简易热水器十篇

简易热水器篇1

关键词：手持技术；中和热测定；温度传感器

文章编号：1008-0546（2014）04-0091-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

一、问题提出

中和热测定实验作为高中化学教材中的一个必修的学生实验，在原人教版第三册教材和新人教版、苏教版、鲁科版三套教材中均有被列为学生需做实验，对于训练学生的实验技能和创新能力，完成教学目标，有非常重要的作用。

该实验在操作过程中主要借助中和热实验测定装置利用温度计来测量反应前后的温度，运用相应公式计算反应放出的热量。但在传统实验的过程中，需要不断地读取温度计显示的温度，实验时间相对较长，同时对于装置的要求较高，从实验测定的数据计算出的中和热数值与理论值也可能相差较大。在实验的研究过程中发现借助手持技术可以很好地解决上述问题。

二、实验研究

1. 仪器及药品

（1）仪器： 计算机、思迈数据采集器及配套计算机软件软件、普通温度传感器、简易量热器（自制）、50 mL量筒（2个）、滤纸。

（2）药品： 0.5 mol/L HCl溶液 、0.55 mol/L NaOH溶液。

2. 实验步骤

（1）简易量热器的自制：把2个150mL的一次性纸杯叠在一起，然后放入空的塑料罐（如空茶叶罐）中。在塑料罐盖子上打个与温度传感器一样大的孔，把温度传感器从孔中插入，盖上盖子，就制成一个简易的量热器。如图1-图3所示。

（2）将数据采集器、温度传感器、计算机三者相连接。

如图4所示。

（3）打开“思迈数字化实验平台通用”软件。打开“数据列表”，选择自动记录数据的频率为“1Hz”；

（4）用量筒量取50 mL 0.5 mol/L HCl溶液，将温度传感器的探头插入HCl溶液，待传感器读数稳定后，将其对应的HCl溶液的温度（Thcl）填入表1。

（5）将温度传感器从HCl溶液中取出，用蒸馏水清洗干净，并用滤纸吸干待用。

（6）用另一只量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，倒入简易量热器内筒中。用温度传感器测量其温度TNaOH并填入表1。

（7）计算两种溶液的平均温度记为T1 填入表1，重复步骤（5）。

（8）将50mL 0.50mol/L HCl溶液倒入装有NaOH溶液倒入简易量热器内筒，迅速盖上带有温度传感器的量热器的盖子，右手点击“数据列表”中的“开始读数”按钮，开始记录数据，左手手握量热器外壁，轻轻震荡，使溶液均匀反应。

（9）当温度传感器读数不再上升时，点击“停止读数”按钮，停止记录数据，读取最高温度记为T2填入表1。然后点击“分析”按钮，选择X轴表示时间，Y轴表示温度，作出“温度-时间”曲线。并利用如下公式进行相关计算。

（10）重复步骤（1）-（9）2-3次，把所得数据填入表1，取测量所得数据的平均值作为计算数据。

3. 数据记录与分析

其中的一次实验图像如图5所示

中和热计算：

H=-0.418（T2 - T1）/0. 025 kJ/mol=-55.23kJ/mol

教师参考书中给出稀HCl与稀NaOH溶液反应的过程反应放出的热量与中和热的理论值（-57.3 kJ/mol），实际测量值为-55.23kJ/mol。相对误差=（57.3-55.23）/55.23=3.74%。该误差完在中学阶段做中和热测量实验的允许范围之内。

三、创新优点

（1）手持技术系统提供比红水或水银温度计更准确的实验数据，本简易量热器借助手持技术，实时、快速、直观地显示稀HCl与稀NaOH溶液在反应过程中的温度-时间曲线，学生通过曲线更容易判断温度的最高点，大大缩短了实验所需时间。

（2）使用手持技术实验不只是让学生简单地使用该仪器完成实验操作，更要培训学生的读图、分析和处理数据的能力；既了解了现代实验技术和手段，又培养了学生的实验能力，大大提高了学生学习化学的热情和积极性。

（3）实验装置优点： 专业的量热器精度是高，但结构复杂，价格昂贵；本简易量热器材料易得，制作简单，价格低廉，可以长期使用，经济实惠，便于推广。

简易热水器篇2

二十一世纪，环境和能源成为人类面临的重要问题。为拨户环境和有效利用现有资源，节能使用资源显得尤其重要。对于用户来说，节约能源意味着减少支出、增加经济效益、增强企业的竞争力。

在暖通领域，对于能耗巨大的汽水换热过程，节能降耗的方式无外乎提高传热效率、合理能源分布结构。目前实际工程中使用的汽水换热器大多为间接式换热器，这类换热器存在换热效率逐年降低、维修量大、凝结水回收困难、基建投资及电耗大等问题。

清华大学江亿院士指出：激波加热器是解决现有汽水间接换热问题的最简单、经济、可靠的一种换热器。

激波加热器由三段组成一蒸汽喷射段、汽水混合段、射流扩压段。它的工作原理：激波加热器是利用蒸汽和水直接混合进行供热或生活热水供应领域的高新技术产品。运行时汽、水瞬间混合，形成流态复杂的、具有超可压缩性（即压缩系数骤增）的汽水两相流体，混合后流体流速迅速由压音速转变为超音速却无需消耗机械能。在经过瞬间的热量与动量传递后，蒸汽完全凝结入水中共同形成高温高压的热水从该设备中输出，直接进行供热循环或热水供应。也就是说在一定条件下（如能提供一定要求的蒸汽压力）激波加热器运行时可以取代泵或减少泵的功率推动系统的循环。

图示：激波加热器三段构造及压力分布图

现在具体谈谈激波加热器三段的工作过程及原理：

蒸汽喷射段

主要是实现蒸汽压力能向动能的转化，。当具有一定压力，流速的蒸汽进入喷射段后，由于与进口水的作用压力降低，体积急剧增大，形成高速气流由喷管射出。

混合段

混合段完成热能传递和转换的场所。当高速蒸汽进入混合段后，与环隙喷入的水相遇凝结，在极短的时间内形成均匀的两相超音速流体，进而形成激波，推动热水进入扩压段。

扩压段

扩压段主要完成混合物动能向压力能的转化，实现混合物压力的剧增，当高温，高速的水流流入扩压段时，由于管径增大。水流流速逐渐减小至外界循环网的正常流速。这样部分动能转化为压力能，使压力升高，从而代替循环泵，实现系统的循环。

激波加热器有以下优点：

（1）换热效率高（节流）——由于汽水直接混合，蒸汽100％地进入系统循环，换热效率接近100％。另外相对于以前的汽水换热器，蒸汽进入量不受系统压力影响，并且压差很大，进入量大，供热能力强，节省蒸汽15%-30%.

（2）节电——激波加热器是换热器和泵的组合，其在系统中运行可以降低原循环泵的运行功率或者在一定条件下取代泵。因为激波加热器是汽水直接混合式换热器，其运行时系统补水量大大减小，因此也节约了补水泵的电耗，节电50%以上。

（3）改善系统循环——因为对于一般的供暖系统补水箱都不隔绝空气，因此补水中携带大量的氧气，不补水就意味着系统封闭，就能最大限度的减少系统的氧腐蚀，对于延长系统设备和管道的寿命这有着重大的意义。另外激波加热器运行时，多余的水是通过稳压装置排出，系统压力稳定，相对于间接式换热器亏水、补水水压不稳的状况，水力动态特性好，调整容易，相对节能。

（4）易维护——激波加热器器件完全采用不锈钢材料，耐腐蚀，可适用各种水质，使用寿命达10年以上，运行时汽水流速很快，内部不容易结垢，维修方便，每年可节省大量的维修费用。由于激波加热器运行时汽水流速很快，难以形成结垢底层，因此不易结垢。另外激波加热器体积小，没有运转部件，拆卸、检修非常方便。

（5）体积小，节省基建投资——激波加热器体积小，供热能力大，因此相对于间接式换热器无论是操作间空间和所需阀门管件口径都大幅降低，循环泵口径减小，节约大量基建投资。

