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太阳能热水系统的运行管理与维护

一、 总则
太阳能热水系统投入使用后，应根据系统的特性和工作情况进行管理和定期的维护，保证太阳能热水系统的持续正常工作。
二、 初次运行的检查与准备工作
检查系统安装是否符合设计图纸和相关验收后标准、规范的要求。运行前先冲洗贮水箱、集热器及系统管路内部，然后向系统内填充传热工质使用真空管太阳集热器的热水系统应在无阳光照射的条件下充填传热工质。应在系统处于工作运行的条件下，对控制部件和计量装置等进行调试，从而保证各部件在设计要求的状态下工作。
三、 太阳能集热系统的运行管理与维护
1、 集热系统的运行管理
太阳集热器是太阳能集热系统最主要的部件。太阳能热水系统长时间不使用时（系统完全关闭），真空管内的水会慢慢全部蒸发，这时真空管无水空晒时管内温度极高，避免集热器空晒后在集热器高温时上冷水，尤其是对于真空管型集热器，在真空管内高温时上冷水会发生真空管炸管，导致太阳能系统不能使用。应在无太阳光照后2小时后上水，或在早上太阳光照之前上水。
同时，也要避免因集热器的水不流动时（如白天4小时以上断电、系统故障）而引起的闷晒，处于闷晒条件下的集热器，由于真空管水温度过高，此时上冷水较容易导致真空管炸管，从而导致太阳能系统不能使用。应在无太阳光照后2小时后上水，或在早上太阳光照之前上水。
太阳能集热系统运行管理的另一个重要问题是系统的防冻问题。对采用水作为传热工质的系统，可用以伴热带进行防冻。（本系统已安装伴热带，自启动）
2、 集热系统的维护
集热系统的维护包括集热器维护和管路、水箱及附件的维护两个主要方面。
（1）各类集热器的特点。真空管型集热器主要由真空管、联集管组成。采用了高真空技术和优质选择性涂层，大大降低了集热器的总热损，因而真空管型集热器可以在中、高温下运行，也能在寒冷的冬季及低日照与天气多变的地区运行。
（2）真空管型集热器的运行 对于真空管型集热器，条件允许的话最好定期清扫或者冲洗集热器表面的灰尘，灰尘会附着在真空管及反光板上，日久会影响广的透射率，所以可半年至一年擦洗一次真空管，擦洗时先用肥皂水或洗衣粉水擦洗真空管，然后用清水冲刷真空管表面即可。采用全玻璃或热管真空管型集热器时，冻结一般发生在系统管道，故也要重视防冻问题，特别是在严寒地区。集热器运行期间不能有硬物冲击，多冰雹的地区更要注意天气的变化和天气预报，及时加以保护。真空管内水温较高，容易形成水垢，需要定期除垢。
3、集热系统的故障分析与解决方法
（1）强制循环太阳能热水系统 强制循环由于靠水泵来控制系统的水循环，但该系统的主要故障是控制器失灵或水泵有问题，导致系统不能工作，因此要经常检查和维护。
（2）集热器常见的故障分析与解决方法
集热器经常出现的故障有如下几种：
1. 真空管集热器空晒和闷晒。若发现集热器空晒和闷晒，为防止炸管，切不可立即上冷水。只能停止运行一天，待夜间或第二天清晨上水运行。
2. 全玻璃真空管集热管出现漏水时，可转动集热管，看是否还漏。如果还漏，说明密封胶圈已老化，应在清晨或傍晚或阴雨天进行更换。
四、 水泵的运行管理与维护
1、水泵的运行管理
在天阳能热水系统中，水泵是输送系统的核心设备，因此水泵的运行管理是非常重要的。尤其是太阳能集热系统的集热循环泵，是集热系统的关键部件，泵的正常运行是集热系统正常工作的重要保证。在天气晴好的情况下，检查泵的运行状态，如果泵正常运行，集热器出口管道的水温应正常，如果泵的运行不正常，集热系统的出口水温会升高，则需要停止系统运行，进行检修。
水泵启动时要求必须充满水，运行时又与水长期接触，由于水质的影响，水泵的工作条件比较差，其运行管理时涉及的内容较多。对水泵的检查工作，根据检查的内容、所需条件以及侧重点的不同，可分为启动前的检查与准备工作、启动检查工作和运行检查工作三个部分。
（1）启动前得检查与准备 水泵在开机前应做好以下检查与准备工作；
① 水泵轴承的润滑油充足、良好；
② 水泵及电机的地脚螺栓与联轴器螺栓应无脱落或松动；
③ 水泵及进水管部分应全部充满水，当从手动放气阀放出的水没有气时即可认为水泵已充满水，在冲水过程中，要注意排放空气；
（2）启动检查工作 启动检查工作是启动前停机状态检查工作的延续，因为有些问题只有在水泵工作后才能发现，例如泵轴（叶轮）的旋转方向就要通过启动电机来查看。应检查泵轴的旋转方向是否正确，泵轴的转动是否灵活。
（3）运行检查工作 运行检查工作是检查工作中不可缺少的一个重要环节。运行检查的内容就是水泵日常运行时需要运行值班人员经常实行的常规检查项目，项目如下：
① 电机不能有过高的温升，无异味产生；
② 轴承温度不得超过周围环境温度35~40℃；
③ 轴封处、管接头均无漏水现象；
④ 无异常噪声和振动；
⑤ 地脚螺栓和其他各连件螺栓的螺母无松动；
⑥ 基础台下的减振装置受力均匀，进出水管处得软接头无明显变化； ⑦ 电流在正常范围内；
⑧ 压力表指示正常且稳定，无剧烈抖动。
2、水泵的维护保养
为了使水泵能安全、正常的运行，除了要做好启动前、启动以及运行中的检查工作，保证水泵有良好的工作状态，发现问题及时解决，出现故障及时排除以外，还需要定期做好以下几方面的维护保养工作。
（1）加油 轴承是采用润滑油润滑时，在水泵使用期间，每天都要观察
油位是否在油镜标识的正常范围内。不够时要及时加油，

