太阳能热水系统真空管爆管原因和方法解析

我们都知道太阳能热水系统的集热真空管经常会有炸管现象的发生，那么是什么原因导致的真空管炸裂呢？要弄明白这个问题我们有必要全面了解一下真空管生产过程的质量控制标准： 　　从上表中不难看出，造成一只真空管不合格的原因很多，而且基本上都会造成真空管的炸管，那么一只合格的真空管，还会那么容易就会炸管吗？其实现在市场销售的真空管，只要是正规厂家的，基本上都是合格的，但是炸管问题还是时有发生，既然真空管质量没问题，为什么还会炸管呢？就其原因通常有一下几点： 　　1、冷热冲击：在日常生活中，有使用过玻璃水杯的人应该知道，在刚刚盛过开水的杯子中倒入冷水，或者在刚刚盛过冷水的杯子中倒入开水，玻璃杯子都会炸裂。真空管太阳能集热器也是一样，由于某些原因，比如强制循环的太阳能热水系统进出水温差过大，阳光强烈的中午上水都会造成太阳能真空管管口激裂。 　　2、安装不当：由于水泵选择不当，扬程过高，或者采用自来水管网压力，导致玻璃管承受压力过大，导致太阳能真空管爆管。另外，水箱低于集热器时，有时还会造成的系统负压现象，也非常容易炸管。管道保温不当或真空管真空度不够，保温性能不达标，冬季夜间温度较低的情况下，真空管内的水因温度下降而结冰，将真空管涨破。另外，系统的排气阀安装位置不正确导致排气不畅，产生气阻，系统上水后，其管口最大应力将接近适用应力，可能会造成炸管；系统安装角度不正确，太阳能集热器没有安装在同一平面上，导致真空管和联箱之间产生应力，当达到应力极限时，也容易炸管。 　　3、水垢：太阳能真空管内的温度容易达到八九十度，易于产生水垢，附着在联箱和真空管的表面，水垢的导热系数较小，所在水垢层的加厚，使真空管吸热体和管内的导热流体热交换受阻，在水垢的内外表现形成一定的温度差，当太阳辐射较好时，水垢的外层温度较高，与内层形成较大的温差，造成水垢裂纹，管内的冷液沿裂纹进入到玻璃的内壁上，易造成炸管。 　　以上的炸管问题中水垢造成太阳能真空管炸管问题最难解决，不管是提前对水源进行软化处理，还是定期对系统进行除垢处理对于个人用户来说成本都相当高昂，效果也不尽如人意，如果能有条件使用水质达标的市政自来水的情况下尽量不要使用地下水等硬度较高的水源。 　　至于安装不当造成的太阳能真空管炸管问题造成的不良后果通常是最为严重的，当然也是最容易避免的，只要选用正确的设计方案，优良的施工队伍，加以可靠的产品质量和负责任的供应商。由于安装不当造成的炸管问题完全可以避免。 　　而由于冷热冲击造成的太阳能真空管爆管却是最为常见的，而且大多数情况下都不是因为真空管的质量问题或人为因素造成的，我们经常会拿真空管和我们家里常用的开水瓶来作对比，我们知道这两者的原理相似，只是太阳能真空管从生产工艺到质量标准都要远远高于开水瓶的内胆，开水瓶基本上每天都要承受从常温到90几度的冷热冲击，很少有爆炸现象的发生。 　　而太阳能真空管只要你在中午上水炸管可以说是必然的，我们知道真空管只要不是初次上水，其内部基本上都是有一部分水的，这样即便是在中午真空管的温度也不会超过100度，这就出现了一个矛盾，质量好的太阳能真空管确没有质量差的水瓶胆耐冷热冲击。 　　其实导致真空管更容易炸裂的原因是其在受到冷热冲击时的位置顺序与开水瓶内胆不同，开水瓶加入热水是直接将开水倒入水瓶胆内的，水瓶胆较厚的瓶口并没有浸泡在开水中，也就是说最容易产生内应力的瓶口是缓慢升温的，而太阳能真空管就不同，其较厚的管口是最先接触温度变化的水源的，特别是真空管内的水刚注满时，真空管口的上边缘和内表面浸泡接近沸腾的开水中，而下边缘和外表面还接触着刚刚注入的冷水，内外表面会同时浸泡在不同温度的水体里，较厚的管口加之较大的温差就产生了较大的内应力，这就是太阳能真空管容易在冷热冲击下爆管的真正原因。虽然现代高科技的管口淬火工艺已经大大增强了其抗冷热冲击的能力，但其抗冲击性能还是没法与拥有镀膜层的真空管内管相比。 　　这就难怪由于冷热冲击造成的太阳能真空管炸管都是从管口开始的。这也为我们解决真空管抗冷热冲击炸管问题提供了一个契机，所以让容易受冷热冲击而破坏的太阳能真空管管口只接触一种温度温度的水体就成了解决其受冷热冲击时炸管的最简单有效的方法了。 　　下面我们以合肥益用太阳能科技有限公司生产的太阳能真空管防爆安全阀的具体案例来说明一下利用这种方法解决太阳能真空管在受到冷热冲击炸管问题的原理，见下图： 　　由上图不难看出安装了太阳能真空管防爆安全阀后的真空管，能同时接触两种不同温度的水体地方只有由阀体硅胶密封圈到管尾的真空管内管部分，这部分也是太阳能真空管最耐冷热冲击的部分，真空管的这部分玻璃管不仅质地均匀，而且还具有能大幅度提高耐冷热冲击能力特殊镀膜层。而由阀体硅胶密封圈到真空管管口的这一段真空管内管部分由于耐高温阀体的阻隔作用，使其即接触不到高温水体也接触不到地温水体，这样就形成很好的一段缓冲区，而较厚的真空管管口和真空管外壁就只能接触较低温度水体了。