简易热水器篇3

关键词：管壳式换热器；工作原理；分类；构造；检修

在化工生产中，换热器是用来实现物料之间能量传递过程的传热设备，管壳式换热器作为一种传统的换热设备，因其结构简单，处理能力大、选材范围广，适应性强，易于制造且成本较低，易清洗，在高温高压下也能适用等诸多的优点，仍在换热器中占主导地位。

1.管壳式换热器工作原理和结构图

管壳式换热器是由一个壳体和包含许多管子的管束所构成，冷、热流体之间通过管壁进行换热的换热器。其换热管内构成的流体通道称为管程，换热管外构成的流体通道称为壳程。管程和壳程分别通过两不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体换热工艺目的。

2.管壳式换热器分类

管壳式换热器按结构特点分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器、双重管式换热器、填函式换热器和双管板换热器等。前 3种应用比较普遍。因此我们对前三种换热器进行简单的介绍。

2.1 固定管板式换热器

固定管板式换热器由管箱、壳体、管板、管子等零部件组成，其结构较紧凑，排管较多，在相同直径下面积较大，制造较简单。

固定管板式换热器的结构特点是在壳体中设置有管束，管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上，两端管板直接和壳体焊接在一起，壳程的进出口管直接焊在壳体上，管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固，管程的进出口管直接和封头焊在一起，管束内根据换热管的长度设置了若干块折流板。这种换热器管程可以用隔板分成任何程数。

2.2 浮头式换热器

浮头式换热器两端的管板，一端不与壳体相连，该端称浮头。管子受热时，管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力。

2.3 U型管式换热器

因其换热管成U形而得名。U 形管式换热器仅有一个管板，管子两端均固定于同一管板上。

U型换热器的特点是管束可以自由伸缩，不会因管壳之间的温差而产生热应力，热补偿性能好；管程为双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好；承压能力强；管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。但管内清洗不便，管束中间部分的管子难以更换，又因最内层管子弯曲半径不能太小，在管板中心部分布管不紧凑，所以管子数不能太多，且管束中心部分存在间隙，使壳程流体易于短路而影响壳程换热。

3.管壳式换热器常见问题与维护检修

正因为换热器是化工生产中应用最普遍的单元设备，几乎每套设备中都会出现，因此其数量之大是不言而喻的，随之而来的检修工作量也就非常重。但是管壳式换热器的检修相对比较简单，主要是根据运行中出现的问题，进行针对性的检修和修复。

管壳式换热器在使用过程中常见问题和检修方法如下：

（1）换热器管子泄漏是管壳式换热器最常见的故障之一，泄漏一般采用堵管的方法。首先坼开换热器的封头，采用充水、充气或用液氨渗透的方法检查泄漏的管子部位，再加工管子堵头，一般加工成有锥度的楔状堵头，有的是堵后焊接，根据管子在管板上布置的形式，堵后不应焊接，因为焊接时，管子局部受热就容易使周围的管子和管板处也同时受热，从而对管子有一种拉脱的作用，造成周围的列管也松动，在运行中很可能产生泄漏。现在采用的是用手枪式射堵头工具，一次最大可产生10MPa的压力，把堵头打到泄漏的管子上，待有机会可把堵头拿下时才更换新的管子。所以，堵管时，一定要选好材质，原则上堵头应和管子的材质相同，以防产生电化学反应。

（2）换热器的防腐蚀维护工作做的不好就会导致腐蚀泄漏，因此要做好防腐蚀工作。防腐蚀主要针对换热器的管子，做法是配制好防腐蚀的液体，让换热管粘取部份使之在管壁上形成很薄的防护膜，起到防腐蚀的作用。实践证明，这种措施，可延长换热器2倍的使用寿命，在化工行业中被广泛的使用。

（3）换热器的清洗也是常见检修维护项目之一，换热器在循环水系统中，由于所处的位置不同，虽然在设计时考虑了系统的各种阻力，可能因为水量的随时调节不及时，造成标高位置较高，管子末端的换热器超温结垢，必须进行清洗，清洗前首先取垢分析，找出结垢原因，合理的在循环水中加药稳定水质。过去常采用的化学清洗的办法，现场需要重新配管，比较花时间。现大多数采用高压水冲洗的办法，对不同的换热器采用不同的旋转水枪头，可心是刚性的也可是挠性的，压力从10MPa到200MPa自由调节。高压水冲洗换热器效果最好。

（4）对于固定管板式换热器，堵管多了影响传热面积，必须进行换管，首先利用拔管专用工具将泄漏的管子拔出。需要说明的是拔管专用工具有各种不同的形型式，如液压推进式、螺纹拉力式。在检修中不管用什么型式的拔管器，但必须保证管板的完整，不能破坏管板上的胀管槽和周围的换热管。管子拔出后，对管板孔、折流板孔进行清理，测量管板孔和折流板的中心线是否偏斜，再进行穿管，并用丙酮、酒精清理好管板的胀焊部位，换管后的焊接一定用氩弧焊，保证管板的不变形。管板上管孔直径的允许偏差要在规定的范围内。

参考文献：

简易热水器篇4

关键词：集中供热；热电联产；能源利用效率；一级管网；二级管网；换热站；调度中心

文章以一实际案列分析供热管网改造。根据《当地热电联产规划（2011～2020年）》，以热电厂为城区集中供热主热源，热电厂近期装机容量为2×12MW背压机组，配3×75t/h中温中压循环流化床锅炉，并在主热源厂区内建设调峰锅炉房一座，装机容量为58MW。该城市管网的现状：（1）该城区现有的管网大部分为八十年代敷设运行时间久且保温及其简易均不能满足保温和防腐要求。（2）现状供热管网漏水严重，部分由于管线上已盖建房屋，漏水点难以查找，管网补水量大，严重影响供热效果。（3）随城市建设发展，现部分管线已不能满足热负荷增长需求，需根据现有热负荷及规划热负荷状况对供热管网重新进行统一的规划布局。（4）部分地区供热外网管线服务范围小，外网延伸不足，至使城市集中供热覆盖面小、集中供热率低。该地区原供热主要为分散小锅炉，分散小锅炉房容量普遍较小，效率低，浪费能源；有些小锅炉运营时间过长，实际运行效率仅在60%左右，不能达到设计出力要求，平均供热煤耗率高达66.5kg/GJ，极大的浪费煤炭资源。分散小锅炉房设备大部分已超过使用年限，供热效果参差不齐，供热锅炉房大多存在“大马拉小车”的情况，且无扩建条件。分散小锅炉房多数没有除尘和脱硫设备设施，极少数有也是极其简陋，烟气低空排放造成典型的冬季烟尘型大气污染，冬季采暖期间，空气中总悬浮物、氮氧化物、二氧化硫等有害物质浓度超标对环境造成极大污染。分散的小锅炉房采暖系统，由于大部分锅炉设备陈旧，缺少专业的检修、维护人员，影响供热效果，其次小锅炉房一般均为小区域供暖甚至是单台炉供暖。一旦锅炉发生故障，就只能停止供暖，供暖保证率差，不能满足居民生活品质日益提高的要求。该地区还存在一部分的家庭简易采暖，由于市区现存城市危房、平房等，无集中供暖条件，冬季均采用个体取暖方式，以此给市区环境造成了很大的烟尘污染。家庭简易采暖多数采用火墙、火炕、土锅炉等方式，供热质量得不到保证，且存在烧伤、烫伤、火灾等隐患。该工程的实施可以使该城区形成统一的大型智能化的高效供热管网，可显著提高市区供热的质量和生活舒适度。与热源的相互配合可极大地改变城区的空气环境质量，改善居民的工作和生活环境。该工程的建设为城市社会经济加速发展提供了坚实的基础平台。城市热力网的布置应在城市规划的指导下，考虑热负荷分布，热源位置，与各种地上、地下管道及构筑物、园林绿地的关系和水文、地质条件等多种因素。在布置管线的走向时，主要参照《城镇供热管网设计规范》的规定。热力管网采用设计水温120℃/60℃的高温水热媒，计算温差60℃。主干管比摩阻R按设计规范推荐的30～70Pa/m选取。支线、支干线管网比摩阻R以小于300pa/m为宜。管壁的绝对粗糙度K=0.5mm。允许最大流速小于3.0m/s。局部阻力采用当量长度法，局部阻力与沿程阻力比值取为0.3。

