口，水位監(jiān)測(cè)口接水箱下部的進(jìn)水口。其工作原理是：自動(dòng)止水閥分為兩個(gè)腔體，主腔體正常通水，副腔體設(shè)有一個(gè)進(jìn)水口、一個(gè)泄壓口。補(bǔ)水時(shí)冷水經(jīng)自動(dòng)止水閥從水箱上部的補(bǔ)水口進(jìn)入水箱，水箱滿水時(shí)，水位到達(dá)止水閥內(nèi)，浮子浮起，將泄壓口堵住，腔體內(nèi)形成壓力差，推動(dòng)橡膠閥將主腔體封住，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)止水、補(bǔ)水。用水時(shí)，當(dāng)熱水出口閥門打開(kāi)時(shí)，熱水經(jīng)熱水出口流出，水箱水位下降，止水閥內(nèi)浮子隨水位下降，將泄壓口打開(kāi)，主副腔的壓力差消失，在水壓的作用下實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水。該方案的優(yōu)點(diǎn)是該止水閥整合了電磁閥及浮球閥的優(yōu)點(diǎn)，靠主腔體和副腔體的壓差實(shí)現(xiàn)密封止水，不需要任何電能和控制裝置。止水閥體積小，方便安裝和維護(hù)，不受水壓、水溫影響，使用范圍廣，性能可靠。
使用側(cè)置式自動(dòng)補(bǔ)水方案，可以應(yīng)用于農(nóng)村無(wú)自來(lái)水而使用水塔或定時(shí)供水的地區(qū)，不使用水溫水位控制儀表時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)水，保證太陽(yáng)能熱水器的冷水補(bǔ)充，同時(shí)通過(guò)對(duì)補(bǔ)水位置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使補(bǔ)水裝置內(nèi)的水溫保持在較低溫度，延長(zhǎng)了補(bǔ)水箱的使用壽命，且該方案的成本很低，適合農(nóng)村地區(qū)用戶選擇。
太陽(yáng)能電機(jī)齒輪自動(dòng)排空方案
農(nóng)村地區(qū)的太陽(yáng)能熱水器，冬季出現(xiàn)管路凍堵，由于未安裝控制儀表和電伴熱帶，無(wú)法解凍，大部分的農(nóng)村太陽(yáng)能熱水器，冬季被人為放棄使用，既影響老百姓日常的熱水使用，還造成熱水資源浪費(fèi)，對(duì)太陽(yáng)能熱水器的安全及壽命也有不良的影響。
為解決這一問(wèn)題，已有采用自動(dòng)排空技術(shù)的解決方案。目前太陽(yáng)能熱水器的管道排空方式，有機(jī)械式，如手動(dòng)式機(jī)械排空閥，手動(dòng)三通球閥，氣水置換防凍裝置等；有電磁式排空方式，排空裝置采用電磁方式來(lái)改變通水與通氣實(shí)現(xiàn)排空；有電動(dòng)式排空方式，電動(dòng)排空方式采用電機(jī)的動(dòng)力輸出，經(jīng)過(guò)變速裝置，達(dá)到三通的效果，有電動(dòng)二位三通閥，也有電動(dòng)三通球閥。以上管道排空方式，在不同場(chǎng)合和條件下，可以選用適宜的方式，但仍存在各種不足，沒(méi)有得到推廣應(yīng)用。力諾瑞特根據(jù)排空原理，設(shè)計(jì)了電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪實(shí)現(xiàn)管道排空的裝置。電機(jī)齒輪排空閥運(yùn)行原理如圖3所示。
該電機(jī)齒輪排空閥采用電機(jī)帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)桿上端與絲管形成斷面密封，插入熱水器水箱進(jìn)出水口，在水箱內(nèi)部實(shí)現(xiàn)進(jìn)水和排空，避免排空閥本身存水被凍堵。排空裝置的齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與水路分離，保證電動(dòng)機(jī)的電器使用安全，還可保證水不會(huì)與齒輪軸的潤(rùn)滑油接觸而影響潤(rùn)滑。排空裝置上設(shè)計(jì)有磁化除垢器，可有效防止管路因結(jié)垢出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象。采用排空專用水溫水位控制器，能夠提供自動(dòng)上水、自動(dòng)排空、智能電輔助加熱、智能保護(hù)等多種功能。進(jìn)出水管路上設(shè)有用于感應(yīng)管路溫度的感溫元件和用于自動(dòng)排水的排空閥，如溫度低于控制器設(shè)置溫度，排空閥工作，排水電磁閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排空管道內(nèi)部水。為避免因停電帶來(lái)的管路無(wú)法排空，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為當(dāng)停電或切斷電源時(shí)，控制器自動(dòng)實(shí)現(xiàn)排空以避免管路存水凍堵。當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，可正常使用熱水。
