家用太阳能专题

（八）太阳热水器上水自动控制的研究
太阳热水器已属大家熟知的科技产品，但新的科技含量越来越少，太阳热水器厂家要立于不败之地，当务之急必须与高科技产品相结合，增加必要的功能，才能提高竞争力，增大利润空间，引导市场。
尽管太阳热水器真正能够像彩电配备遥控器那样配备自动上水器的厂家微乎其微，其主要原因是前几年生产的自动上水器质量不过关，用不了几年、几个月，甚至于几天就失效了，给用户、太阳热水器厂家造成了麻烦和损失。因此，太阳热水器生产厂和经销商有点“谈虎色变”，“一朝被蛇咬，十年怕井绳”，除非万不得已他们是不会安装自动上水器的。尽管自动上水器的生产厂家苦口婆心，承诺几年保修、包换云云，但他们还是不信。而当遇到强烈要求安装自动控制器的用户时，只好用取代回水管的水温、水位显示仪。现在好多房产商要求整栋楼都安装太阳热水器，如果用回水管监控，因受通气孔直径的限制，难以户户安装，厂家也只好安装水位、水温显示仪代替回水管。厂家不敢推广全自动上水器。而用户又摆脱不了上水时的麻烦，达不到方便、省时、省水的目的，矛盾突出。罪魁祸首是前几年自动上水器的质量不过关，而质量不过关的首要原因又是：传感器易长水垢，导致失效；电磁水阀受水质（沙、土）的影响，工作不可靠；另外，安装工人电工知识薄弱，安装不规范，导致故障。
其实，太阳热水器技术研究人员已经开发出一种不长水垢的水位传感器，经过近５年的考验，可以解决这个问题。具体的办法是：整个传感器采用实心硅胶加高微分子，一次成型而不含金属件（众所周知，金属件易结水垢），从而使传感器达到了长寿命的目的。
电磁水阀的厂家也不示弱，在电磁水阀的进、出水口端加滤水网，过滤水中泥、沙、铁屑等杂质，另外还改善了胶垫材料；电器性能也大大提高，寿命可以达到１０万次（即１０年以上）。由此提高了自动上水器的执行元件的可靠性和安全性。
如果太阳能厂商能够培养懂电器安装的技术工人，逐步提高他们的理化水平和安装技术水平，并保证严格按照使用说明书准确无误的接好信号线，同时采取防雨、防晒措施，就能解决当前存在的问题。
传感器水垢的形成原因及其防治方法
目前，太阳热水器实现自动控制困难在于水位传感器在热水中容易长水垢。这样水位传感器用不了多长时间就失灵、失效，使整套自动控制设备瘫痪，阻碍了太阳热水器自动化的实现。因此，提高太阳热水器的档次，增加太阳热水器的功能，核心问题是解决传感器结水垢的问题。
当前，水位传感器多数采用金属部件，而金属部件的重要特征是热胀冷缩，热胀冷缩是物质的宏观变化，体积变大，而它的微观变化是：分子在获得热能的同时，增大了分子动能，同时增大了分子的势能。由于分子增加了势能，两分子间就会发生位移，当两分子间的距离大于水垢离子（钙、镁离子）的直径时，水垢离子就会乘虚而入，这样多个水垢离子分别至于多组分子之间，从而形成了水垢晶核，当水垢晶核形成之后，水垢离子就会聚合到水垢晶核上，水垢急速形成。在宏观上，水温在６３℃以上可达到水垢为晶核的培养基。由此可见，金属、塑料、玻璃、石头等均不能成为理想的水位传感器材料。
胶类材料由于分子之间与上述物质是截然不同的排列顺序，收购晶核很难形成，因此就不容易结水垢，可以成为较理想的水位传感器。如果胶类材料再添加防垢高微分子材料，即可达到理想的防结垢目的。
从根本上消除水垢，也可以在自来水进入水箱之前加装特殊滤网，该滤网是采用纳米材料技术制造。这样，自来水就首先变为纯净水而后被加热，从而达到消除水垢的目的。但是，这种办法其成本较高，频繁清洗和更换滤网更是普通用户所不能接受的，因此该方案目前尚不能推广。
综上所述，通用性好的接触式水位传感器，要达到防结水垢、不失灵的目的，必须是胶类传感器。只有如此，才能达到寿命长、易普及、便推广，使太阳热水器实现自动控制无后顾之忧的目的。
太阳热水器增加哪些功能比较合适？