为配合热网改造，需建设一批换热站，换热站设备主要为换热机组（包括循环水泵、补水泵等），分（集）水器、旋流除污器、智能弯管流量计等。每个换热站的换热机组不宜少于2台，同时应保证一台换热机组的供热能力不低于供热负荷的70%。并应根据热负荷的大小分布情况，设置必要的检测、计量及流量分配控制装置。

换热站内换热设备选用FBJ水-水换热机组。该设备采用国外技术由国内生产组装而成，它由板式换热器、二级网的循环水泵、阀门、压力表、温度计、传感器和控制器件组成。为降低工程造价，换热机组除板换及控制器选用国外产品外其它均为国内产品。FBJ换热机组特点为：结构紧凑，机电一体化，占地面积较小；运行管理方便，节能高效，安装简便，高智能化，易实现无人值守自动运行。根据一级网设计供、回水温度120/60℃，二级网设计供、回水温度80/55℃，供热小区规划供热面积，并考虑留有一定余量合理配置换热机组（机组配置板换两台，每台换热面积按设计热负荷的70%配置）。

换热站内设有玻璃钢补水箱一个。二次水的补给水处理采用全自动钠离子交换器。该交换器应用单板机自动控制系统。可根据软化水液位控制交换器的启动和停机，还具有自动设定再生、反洗等功能。一级网供水管，二级网回水管上均设置旋流除污器，水流经过除污器和换热机组的过滤器进入板式换热器，以保证换热机组无污物堵塞现象。一级网供水管，二级网供、回水管上均设置智能弯管流量计，它由90°标准弯管传感器、差压变送器、压力变送器、温度传感器、温度变送器和主机配套组成的测量系统。

按目前热网控制设备的技术发展水平，本工程一次热网拟采用变频方式控循环水泵的运行，以改变流量质调节方式调整热网运行工况，在技术经济评价电耗和热耗的基础上由计算机依据节能气象温度曲线调整热网工况。二次网运行调节采用质调节，热水供暖系统在进行质调节时，只改变网路的供水温度，循环水量一般保持设计值不变。

调度中心是热网监控系统的控制中心，对热网系统中各远程、本地站LCM得运行工况进行实时监控。接受来自LCM的信号，通过对LCM监测和控制，在调度中心了解热网整体的运行状况，根据热网参数对热网进行合理调度、指挥，实现热网的优化和经济运行。

热网末端压差及热源厂出口的温度、压力、流量等参数均由热源厂的监控系统来控制调节。热网监控系统将管网末端压差及热源厂出口参数送至热源厂，作为热源厂调整运行工况的依据。

SCC接收联网的LCM的控制状态信号，并有权修改和设置控制参数，实现对LCM的运行知道。SCC能进行全网水力工况分析，绘制不同方式下的水压图。并具备平均负荷预测分析、计算及管网仿真能力，提供系统分析决策支持。

实现数据交互传送可能采用无线和有线通讯，有线包括：光缆通讯、专用电缆通讯和电话线通讯。随着电话通讯系统的改善，利用电话线路通讯已经是一种可行经济可靠的方法，本监控系统通讯采用电话拨号方式（ISDN）。

本工程供热管道为预制保温管，敷设方式为直埋敷设，输送过程中的能量消耗是沿途散热的热损失和泄漏水的热损失。热网热效率表示管道的保温效果和保热程度。热网失水率表示热网水泄漏的程度。经调查该公司负责区域内现阶段低温水热网热效率平均在88%～94.24%之间，失水率达2.6%左右。本工程实施后通过有效的技术手段，加强运营管理，失水率控制在0.5%以内，达到节约用水降低耗热的目的。

该项目实施后，城区集中供热热网将采用高质量的直埋敷设，保温性能好，降低散热及泄漏事故的发生。减少不合理用热现象的发生，降低系统失水率。另外通过对热力管道进行高标准的防护保温，降低散损失，达到节约能源合理利用资源的目的。

参考文献

[1]中小型热电联产工程设计手册[Z].

[2]实用供热空调设计手册[Z].

简易热水器篇5

如果一款散热器既包含了水冷系统，也包含了传统风冷结构，而且最重要的是你完全不必要担心水管的连接和水泵位置的摆放，和安装传统散热器一样简单，你会不会很感兴趣7显然，在传统散热器产品的技术更新到了一个瓶颈的时代，任何具有新意的设计都足以吸引玩家的眼球。而这种打破传统散热器设计思路的产品也有足够的理由值得我们对其进行一番“深究”，到底是噱头，还是真正意义上的创新?自然只有亲自体验过才知道。近期，MC在第一时间拿到了欣瑞连集团的这款极具创意的散热器产品超酷A10，下面就让我们一起来与它做个“亲密”的接触。

从外观上看，你绝对不会想到超酷A10居然包含了一套完整的水冷循环系统，塔式散热片架构和传统的风冷散热器多平台安装扣具都让它看来只是一款普通的热管散热器。但是，超酷A10却告诉我们――千万不要“以貌取人”，因为在它的肚子里是有一套完整的水冷循环系统的。麻雀虽小，五脏俱全，它实际上是一款多平台的水风冷一体化散热器。很容易理解，意思是这款散热器既包含了水冷结构，也包含了风冷结构。从外观上看，A10并不出彩，银白色的基调、纯铜底座以及包裹在铝片中的散热片都做得“规规矩矩”。整个散热器的架构分为三层，各层之间以螺丝紧固。最上面是做成散热片形状的换热器，这个换热器与传统水冷所采用的并无太大不同，仍是环行折叠散热片配合热管。8cm的风扇就隐藏在两个换热器之间，采用的是侧吹散热方式。换热器的下方是一个“梯形”的铝制容器，它里面装的就是冷却液、水泵以及水循环管道。而最下方的，当然就是散热底座了。我们可以清楚地看到纯铜的底座是直接与铝制的容器相连的，而且底座与铝容器之间还有一层橡胶的防水密封圈，这一切都给了我们一个信号――和一般的水冷系统的吸热块不同，A10的散热底座上似乎是没有循环水道的，底座上方就是水箱。

A10这打着“水风冷一体化散热器”旗号的散热器到底有没有真材实料呢，为了测试它的散热性能，我们使用了发热大户IntelCore 2 ExtremeX6800(以下简称X6800)来做测试。同时，为了对比散热效果，我们还使用了某品牌的热管散热器作为对比，并在超频和不超频时分别进行了测试。最后的测试结果让我们满意，A10在X6800不超频的状态下，可以将全负荷运行的处理器温度控制在59度左右。作为一个体积如此小的一体化水冷系统，我们认为这个成绩已经算是很不错的了。因为要在一个狭小的空间内完成一个密闭的冷却水循环本身就不是一件容易的事情。同时，在进行超频测试时发现，在X6800超频到3 566GHz时(324MHz)，再往上超频系统重启，A10仍然可以将全速运行的处理器温度控制在67摄氏度左右。而用作对比测试的某品牌热管散热器，在这两种状态下的温度控制分别是65摄氏度和80摄氏度，性能上要逊色于A10。

虽然我们测试中也发现全速状态运行的A10风扇噪音稍有些偏大，不过也在可以接受的范围内，另外，在安装A10的时候一定要注意扣具螺丝压力要足够(锁紧)，否则容易出现CPU温度过高的情况。

