冬季太阳能热水器管路防冻的3个办法

　　太阳能热水器以其方便安全、节能环保的优势赢得越来越多人的认可，然而，由于北方冬季外界气温比较低，上下水水管的直径很小，大部分水管内径只有大约12mm左右，即使太阳能热水器的户外管路做了保温处理，但由于没有热源补充，管路持续散热，管路里的水会结冰，一旦结冰就造成太阳能热水器水箱的水不能使用。造成太阳能热水器冬天不能用的现象，影响了太阳能热水器的销售。

　　以前曾有有经验的太阳能用户在太阳能热水器室内管路上安装一个阀门，冬天的晚上将阀门打开，非常缓慢的将太阳能热水器里的热水放出，保证管路的水不至于结冰，可是这种方法不但浪费水，而且不便操作，笔者推荐几种市场上常用的管路防冻措施，能有效地解决冬天管路冻结问题。

　　PVC套管

　　冬天绝大部分长江以北地区城市住宅都有暖气，房子烟道(或排气孔）的温度可以达到10℃—16℃左右，加套PVC管这项技术正是利用建筑烟道内的热量加热管路保证管路不冻的一种方式。

　　为保证热空气的流通顺畅，PVC管直径一般大于75mm，将PVC管深入烟道口内0.5米左右。笔者建议PVC管内管路总的横截面积应小于PVC管横截面积的20%，现在PVC内的水管大部分比较细，两根上下水管每根直径16mm左右，如果上下水管比较粗的话，要适当加大PVC管的直径。

　　为了保证热量的供应，PVC管的各连接接口必须不允许漏气，必要时需要用密封胶粘结；管路必须沿烟道一直倾斜向上至热水器上下水口，中间不许出现“U”型反坡，以免出现热空气流通不畅；PVC管与热水器接口处将PVC管口用保温材料填实，与热水器接口处留一通气孔保证排气通畅，排气孔最好倾角45°并且朝南；对PVC管要进行保温，尤其在管路比较长，环境温度低于零下5℃的地区。

　　此技术简单可行，笔者在内蒙调研时，－25℃的环境下，热水器管路仍然畅通，但是此技术也有一定的限制性：

　　因为PVC管路是顺次连接，一旦出现管路漏水，检修相当困难；

　　为了保证效果,一般在烟道口用岩棉或棉布等将烟道口周围孔隙填实，这样会对烟道的排烟功能有一定的影响。

　　因为烟道口内空间有限，此种防冻方式适宜于集体安装，多台热水器施工时应根据距离远近合理搭配取热口的位置和数量。

　　由于烟道的热量有限，即使对PVC管进行保温，仍建议管路不可太长，以3米为限。

　　此技术仅仅适用有暖气、有烟道的北方用户。

　　防冻热管

　　防冻热管也是利用烟道内热量作为热源开发的一种产品。防冻热管是一种铜管或铝管管内充入相变介质的重力热管类型，介质低温时为液态，吸收烟道或通气孔中的热量后气化，气体向上，在此过程中不断将热量传递到温度较低部位然后凝结成液体，在重力作用下液态介质又返回热管底端，如此往复，从而保证户外管路与烟道内温度保持均衡，避免了管路冻结。

　　防冻热管可穿安装于上下水管道之内或贴敷在管道之外，在烟道外的防冻热管长度小于2米时，可以将热管用胶带固定在水管外部，安装比较方便，当烟道外热管长度大于2米时，将热管固定在水管之内，此时烟道内的热量传递给上下水管、水管将热量传递给水，水再将热量传递给热管，虽然热量转换效率降低，但是防冻效果提高；另外烟道外热管长度应与烟道内的热管长度大致相等才能保证防冻效果。由于热管是靠循环液的自身重力进行循环，所以安装时户外管路不允许出现反坡或波浪弯，必须与水平面保持10°以上的顺坡角度。

　　该产品安装方便，无使用成本，目前已有部分应用。在环境温度－30℃以上、保温层厚度不低于4厘米情况下，维持管道不冻堵，每米室外管道需补充的能耗为4—5瓦，外径￠6的热管，导热功率不低于48瓦。维持7米管道不冻堵是不成问题的，由于此产品属于新兴行业，试验数据比较少，介质的使用寿命有待考证，插在上下水管内时会使管路流量减小，降低用水效果，室外管路超过7米以上的则不宜安装。

　　电伴热带

　　电伴热是用电补充被伴热介质所散失的热量，从而达到所要求温度的一种技术，目前已广泛应用于石油、化工等行业。近几年才应用到太阳能热水器上。

　　电伴热带一般由（导电）线芯、芯带、护套、屏蔽层、防护层组成。芯带是一种高分子聚合物，它是由多种材料和导电介质组成，经过各种特定的化学变化和物理处理之后挤出成型，在两条平行导线之间组成的一条保持连续平行的加热元件。

　　电热带接通电源后（注意尾端线芯不得相互连接），电流由一根线芯经过导电的PTC材料到另一线芯而形成回路。电能使导电材料升温，其电阻随即增加，当芯带温度升至某值之后，电阻大到几乎阻断电流的程度，其温度不再升高，与此同时电热带向温度较低的被加热体系传热。电热带的功率主要受控于传热过程，随被加热体系的温度自动调节输出功率，而传统的恒功率加热器却无此功能。

　　1. 环境温度降低时，导电通路多，功率高。

　　2. 环境温度升高时，导电通路少，功率输出减少。

　　3. 环境温度升高到某一稳态时，破坏了电路，电阻增高，功率接近零。

　　电伴热带在太阳能管路上使用时应将伴热带平覆在热水器上下水口至烟道口内50cm左右的管路上，伴热带端部及与电源线连接处做好绝缘。当室外气温低于0℃时，給电伴热带通电，由于伴热带本身具有记忆功能，可以保证保温管路内的温度保持在10℃以上，从而避免了管路冻堵。

　　电伴热带防冻近几年才应用在太阳能热水器上，因其具有显著的优点，短时间就被绝大部分热水器厂家和顾客接受，不需日常维护，运行费用低，能远距离控制，无需去现场操作，加热管路可以长达100米；一般情况下，不需控温装置即能自动有效地控制伴热温度，保证被加热体系始终处于理想温度范围内；发热均匀可以缠绕，不怕重叠，无局部过热，可以任意剪短，施工简单、使用方便、安全可靠；不受地域限制，即使在零下40℃的地区仍然可以使用。

　　由于太阳能热水器管路里面的水温变化大(最高可以到100℃)，而电伴热带一年中多数时间内处于闲置状态，所以长期的冷热冲击对热敏性的电伴热带的寿命和性能有一定影响；绝大部分电伴热带的使用电压是220V，安装时绝缘安全性能尤为重要，在一些安装不规范的地方，每年都会发生电热带短路引发的着火事故，因此需要具有专业从业资质的人员来安装维护。

　　以上三种方法均具有安装方便，价格低廉的特点，是目前太阳能市场上通常应用的防冻措施，实际使用中各有利弊，但无论使用何种方式，安全可靠的将热水传输到各个用户的用水阀门是非常必要和必须的。只有将热水安全可靠的运输到位，保证用户的使用，这才是一台合格的热水器。   （责编 蒋士桦）