太阳热水器随着小城镇的建设，市场越来越大，也拉动了与其配套附加功能的配件市场。像全自动上水器、助电加热、防冻检测、排空装置等等，为阳光能源的发展起到不可忽视的作用，但也出现了不少问题。
自动上水器能使人们的生活方便、节水、节能、省心，意义是很大的。而自动上水器的使用寿命一般由传感器的寿命决定。传感器一般采用接触式和非接触式，接触式通用性好，容易与热水器配套，价格适合普及推广。由于太阳热水器的水温很高，水中的钙、镁离子很容易达到水垢晶核形成的条件，这样，接触式金属传感器极易结垢，传感器失灵，上水器失去自动化的意义。有的太阳能经销商为此曾付出过代价，尽管用户要求配自动上水器，经销商也不愿意给用户安装自动上水器。如果能解决水中传感器结水垢及腐蚀的问题，自动上水器的正常使用寿命会几十倍的增加，经销商就可大胆地满足用户的要求，既节水又方便。因此，普及是迟早的事。太阳热水器智能化是与时俱进的要求，大势所趋。有效措施是：不使用易结垢的金属和塑料传感器，而使用难结垢的胶类传感器，采用对称交流信号的防电腐蚀控制电器。
辅助电加热为解决２４小时热水供应起到了一定作用，南方多雨地区更是这样。但是，电加热也有许多突出的问题。电加热费用是很大的，根据热传导的不对称原理，升温时间是降温时间的若干倍，耗电量是很大的。２００升的水升温３０℃，不计热量损失的情况下电加热须耗电７度。电加热安全问题更是一个必须高度重视的大事，好多厂家加了安全保护插头（漏电保护器），但安全保护插头是在有可靠接地的条件下使用的。现实情况是，大多数房屋虽有三头插座，但接地端并没有接地。电加热器一旦漏电，安全保护器如虚设，后果不堪设想。有的产品虽注明“洗澡时断电”，但总有满不在乎的用户，无知的孩童更是无所顾忌。真正要解决这个问题，水箱可靠接地是有效的办法，但水箱接地非常困难。漏电问题始终是一大威胁。因此不装电加热又要经常使用热水，可采取增多、增粗真空管，增大水箱保温层的办法，或安装分体式太阳热水器。

（八）太阳热水器上水自动控制的研究
太阳热水器已属大家熟知的科技产品，但新的科技含量越来越少，太阳热水器厂家要立于不败之地，当务之急必须与高科技产品相结合，增加必要的功能，才能提高竞争力，增大利润空间，引导市场。
尽管太阳热水器真正能够像彩电配备遥控器那样配备自动上水器的厂家微乎其微，其主要原因是前几年生产的自动上水器质量不过关，用不了几年、几个月，甚至于几天就失效了，给用户、太阳热水器厂家造成了麻烦和损失。因此，太阳热水器生产厂和经销商有点“谈虎色变”，“一朝被蛇咬，十年怕井绳”，除非万不得已他们是不会安装自动上水器的。尽管自动上水器的生产厂家苦口婆心，承诺几年保修、包换云云，但他们还是不信。而当遇到强烈要求安装自动控制器的用户时，只好用取代回水管的水温、水位显示仪。现在好多房产商要求整栋楼都安装太阳热水器，如果用回水管监控，因受通气孔直径的限制，难以户户安装，厂家也只好安装水位、水温显示仪代替回水管。厂家不敢推广全自动上水器。而用户又摆脱不了上水时的麻烦，达不到方便、省时、省水的目的，矛盾突出。罪魁祸首是前几年自动上水器的质量不过关，而质量不过关的首要原因又是：传感器易长水垢，导致失效；电磁水阀受水质（沙、土）的影响，工作不可靠；另外，安装工人电工知识薄弱，安装不规范，导致故障。
其实，太阳热水器技术研究人员已经开发出一种不长水垢的水位传感器，经过近５年的考验，可以解决这个问题。具体的办法是：整个传感器采用实心硅胶加高微分子，一次成型而不含金属件（众所周知，金属件易结水垢），从而使传感器达到了长寿命的目的。
电磁水阀的厂家也不示弱，在电磁水阀的进、出水口端加滤水网，过滤水中泥、沙、铁屑等杂质，另外还改善了胶垫材料；电器性能也大大提高，寿命可以达到１０万次（即１０年以上）。由此提高了自动上水器的执行元件的可靠性和安全性。