简易热水器篇6

关键词：汽轮机凝汽器；堵漏方法；堵头选用

1 凝汽器的简介

凝汽器是多程管壳式凝汽器，是汽轮机做完功的能量回收装置，如果出现问题，将导致空分装置全线停车。

我单位凝汽器管侧循环水设计压力为0.6MPa ，壳侧冷凝水设计压力为0.2 MPa。凝汽器总长10m，直径3.2m，共有4932根换热管，换热面积2700m2。换热管长9.8m，外径3/4”19mm），壁厚0.028”（0.7112mm），材质为铜，管板材质为碳钢。

2 凝汽器的检漏

2.1 凝汽器泄漏的判定：凝汽器管侧压力高于壳侧压力，循环水流量增加，凝汽器液位增加，真空度下降，从凝汽器壳侧压力表可以判定凝汽器发生了泄漏。

2.2 凝汽器各种检漏方法及其评价

方法1、水压检漏：主要是目测检查，不需要专门的仪器。

具体步骤如下：将凝汽器壳侧充满，在充水过程中检查管板，有明显水流的换热管先用临时堵头封堵，然后慢慢升压，在升压过程中检查管板，有明显水流的换热管也用临时堵头封堵，最后将凝汽器壳侧水压升到设计压力的90%，即10.5Bar。然后用白布擦干管板后仔细观察，对仍有水流流出的换热管做好记号，以便下一步的正式堵管。

该方案简单易行，但准确性不是很高，只能检查出泄漏量较大的换热管破损，并且对换热管和管板结合处的泄漏检查效果不是很好。

方法2、气压检漏：利用检测液目测检查，不需要专门仪器。

具体步骤如下：用压缩空气对凝汽器壳侧充气，在充气过程中检查管板，有明显空气吹出的换热管先用临时堵头封堵，然后慢慢升压，在升压过程中检查管板，有明显空气吹出的换热管也用临时堵头封堵，最后将凝汽器壳侧气压升到5Bar，然后用白布擦干管板，并对每个换热管以及换热管和管板结合处涂上检漏液，对有泄漏的换热管做好记号，以便下一步的正式堵管。

这种检漏方案比第一种水压方案准确性稍高，但检漏过程比较繁琐。

方法3、氦气检漏：利用氦气泄漏检测仪来探测泄漏率。

氦气泄漏检测仪由探头、真空泵、氦气分析仪和氦气泄漏率读数表四部分组成。氦气泄漏检测仪具体的工作方法是，先启动氦气泄漏检测仪，把探头放到要被检测的地点，由真空泵把探头处的气体吸入后传到氦气分析仪，由氦气分析仪分析被吸入的气体，并由氦气泄漏率读数表显示出具体的泄漏率数值。

该方案是在水压检漏的基础上增加了氦气检漏。对缺陷检漏准确性高，对换热管和管板结合处的泄漏也能很明显的反映出来，并且根据氦气泄漏率读数表上显示的数值可以初步估计换热管缺陷的类型和大小。该氦气检漏方案是在凝汽器检漏中比较普遍使用的一种检漏方案，准确率很高。

3 凝汽器的各种堵管方法

3.1 换热管和管板结合处泄漏的处理方法

根据凝汽器维修手册，换热管和管板结合处泄漏的处理方法是利用专用的补胀器对泄露处的管口补胀。具体步骤如下：测量没有补胀前缺陷换热管管口的内径，然后在需要补胀的缺陷换热管管口部位涂上“LUBE-A-TUBE”牌剂，利用补胀器对泄露处的换热管口进行补胀，测量补胀后缺陷换热管管口的内径。需要注意的是补胀前后换热管扩径不能超过0.05 mm，胀管深度不能超过64mm。

3.2 缺陷换热管的堵管方法：

方法1、利用CTI修复系统进行衬管。用一根稍细（外径稍小于钛管内径）的管子利用CTI修复系统衬在换热管的缺陷处。该方法适用于换热管破口或断裂。

该方法优点是可以保持这根换热管的可用性，可同时解决末端冲蚀问题，且不影响换热效果，同时因减少堵头，使循环水速降低，从而减缓整个换热器的冲蚀。缺点是需要一整套CTI修复系统（适用于直管凝汽器），初期投资费用较高，长期使用则可以显出优势。

方法2、堵头焊接不锈钢长棒进行封堵。该方法是把不锈钢堵头上焊接一段不锈钢长棒后对缺陷换热管进行封堵。具体步骤如下：用一根不锈钢长棒焊接到不锈钢堵头上，再把堵头塞入缺陷换热管，长棒长度为从管板到破口再加上18″～24″并且要超过破口位置后的隔板至少4″，长棒外径稍微小于换热管内径。该方法适用于换热管破口或断裂位置离进水端水室或出水端水室较近的缺陷。

该方法的优点是固定了缺陷换热管，不会随水流的冲蚀而扩大缺陷程度和范围；缺点是使缺陷换热管不可用，降低了换热效果，增加了循环水速，从而加剧了整个换热器的冲蚀。

方法3、串接杆加堵头进行封堵。该方法是在缺陷换热管中加入串接杆（不锈钢长棒或不锈钢管）以加固缺陷换热管，再对缺陷换热管进行封堵。具体步骤如下：先将一根外径稍小于换热管，长度稍短于换热管长度（14.8m）的不锈钢长棒或不锈钢管伸入缺陷换热管内，然后对缺陷换热管两端用堵头进行封堵。该方法适用于换热管破口或断裂处于换热管中间部位的缺陷。

该方法优点是固定了缺陷换热管，不会随水流的冲蚀而扩大缺陷程度和范围；缺点是使缺陷换热管不可用，增加了循环水速，加剧整个换热器的冲蚀，同时对所有串接杆两端攻丝时需同心，否则容易导致不能全部塞入缺陷换热管。

方法4、缺陷换热管封堵加缺陷换热管周围一圈换热管封堵。该方法是直接对缺陷换热管两端用堵头进行封堵，缺陷换热管周围一圈换热管两端也用堵头进行封堵。该方法适用于维修时间较紧的情况下出现少量的换热管大破口或断裂。

该方法的优点是简单易行，在时间紧迫的情况下可以紧急处理，同时也具有一定的可靠性；缺点是没有对缺陷换热管进行串接杆固定，在水流的进一步冲刷下可能会加剧缺陷形式和扩大缺陷范围，同时用堵头加圈堵大大降低了凝汽器的换热效果，增加了循环水速，从而加剧了整个换热器的冲蚀。

4 堵头的设计

在检漏过程和堵管过程中都用到了临时堵头和正式堵头，凝汽器堵头是随设备带来的，材料为硬木，尺寸为0.650"×0.755"×1.5"LG。在现场堵管过程中发现该堵头不适用，用榔头敲击时容易破碎，并且堵管效果不好。根据经验自行研制了临时堵头和正式堵头。

4.1 临时堵头。临时堵头材料为聚四氟乙烯棒或尼龙棒，尺寸为16.5mm×20mm×39mmLG。

4.2 正式堵头。材料为聚四氟乙烯和钛，具体的尺寸如图1-图2：

该堵头工作原理是利用旋转六角螺母使锥形钛质内芯挤压聚四氟乙烯外套，膨胀后与换热管紧密结合在一起。堵头上螺母可以用弹簧垫片来防止松动，也可以用两个螺母备紧来防止松动。堵头钛质内芯尾部开孔用于穿锁紧钢丝，以防止螺母在水流冲蚀下脱落。该堵头的优点是容易制作和操作，在堵管时不需榔头敲击，较少了损坏周围换热管的可能性，并且在堵管后紧密性好，不会随水流冲击而脱落。

5 结束语

凝汽器发生泄漏后，必须根据当时的维修允许时间、运行工况和泄漏量大小选取合适的检漏方案进行查漏。确定了缺陷换热管后，必须根据缺陷的位置、类型和大小选取相应的堵管方案对缺陷换热管进行堵管。争取在允许的维修时间内用最合理的方案来解决凝汽器泄漏，从而保证机组的安全稳定运行。