使用該防凍閥，可在很大程度上解決農(nóng)村冬季管道凍堵無(wú)法使用的問(wèn)題，特別是對(duì)于已經(jīng)安裝的太陽(yáng)能熱水器，管路沒(méi)有安裝電伴熱帶的，可在水箱進(jìn)出水口處加裝該閥，實(shí)現(xiàn)管路排空。
沐浴混水閥增壓寶技術(shù)方案
太陽(yáng)能熱水器在農(nóng)村地區(qū)和部分多層樓房的頂樓用戶中，如頂樓熱水落差小、自來(lái)水壓力??；農(nóng)村自制冷水箱微壓供應(yīng)冷水等。其洗浴時(shí)花灑流量小、無(wú)法呈噴射狀態(tài)，洗浴舒適度非常差。一般的解決辦法通常是將太陽(yáng)能熱水器盡量放到高處或使用增壓泵，雖然能夠從一定程度上改善，但是安全性、耗能、噪音污染、高故障率等問(wèn)題隨之而來(lái)，并且還必須支出相當(dāng)一部分費(fèi)用，因此從各個(gè)角度看并不是解決該問(wèn)題的優(yōu)選方案。
隨著老百姓生活品質(zhì)的提高，高質(zhì)量的洗浴要求及環(huán)境要求也越來(lái)越強(qiáng)烈。根據(jù)文丘里原理設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的淋浴混水閥增壓寶能很好解決以上問(wèn)題，滿足高質(zhì)量、舒適性好的浴室要求。
淋浴混水閥增壓寶工作原理如圖4所示，利用文丘里原理研發(fā)的射流增壓技術(shù)，帶有一定壓力的冷水通過(guò)管路設(shè)計(jì)，把流體由粗變細(xì)，以加快水流流速，使水流在文氏管出口的后側(cè)形成一個(gè)“真空”區(qū)。當(dāng)這個(gè)真空區(qū)靠近工件時(shí)會(huì)對(duì)工件產(chǎn)生一定的吸附作用，從而達(dá)到增壓出水的要求。
使用該淋浴混水閥增壓寶，可在很大程度上解決農(nóng)村地區(qū)太陽(yáng)能熱水器出水壓力小、忽冷忽熱、逆流等問(wèn)題，尤其對(duì)于樓頂安裝水塔的用戶，冷水入口、熱水出口相對(duì)于淋浴花灑來(lái)說(shuō)，僅有3m的高度差，但在用水處加裝該增壓寶，即可大幅提高淋浴舒適度。
陽(yáng)光淋浴房方案
農(nóng)村地區(qū)冬季不使用太陽(yáng)能熱水器，另一個(gè)主要原因是由于衛(wèi)生間建設(shè)得相對(duì)比較簡(jiǎn)陋，沒(méi)有很好的密封和保溫措施，衛(wèi)生間內(nèi)氣溫太低，洗浴的舒適度差。針對(duì)這一問(wèn)題，對(duì)于已經(jīng)建設(shè)有淋浴室的用戶，可為其提供如浴霸等取暖裝置，同時(shí)協(xié)助其改善淋浴室的防風(fēng)密封，加強(qiáng)保溫，使冬季時(shí)淋浴室有相對(duì)舒適的洗浴環(huán)境，通過(guò)小成本實(shí)現(xiàn)冬季舒適洗浴。
對(duì)于尚未建設(shè)有淋浴室的用戶，提出太陽(yáng)能淋浴房的技術(shù)方案，如圖5所示。即為農(nóng)村用戶同時(shí)提供太陽(yáng)能熱水器的同時(shí)，提供淋浴房?？紤]到用戶的經(jīng)濟(jì)條件和接受程度，淋浴房可采用板房方式建設(shè)，大小在4~6平方米，可靠近在自身房屋一面建設(shè)，以加強(qiáng)防風(fēng)能力。對(duì)于有一定經(jīng)濟(jì)實(shí)力的用戶，可建設(shè)面積更大的板房，太陽(yáng)能熱水器直接安裝在板房頂上，淋浴房?jī)?nèi)配置浴霸、增壓泵，使用控制器實(shí)現(xiàn)管路伴熱防凍。
該方案可以建設(shè)農(nóng)村的太陽(yáng)能浴室，采用板房建設(shè)浴室，房頂安裝緊湊式太陽(yáng)能熱水器或聯(lián)集管式太陽(yáng)能熱水工程系統(tǒng)，提供熱水，實(shí)現(xiàn)冬季使用太陽(yáng)能。
結(jié) 語(yǔ)
以上幾種主要針對(duì)農(nóng)村地區(qū)使用的太陽(yáng)能熱水器技術(shù)方案，主要是為解決農(nóng)村地區(qū)因不同條件限制而造成太陽(yáng)能熱水器無(wú)法使用的問(wèn)題，技術(shù)方案因不同地區(qū)、用戶條件和使用習(xí)慣而異，供用戶和太陽(yáng)能相關(guān)從業(yè)人員參考。
來(lái)源：山東力諾瑞特新能源有限公司 馬光柏 閆芳 馮紅旭 孔維忠