如果太阳能厂商能够培养懂电器安装的技术工人，逐步提高他们的理化水平和安装技术水平，并保证严格按照使用说明书准确无误的接好信号线，同时采取防雨、防晒措施，就能解决当前存在的问题。
传感器水垢的形成原因及其防治方法
目前，太阳热水器实现自动控制困难在于水位传感器在热水中容易长水垢。这样水位传感器用不了多长时间就失灵、失效，使整套自动控制设备瘫痪，阻碍了太阳热水器自动化的实现。因此，提高太阳热水器的档次，增加太阳热水器的功能，核心问题是解决传感器结水垢的问题。
当前，水位传感器多数采用金属部件，而金属部件的重要特征是热胀冷缩，热胀冷缩是物质的宏观变化，体积变大，而它的微观变化是：分子在获得热能的同时，增大了分子动能，同时增大了分子的势能。由于分子增加了势能，两分子间就会发生位移，当两分子间的距离大于水垢离子（钙、镁离子）的直径时，水垢离子就会乘虚而入，这样多个水垢离子分别至于多组分子之间，从而形成了水垢晶核，当水垢晶核形成之后，水垢离子就会聚合到水垢晶核上，水垢急速形成。在宏观上，水温在６３℃以上可达到水垢为晶核的培养基。由此可见，金属、塑料、玻璃、石头等均不能成为理想的水位传感器材料。
胶类材料由于分子之间与上述物质是截然不同的排列顺序，收购晶核很难形成，因此就不容易结水垢，可以成为较理想的水位传感器。如果胶类材料再添加防垢高微分子材料，即可达到理想的防结垢目的。
从根本上消除水垢，也可以在自来水进入水箱之前加装特殊滤网，该滤网是采用纳米材料技术制造。这样，自来水就首先变为纯净水而后被加热，从而达到消除水垢的目的。但是，这种办法其成本较高，频繁清洗和更换滤网更是普通用户所不能接受的，因此该方案目前尚不能推广。
综上所述，通用性好的接触式水位传感器，要达到防结水垢、不失灵的目的，必须是胶类传感器。只有如此，才能达到寿命长、易普及、便推广，使太阳热水器实现自动控制无后顾之忧的目的。
太阳热水器增加哪些功能比较合适？
太阳热水器随着小城镇的建设，市场越来越大，也拉动了与其配套附加功能的配件市场。像全自动上水器、助电加热、防冻检测、排空装置等等，为阳光能源的发展起到不可忽视的作用，但也出现了不少问题。
自动上水器能使人们的生活方便、节水、节能、省心，意义是很大的。而自动上水器的使用寿命一般由传感器的寿命决定。传感器一般采用接触式和非接触式，接触式通用性好，容易与热水器配套，价格适合普及推广。由于太阳热水器的水温很高，水中的钙、镁离子很容易达到水垢晶核形成的条件，这样，接触式金属传感器极易结垢，传感器失灵，上水器失去自动化的意义。有的太阳能经销商为此曾付出过代价，尽管用户要求配自动上水器，经销商也不愿意给用户安装自动上水器。如果能解决水中传感器结水垢及腐蚀的问题，自动上水器的正常使用寿命会几十倍的增加，经销商就可大胆地满足用户的要求，既节水又方便。因此，普及是迟早的事。太阳热水器智能化是与时俱进的要求，大势所趋。有效措施是：不使用易结垢的金属和塑料传感器，而使用难结垢的胶类传感器，采用对称交流信号的防电腐蚀控制电器。
辅助电加热为解决２４小时热水供应起到了一定作用，南方多雨地区更是这样。但是，电加热也有许多突出的问题。电加热费用是很大的，根据热传导的不对称原理，升温时间是降温时间的若干倍，耗电量是很大的。２００升的水升温３０℃，不计热量损失的情况下电加热须耗电７度。电加热安全问题更是一个必须高度重视的大事，好多厂家加了安全保护插头（漏电保护器），但安全保护插头是在有可靠接地的条件下使用的。现实情况是，大多数房屋虽有三头插座，但接地端并没有接地。电加热器一旦漏电，安全保护器如虚设，后果不堪设想。有的产品虽注明“洗澡时断电”，但总有满不在乎的用户，无知的孩童更是无所顾忌。真正要解决这个问题，水箱可靠接地是有效的办法，但水箱接地非常困难。漏电问题始终是一大威胁。因此不装电加热又要经常使用热水，可采取增多、增粗真空管，增大水箱保温层的办法，或安装分体式太阳热水器。