简易热水器篇7

关键词 ：混凝土；试件；标准养护；节能

在建筑施工过程中，混凝土质量的好坏是建筑工程质量最为关键的因素之一，因此国家对建筑施工中混凝土的质量有严格的要求。强制要求在进行混凝土施工时，必须建立标准试块养护条件，对试件进行养护[1]。根据GBJ81-85第2.0.8条之规定 “混凝土拆模后的试件应立即施在温度为20±2℃，湿度为90％上的标准养护室中养护，在标准养护室内，试件应放在架上，彼此间隔为10-20mm，并应避免用水直接冲淋试件”[2]。

事实上，目前大部分建筑施工都采用砖砌养护室，而一般的工地现场狭小，条件差，砖砌养护室存在着密封性差、保温条件差，不便于管理和操作的缺点，难以满足标准试块的技术养护条件[3]。本文介绍了一种温湿智能控制的混凝土标准试件养护系统和方法，介绍了其功能、结构及关键技术，同时给出在同条件下该系统与建筑工地传统自制砖砌养护房相比，其节能降耗的突出效果。

一、智能混凝土试件养护系统结构

智能混凝土试件养护系统主要由一长方体的主房体、控制柜、控制盒、制冷系统及风道、底座架、试件托架、小车、试件转运架等组成。

总体结构如图1所示：

图1 总体结构简示

1.1 系统控制柜。

养护系统控制柜为相对独立的一个部件。制冷、加热、水雾发生、电器控制等都安装在控制柜中。同时根据水位传感、温湿度传感等传感器信息，实现系统的智能监控，是系统功能主要输入、输出单元。控制柜结构如图2：

图2 控制柜结构简图

1.2 控制器部分。

控制器中主要装有自动控制板，采用嵌入式系统设计，主要包括微控制器、温湿度检测电路、水雾箱水位检测电路、加热及制冷控制电路、水雾发生电路、控制键盘等，还装有显示电路、打印机，电源开关等。系统控制器为系统智能核心，负责系统对混凝土试块环境温度、湿度、异常状态，保养状态、数据显示及打印、统计功能，配合相应的远程管理软件和模块，可实现集散式控制，通过485总线或以太网构建智能网络环境，方便管理及维护。

1.3 制冷系统及风道部分。

制冷系统采用比较成熟的制冷技术，水雾箱和养护室通过风道联成回路，并通过风扇强制养护室内的空气和水雾箱内的空气循环。通过专用的混合式蒸发器，对空气和水制冷。使低温、高湿的气体进入养护室，在养护室内进行热交换后，再回到水雾箱进入下一轮循环。通过制冷系统维持养护室内温度的恒定，通过水雾保持养护室的高湿度。加热过程同制冷过程，通过制热系统维持养护室内温度的恒定，通过水雾保持养护室的高湿度。

图3 制冷系统方框图

二、系统温湿平衡控制技术

如何在高温环境下，使养护室内空气温度降低的同时，保持高湿度是试件养护中亟需解决的技术问题。按照潮湿空气状态参数中湿空气焓值与湿度关系，湿热空气在降温过程中，其中的水份会冷凝，相对湿度会降低。针对此矛盾，系统采用混合式风冷（热）和水冷（热）混合式制冷（热）方式来解决上述问题。但同时又出现在水温较高的情况下，养护室温度下降极慢的现象。这是由水温较高，水雾的温度也高，大量的热交换在水与蒸发器（或加热器）之间进行，使水温下降，而养护室温度的下降则比水温下降要滞后，造成了养护室温度的下降极为缓慢。为此，系统重点对水进行温度控制，并以受温控的水雾为媒体，对试件进行热交换效果较为理想。

通过以上关键技术保证，系统能完美保证混凝土试件的标准养护要求，具有自控程度高、节水省电、噪声小、便有操作管理及运输方便，安装简洁和环保的特点。

三、节能优势比较

经实验应用及调查表明，该智能养护系统其平均耗损功率为0.85KW，开机率小于0.5，就能达到标准养护条件[4]。而建立一个传统的12M2砖砌简易养护房需用1.5KW热泵式空调机，当开机率为1时也难以保证房内温度、 湿度都达到要求。因此，我们可计算在同等条件下，本系统与传统砖砌简易养护房相比的能耗水平。如表一所示。

表一 标准养护系统与砖砌简易养护室节能优劣比较

从以上的分析对比不难看出混凝土施工场地采用本文介绍的混凝土试件智能养护方法符合国家行业标准要求，同时能为国家节省大量能源耗费。对使用方而言：能省电、省水、省钱、省力、还有一点更重要的是能对试件进行科学地管理，保证试件养护质量，从而确保总体工程的质量。

参考文献：

[1] 刘振东.建筑施工现场管理对策的几点研究[J] 中小企业管理与科技.2011,2:50-51

[2] GBJ81-85,普通混凝土力学性能试验方法[S]

简易热水器篇8

摘要：简要介绍了客车水暖系统，及根据市场反馈信息所提出的水暖系统优化设计。

关键词：水暖系统 优化设计 尾气加热器 除霜器

本文写作目的是，针对用户反馈所提出的期望及问题，采取相应的优化设计及改进，以提高水暖系统的用户满意度。

1.水暖系统简介

水暖系统是通过加热器对暖风管路里的传热介质进行间接的加热，然后经除霜器、散热器与车厢内的空气进行热交换达到为车厢内乘客取暖目的的系统。

水暖系统一般由燃油液体加热器、散热器、除霜器、水暖管路以及控制球阀等组成，有时根据实际需求，或取消液体加热器，或增加尾气加热器、司机散热器等。

水暖系统有制热量大、放热平缓，工作时车厢内无异味、噪音低，同时系统还兼有冬季预热发动机的功能。所以在冬季寒冷地区行驶的客车，普遍安装有水暖系统。

2.水暖系统的优化设计

2.1天然气客车优先选用尾气加热器

由于天然气客车所具有的经济、环保、安全、冷启动好等优点，其市场占有率在不断的提高。但由于传统液体加热器燃料为柴油，既带来额外的尾气污染又因需额外准备柴油造成使用不便，选用尾气加热器则可避免这一困扰。天然气客车尾气温度可达700-800℃，选择尾气加热器既可满足水暖系统制热量又能有效降低尾气温度。但需注意的是，订购尾气加热器时须注意加热器上有无安装放气阀，如无放气阀则必须在临近管路上加装放气阀门，以便非采暖期时尾气加热器内残留防冻液加热后所产生蒸汽及时放出，避免蒸汽撑爆管路。

2.2北方地区加热器选择及安装注意点

由于低地板客车有着乘客上下车方便、车厢内空间大等优点，所以城市公交客车越来越多的选用低地板客车。但由于空间所限，低地板客车加热器安装位置普遍较低。北方地区冬季多雪，多用撒工业盐的方法除雪，这会带来道路泥泞的现象。混合着工业盐的泥垢极易附着在布置较低的加热器外壳上，造成加热器及其附件加速锈蚀。采用密封式加热器仓体，可以有效保护加热器不被污垢锈蚀。需注意的是，由于加热器需要吸入足够空气辅助燃烧，所以密封仓需要留有进气口，可采用百叶窗式进气口既满足进气要求又可有效避免污垢进入。

图一 密封式加热器仓体

2.3壁挂散热器的选择及安装注意点

壁挂散热器由于其美观、大方的优点，常用于中高级旅游客车及城市快速公交客车。传统的壁挂散热器为顶部进风侧面出风，顶部留有散热器进气口。时常会有乘客因个人习惯问题用脚踩在壁挂散热器顶部，造成顶部进气口被污垢堵塞，影响散热器正常使用。完全清除这些污垢需要拆卸散热器外壳后清洗滤网，十分不便。选择壁挂散热器时，可选用新型的顶部无进风口的壁挂散热器，也可在传统壁挂散热器外加装装饰罩，以避免乘客踩踏壁挂散热器带来的清洗不便的现象。

2.4北方寒冷地区优先选用内外循环大功率除霜器

北方寒冷地区冬季温度较低，客车内外温差较大，车厢内环境湿度大，车内水汽极易在前挡风玻璃上凝结成霜。传统除霜器是用风机从车内吸取空气经水箱加热后用热空气吹前风档玻璃除霜，由于车内空气湿度大，用湿热空气除霜的效果不好。内外循环大功率除霜器的空气来源为车内空气及车外干冷空气（可通过电控盖板控制除霜器是否吸入干冷空气），混合空气湿度明显降低，且因除霜器功率大，经除霜器加热后的混合空气温度也比较高。240W内外循环除霜器排风量可达1000m3/h，标称放热量9kw（水温80℃），在北方寒冷地区选用可显著提高除霜效果。

2.5北方寒冷地区公交客车司机区域供暖

因为北方地区冬季天气寒冷、公交客车站点密集客车前门开关频繁，所以公交客车司机区域热量流失是十分快速的，这就需要提高公交客车司机区域的供暖效果。通过增加司机散热器及增加司机腿部位置除霜器出风口等措施，增大司机区域供热量（标称放热量2kw（水温80℃）），提高司机区域供暖效果。

2.6铜质水暖管路改为不锈钢水暖管路

客车水暖管材质一般为三元乙丙胶管，但在部分中高档旅游客车及部分公交客车上，水暖管依然使用铜管路。由于304不锈钢管具有价格低廉、采购便利、耐腐蚀、重量轻、导热系数小保温性能好、强度高等一系列优点，用304不锈钢管代替铜管是可行的。我公司生产的6109K63系列座位客车，采用Φ25X1.2/ 0Cr18Ni9（304不锈钢）不锈钢管（见图二）代替Φ25X1.5/T2Y2铜管作为水暖管后，单台车7.151kg，单台车节约464.76元。

图一 Φ25X1.2/0Cr18Ni9（304不锈钢）不锈钢管产品

可以看到，不锈钢管表面光泽内壁通畅，折弯成型处圆弧圆润，无压瘪裂纹等现象，外包PVC/NBR海绵橡塑管保温，完全可以满足使用要求。

简易热水器篇9

答案是否定的，其改进空间还很大。

具体而言，传统紧凑式太阳能热水器存在着许多不足之处。比如，光照利用率不高，有效集热面积偏少，循环不畅，真空太阳集热管尾部散热，保温水箱缺水过热，进排气口散热严重，上下水水管冻塞，真空太阳集热管结垢，太阳热水器过热沸腾，电加热耗能严重，用水等待时间长，水箱积存水垢等等。这些问题的逐步解决过程就是紧凑式太阳能热水器性能提升的过程。

山东海臣科技有限公司通过技术创新，获得多项国家专利，生产出了高效多功能太阳热水器，得到业内专家的高度评价。本文试图通过介绍他们对产品的革新，给广大太阳能企业和研发人员以启迪。

针对紧凑式太阳能热水器存在的问题，海臣科技有限公司一直努力创新，进行了长达十几年的研发。从结构形式的细节上改变了紧凑式太阳能热水器，使其性能大幅度提高。

仅缩口变径低尾耗太阳能真空集热管、顶紧式保温尾座和三叉戟支架三项技术的应用，就使其密排紧凑式太阳能热水器的集热面积较58管（80孔距）传统太阳热水器增加23%。

2007年6月15日，国家太阳能热水器质量监督检验中心（北京）对海臣太阳能热水器进行了检测。结果表明：贮热水箱内，集热结束时水的温度为51℃，日有用得热量为9.4MJ/m2，平均热损因数为13W/（m3·K）。相比国家标准，日有用得热量提高25.3%，保温性能提高41%，真正实现了太阳热水器的全地域、全年使用。

海臣太阳能热水器在多项产品上都有创新，以下介绍的是主要的技术创新点。

1 缩口变径太阳真空集热管

现有的太阳真空集热管其密封胶圈是套装在等径外玻璃管上的，由于水箱内胆强度和胶圈之间安装间隙的要求，致使管与管之间的管距较大，常规直径47 mm真空集热管中心管距为70 mm，对应的吸热管直径为37mm，其光照利用率为52.86%；直径58mm真空集热管中心管距80mm，对应的吸热管直径为47mm，其光照利用率为58.75%，加之真空集热管靠密封胶圈的弹性密封，因此容易引起漏水等问题。

缩口变径太阳真空集热管外管径为58mm，管口缩径为47mm，胶圈套装于47mm管口上。在满足水箱内胆强度和胶圈之间安装间隙要求的情况下，实现了管与管之间中心管距为65mm，对应的吸热管直径为47mm。其光照利用率为72.31%，较常规直径47 mm真空集热管光照利用率增加19.45%；较常规直径58 mm真空集热管光照利用率增加13.56%。而密封胶圈与真空集热管为顶紧密封，因此根除了密封胶圈因为密封不严而漏水的问题。由于真空集热管采取顶紧密封，使水箱、真空集热管、尾座、尾托盒、支架连接固定为一个整体，强度大大提高，并剔除了反光板，风阻小，不易积雪。

2 导流器

有些企业说：真空集热管越长、越粗，集热面积越大，光照利用率越高，热水器制热水效果越好。这其实是一种误导。真空集热管中水的循环是靠冷热水之间的比重差实现水循环的，冷水比重大，热水比重小，因此冷水下降，热水上升。由于水在同一管腔内上下流动的过程中会产生湍流传导换热，使管内水温趋于一致，从而丧失水循环的动力，致使真空集热管热循环不畅，管内水温升高，内壁结垢严重。最后，真空集热管热辐射损失加大，热效率下降。特别是在真空集热管背部有反光板、真空集热管较长的情况下，这种现象更加严重。管子粗，虽然集热面积增加了，但同时辐射面积也增大了。而且管子越粗，蓄水量越大，太阳能在启动时做出的无用功越大，管子的热辐射损失越大，造价越高，机械强度越低，破碎率越高。人们通过在管内加封闭管腔的方式，试图解决蓄水量大、热启动慢这一问题，但是并没有根除管内冷热水温度趋于一致、管体结垢严重、水循环通道阻塞的问题，相反使销售商维护量加大，给用户带来了不便。

导流器是利用热虹吸原理，将电厂锅炉的循环系统嫁接到太阳能热水器上， 使真空集热管中的冷热水分流，冷热水腔之间的温差及压差使水流加速。导流器支撑安装固定在真空集热管内，使其不至于上浮。导流器管体根据真空集热管直径的不同对应有一定的体积，以减少真空集热管的蓄水量。导流器的封闭容腔或为圆柱状或为环腔状，半圆喇叭状汇流管口安装在导流器上管口上，下管口悬空安装在真空集热管底部，构成类似电厂锅炉的循环系统：汽包、下降管、下联箱、水冷壁、汽包的循环。导流器将水箱底部的冷水引到导流器下降管内，流到真空集热管底部联腔，使其沿上升管吸热上升，到达水箱上部，构成热虹吸对流循环。管子越长，热水与冷水的静压差越大，热虹吸对流循环动力越强劲，水的流速越快，对管壁的冲刷能力越强，管壁越不易结水垢。水流将受热产生的水垢带到水箱内，使管底不存水垢。因此，真空集热管内安装了导流器，将使得真空集热管不管是置有反光镜，还是管子变粗变长，都变成正面影响，使水流循环畅通，让热水喷涌奔腾。

3 低尾耗真空集热管

目前的太阳能真空集热管自诞生以来其尾部自由端都安装有一弹性金属支撑卡，它在完成支撑等功能的同时，也架起了散热的桥梁。此金属支撑卡与环境之间只要存在温差，它就不停地向外传递热量。温差越大、支撑点越多、金属支撑卡外表面越大，热损失越多。这极大的影响了太阳能集热元件的保温特性，使太阳能热水器保温性能下降。特别是在冬季，由于气温降到4℃以下，因为0～4℃之间水的比重差别很大，从而构成快速水对流逆循环，致使真空集热管的传导热损失极大。如遇高寒下雪天气，雪埋真空集热管尾部，则会使热水器的热损失更加严重。

低尾耗真空集热管是在太阳能真空集热管的内集热管的尾部安装有保温管腔，形成内集热管与保温管腔一体的安装定位自由端。太阳真空集热管尾部的外玻璃管封闭端头内壁与金属支撑弹卡支撑接触，金属支撑弹卡与保温管腔外壁支撑接触。由于玻璃的导热系数非常低，加之金属支撑弹卡与保温管腔外壁为点接触，因此使其散热量大大下降，在不影响真空集热管效率的同时，解决了其尾端散热的问题。

4 顶紧保温尾座

真空集热管尾部通过金属支撑卡散热是非常严重的，虽然低尾耗真空集热管能够使其热量损失减少，但其放热量仍不可忽视。

顶紧保温尾座由托座以及与托座螺纹连接的螺帽等组成，其托座由托碗、托杆组成，托碗的形状与太阳真空集热管尾配合，托碗的尾部与托杆缩径连接，托碗与托杆或为分体，托碗的底部上有与托杆套装于一起的插头，螺帽安装在托杆上，螺帽上有与尾托盒冲孔吻合的定位边沿。螺帽上设有与太阳真空集热管尾部支撑钢卡对应吻合、与太阳真空集热管尾部有一定间隙的保温管套，保温管套的开口处与太阳真空集热管之间安装有密封挡圈。将尾托设计成具有间隙空气保温层的保温顶紧尾托，不但创新了太阳能真空集热管的安装方式，而且更具有良好的保温特性，使真空集热管的尾端热损失极大地降低。采用这种结构后，通过螺帽的旋紧，压紧缩径真空集热管的末端，使缩径真空集热管稳固锁定于太阳能热水器的水箱与尾托盒之间。当需要更换真空集热管时，仅需将螺帽旋松，然后用专用工具将真空集热管抽出即可，操作十分方便。

5 防过热保温进排气溢流管组件

目前的太阳热水器保温水箱的排气溢流管为单管设置，在水箱上或为上开口， 或为侧开口，或为下开口。上开口由于直通大气，热气体上升，冷空气下降，形成对流，使太阳能热水器水箱保温性能比较差；而且在温度低时容易在排气口结露成冰，堵塞进排气溢流口，造成热水器放水抽扁水箱的故障。侧排和底排虽较上排保温性能有所改善，但仍存在进排气口处结露成冰，堵塞进排气溢流口的问题，且保温性能欠佳。而热水器排气装置由于直通大气，水箱内外压力接近，致使高温热水产生的水蒸气不断溢出，造成水量损失。当太阳热水器中的水排空断水时，水箱内温度升高，其温度可高达200℃以上，致使保温材料因高温收缩粉化，破坏了太阳热水器水箱的保温性能。

太阳热水器防过热保温进排气溢流管组件为U型管水封。水箱内的水蒸气通过水封隔绝，使冷空气不易进入，热的水蒸气不易泄出。本装置中的冷气导流管在正常使用的状态下，下管口浸没在水中，使水中的热量不易泄出。而当水箱水位下降到一定程度之后，水箱外的冷空气可以直达水箱下部，与U型管中的进排气溢流管装置构成对流循环，将水箱内的热量不断排出，使水箱内的温度控制在一定范围内，不构成对保温材料的过热损伤。冷气导流管外接排气口的排气导向装置可确保冷空气不易进入到管内，确保U型进排气溢流管与冷气导流管的保温特性。而U型进排气溢流管与冷气导流管的复合式安装方式，可使进气溢流管的安装孔减少为一个。本装置结构简单，便于制作和安装，限使用性能好。它可以通过水封减少蒸发，从而杜绝在排气管口结露成冰，堵塞进排气通道的问题，克服了热水器进排气口冬季保温性能差、结冰阻塞、放水抽扁水箱的现象。

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6 蒸馏水器

由于承压热水器不能控温控压， 　太阳能热水器在长期不用或使用不及时的情况下，　会造成热水器内水的沸腾，大量的水分以水蒸气的方式排放，致使水质浓缩恶化，同时浪费大量的优质水。

海臣太阳能的负压沸腾器可使太阳能热水器的热水低温沸腾，通过冷凝器将蒸汽收集，最后可得到饮用蒸馏水。如果通过矿化器，便可得到矿泉水，从而又把热水器加上了饮水机的功能，使人们的饮用水得了安全保障。

7 电导线伴热保温上下水管

现在的太阳能热水器，上下水管或复合有伴热带，或复合着常规保温。伴热带由于为功能塑料，寿命短，能耗高，价格贵，使用不够安全和方便。而常规保温在无伴热带伴热的情况下，会使上下水管道冻塞，即使是室外环境温度提高，热量也难以传到管道内，致使热水器内有热水却无法使用。

海臣太阳热水器采用了低电压自伴热恒温给取水管。给取水管为缠绕电导线后再加上复合保温层的复合管，采用与电热毯同样的工作原理，通过变压器将电导线上的电压控制在36伏安全电压以内，通过自动温控装置对管道定时或长期加热。有了这种措施，可实现打开水龙头便出热水，冬季管道永不冻堵。

8 即热式电加热器

即热式电加热器有一定长度的导流管道，它们之间有流道相互套装在一起。电加热器放热面在导流管道内，布置于导流管道的下部，导流管的上段为水浮子牵引的软管，组成对流加热水装置。对流加热水装置的进水口位于保温蓄水箱下部，出水口通过水浮子牵引在水面下，加热器放热面进水口低于加热器放热面出水口，组成流体对流循环通道。冷水通过给水管补入保温蓄水箱底部，热水通过取水管从保温蓄水箱顶部取出。其结构简单可靠，安全性高，造价低，加工容易，节能。由于能使热水器快速启动，可以即开即用。

9 静电防结垢真空集热管

静电防结垢真空集热管，利用其真空腔内管的吸热膜具有的导电特性，与通过外层玻璃管玻璃封结的金属电极连接，并将电极连接直流电源的负极，直流电源的正极通过导体和水体电连接，确保负极与正极绝缘，正极接地。在直流电压足够高的前提下，吸热导电薄膜、真空集热管玻璃内管、与内管内外壁接触的水体就组成了电容充电电路。此电路使得与玻璃管表层接触的水体感应出显酸性的正电荷氢离子，并根据电压的高低决定氢离子的多寡，从而防止了钙垢在玻璃上的生成，解决了现有真空集热管内管壁结垢的顽疾。由于电容的特性，在绝缘良好的情况下高压直流电源电流极小，因此，需要的电源功率很小，成本很低。

10 漂浮选择式给取水器

给取水管连接的紧固管件与在同一腔体的两组启闭相反的水动逆止阀门构成自动选择式三通阀；水浮子、水浮子下部的取水汇水腔、取水口、取水软管通过连接构成漂浮式取水器与自动选择式三通阀组成太阳能热水器用漂浮选择式取水、补水装置。当热水器给水时，自来水经给水管，到达自动选择式三通阀，给水的压力将自动选择式三通阀取水阀关闭，将三通选择阀门补水阀打开，实现了太阳能热水器在其底部的阻流补水。当热水器取热水时，热水通过漂浮式取水器的汇流进水口，汇流到达热水取水软管，漂浮式取水器水漂浮于水面之上，保证取水汇流腔在漂浮式取水器下侧。当热水经过汇流后，通过热水取水软管到达自动选择式三通阀体，水的压力将三通阀的取水阀打开，进入自动选择式三通阀体，自动选择式三通阀补水阀在水的压力和阀门弹力的作用下关闭，热水通过取水管放出。这样所放的热水，均由漂浮式取水器从水箱上部表层放出，达到了补水不影响水温、取水不混凉水的效果。

11 水箱内外桶支撑环

为了解决因水箱内缺水、温度较高而造成保温材料的收缩和粉化，使整机保温效果下降的问题，设计了内外水桶保温定位装置。通过支撑环开口胀塞的作用，使内外桶保持同心定位。并通过发泡材料的进一步定位，实现热水器在顶紧密封状态下内外桶一体，使其保温性能和机械强度提高。

12 三叉戟支架、发发支架

三叉戟太阳能热水器支架，采用了四边形对角线连接；发发太阳能热水器支架，为等腰三角稳定结构，通过中间连杆固定前后构成稳定结构。这两种太阳能热水器支架结构简洁，能够满足缩口变径真空集热管顶紧式安装密封的要求，而且节约成本、强度高、装配简单、造型美观，是充分运用了结构力学的科学设计。

海臣科技有限公司是一个善于在技术上精益求精， 在产品上挖潜创新的民营企业。前期一直致力于技术开发，取得了丰硕的成果，到目前为止仅在太阳能领域的专利就有100多项。目前，他们已经开始了将技术成果转化成产品，实现产业化大发展的时期。

据了解，海臣科技有限公司不仅在技术上创新，他们在经营管理上也有崭新的经营理念。他们愿意将自己的专利技术和广大的国内太阳能企业分享，采取相互合作、连锁加盟的方式，推广自己的新技术、新产品，避免重复建设和恶性竞争的局面。他们提供专利技术，协作厂家按照其要求生产特殊的缩口变径真空集热管、保温水箱、支架及尾托。通过专利技术细化的标准，对生产厂家进行品质、质量的提升。

目前，该公司已经与多家企业达成合作共识。其中，多家太阳能热水器生产厂家正在添置新的数控冲床、自动氩弧焊机等设备，进行管理升级，以达到他们的生产要求。到目前为止，已有全国各地的300多家经销商有意海臣的太阳能产品。

简易热水器篇10

【关键词】表面式；换热器；处理；空气；过程

表面式换热器是利用各种冷热介质,通过金属表面(如光管、肋片管)使空气加热、冷却甚至减湿的热湿处理设备。表面式换热器包括两大类型一通常以热水或蒸汽做热媒，对空气进行加热处理的称为表面式空气加热器；以冷水或制冷剂做冷媒，对空气进行冷却、去湿处理的称为表面式空气冷却器(简称表冷器〉，它又可分为水冷式和直接蒸发式两类。

与喷水室比较，表面式换热器需耗用较多的金属材料，对空气的净化作用差，热湿处理功能也十分受限。但是，它在结构上十分紧凑，占地较少。水系统简单且通常采用闭式循环，故节约输水能耗，对水质要求也不高。它由工厂定型生产，这又为捭计选用、施工安装及维护管理等带来便利。正是由于上述一系列优点，它在空调工程中得到最为广泛的应用。

1 表面式换热器的构造与安装

1.1 表面式换热器的构造

表面式换热器构造上分光管式和肋管式两种。光管式表面换热器构造简单，易于清扫，空气阻力小，但其传热效率低，巳经很少应用。肋管式表面换热器主要由管子(带联箱）、肋片和护板组成。为使表面式换热器性能稳定，应保证其加工质量，力求使管子与肋片间接触紧密，减小接触热阻，并保证长久使用后也不会松动。

肋片管的加工方法多种多样。根据加工方法不同肋片管可分为绕片管、串片管和轧片管等类型。各种肋片管的构造类型。绕片管使用绕片机将铜带、钢带或延展性好的铝带紧紧缠绕在铜管或钢管上而制成，并以浸镀锌、锡消除管子与肋片间的接触间隙。肋片可以采用平面型或带皱褶型，后者可增大气流的扰动，提高传热性能，但也增加了气流阻力，且容易积灰，不便清理。

串片管则是在各种形状的肋片上事先冲好管孔，再用专用机具将它一片片地串套在管束上，最后再以机械或液压胀管方法使二者紧密结合。串片管生产的机械化程度可以很髙，现在大批铜管铝片的肋管均用此法生产。

用轧片机在光滑的铜管或铝管外表面上轧出肋片便制成轧片管。显然，这种加工方法不存在肋片和管子间的接触间隙，更利于增强传热性能。但应注意，轧片管的肋片不能太高，管壁也不能太薄。

为尽量提高肋管式换热器的传热性能，除肋式管加工中尽量保证接触紧密设计中优化各种结构参数，应用亲水性表面处理技术外，还应着力提高管内、外侧的热交换系数。强化管外侧换热的主要措施包括用2次翻边片代替1次翻边片，用波紋片、条缝片和波形冲缝片等新型肋片代替平片。强化管内侧换热最简单的措施则是采用内螺纹管。研究表明，采用上述措施后可使表面式换热器的传热系数提高107% ~70%。

1.2 表面式换热器的连接与安装

表面式换热器可以垂直、水平和倾斜安装。以蒸汽为热媒的空气加热器水平安装时应有1/100的坡度，以利排除凝结水。表面式冷却器垂直安装时必须使肋片处于垂直位置，否则将因肋片上部积水而增加空气阻力。另外，表冷器工作时表面常有凝结水产生，所以在它们下部应装接水盘和排水管。

表面式换热器在空气流动方向上可以并联、串联或者既有并联又有串联。适当的组合方式应按处理风量和需要换热量的大小来决定。一般是风量大时用采并联，需要空气温升(或温降)大时采用串联。

表面式换热器的冷、热媒管路也有并联与串联之分，不过使用蒸汽做热媒时，各台换热器的蒸汽管只能并联。对于用水做冷、热媒的换热器,通常的做法是：相对于空气通路为并联的换热器其冷、热媒管路也应并联;串联的换热器其冷、热媒管路也应串联。管路串联可以提高水流速，有利于水力工况的稳定和增大传热系数，但是系统阻力有所增加。为使冷、热媒与空气之间有较大温差，最好让空气与冷、热媒之间按逆交叉流型流动。为便于使用和维修，冷、热媒管路上应装设阀门、压力表和温度计。在蒸汽加热器的管路上还应设蒸汽压力调

2 表面式换热器处理空气的过程

按照传热传质理论，表面式换热器的热湿交换是在主体空气与紧贴换热器外表面的边界层空气之间的温差和水蒸气分压力差作用下进行的。根据主体空气与边界层空气的参数不同，表面式换热器可以实现3种空气处理过程等湿加热、等湿冷却和减湿冷却过程。

2.1 等湿加热与等湿冷却

换热器工作时，当边界层空气温度高于主体空气温度时，将发生等湿加热过程；当边界层空气温度虽低于主体空气温度，但尚高于其露点温度时将发生等湿冷却过程或称干冷过程。由于等湿加热和冷却过程中，主体空气和边界层空气之间只有温差，并无水蒸汽分压力差，所以只有显热交换。

由传热学可知对于只有显热传递的过程,表面式换热器的换热量取决于传热系数、传热面积和两交换介质间的对数平均温差。当其结构、尺寸及交换介质温度给定时，对传热能力起决定作用的则是传热系数。对于空调工程中常用的肋管式换热器。实际工作中，对已定结构型式的表面式换热器,其传热系数往往是通过实验来确定的，并将实验结果整理成实验公式。

2.2 减湿冷却

换热器工作时，当边界层空气温度低于主体空气的露点温度时，将发生减湿冷却过程或称湿冷过程(湿工况）。在稳定的湿工况下，可以认为在整个换热器外表面上形成一层等厚的冷凝水膜，多余的冷凝水不断从表面流走。冷凝过程放出的凝结热使水膜温度略高于表面温度，但因水膜温升及膜层热阻影响较小，计算时可以忽略水膜存在对其边界层空气参数的影响。

湿工况下，由于边界层空气与主体空气之间不但存在温差，也存在水蒸气分压力差，所以通过换热器表面不但有显热交换，也有伴随湿交换的潜热交换。由此可知，表面式空气冷却器的湿工况比干工况应当具有更大的热交换能力，其换热量的增大程度可用换热扩大系数来表示。空气减湿冷却过程(无论终态是否达到饱和）平均换热扩大系数被定义为总热交换量与显热交换量之比。

参考文献：