并且一年清洗换油一次。轴承采用润滑脂（俗称黄油）润滑时，在水泵使用期间，每工作2000h要换油一次。
（2）更换轴封 由于填料在使用一段时间后就会磨损，当发现漏水或漏水滴数（mL/h）超标时，就要考虑是否需要压紧或更换油封。
（3）解体检修 一般每年应对水泵进行一次解体检修，内容包括清洗和检查。清洗主要是刮去叶轮内外表面的水垢，以及注意清洗泵壳的内表面以及轴承。在清洗同时，对叶轮、密封环、轴承、填料等部件应进行检查，以便确定是否需要修理或更换。
（4）除锈刷漆 每年应对没有进行保温处理的水泵泵体表面进行一次
除锈刷漆作业。
3、水泵常见故障分析与解决方法
常见问题和故障的分析与解决方法表：

五、自动控制系统的运行管理与维护 1、自动控制系统的运行
在太阳能热水系统正常运行期间，应对自动控制系统测控的参数进行必要的检查，并进行检查记录。数据主要分为两部分：一部分是监测数据，该数据用于监控系统的运行状态，用于判断系统运行是否正常；另一部分获得的数据不但能监控系统的运行状态，还能为系统效益分析提供依据。
（1）运行参数的检查与记录
自动控制系统对于太阳能热水系统的稳定运行起着重要的作用，为了确认自动控制系统是否正常工作，需要对集热器进出口的水温、贮水箱出口水温的变化情况和其他设备的工作情况进行及时监测。通过监测可以了解集热器是否过热或者发生冰冻，并可以及时发现设备是否出现故障，以便于及时发现问题，及时排除隐患。
维护人员和检修人员定时定期进行巡回检查，发现问题及时处理，对保证太阳能热水系统的安全正常运行十分必要。巡回检查的运行参数如下：
① 集热器进出口温度；
② 贮热水箱出口温度；
③ 恒温水箱出口流量；
④ 水泵和电磁阀的开关状态；
⑤ 恒温水箱水位；
⑥ 辅助加热装置的开关状态。
（2）运行数据的汇总与分析
为了分析自动控制系统的工作情况，随时对运行数据进行分析是十分必要的。对数据的分析一般是采用把运行数据绘制成为运行曲线的方式来进行，横坐标为时间，纵坐标为运行参数，通过运行曲线图就可以直观了解太阳能热水系统的整体运行情况。
2、 控制元件及控制系统的维护保养
（1） 控制元器件的维护保养
1、传感器的维护保养 太阳能热水系统常用的是金属热电阻温度传感器。
金属热电阻温度传感器是以金属导体制成的热电阻作为感温元件，利用其电阻值随温度成正比变化的特性来进行温度测量。为了使热电阻免受腐蚀性介质的侵蚀和外来的机械损伤，延长其使用寿命，金属热电阻体外均套有保护套管。热电阻温度传感器的维护保养主要针对以下几方面内容进行：
①检查热电阻是否受到强烈的外部冲击，因为强烈的外部冲击很容易使绕有热电阻丝的支架变形，从而导致电阻丝断裂；
②检查热电阻套管的密封性情况，如果套管的密封受到破坏，被测介质中的有害气体或液体就会直接与金属丝接触，造成金属
丝的腐蚀，从而造成热电阻传感器的损坏或准确度下降；
③检查热电阻引出线与传感器连接线的连接情况，发现有松动、腐蚀等情况应立即进行处理。
2、 调节器的维护保养
目前的调节器主要是微电脑调节器。平时保养则应注意显示器、键盘的表面是否清洁，调节器周围的环境温度与相对湿度是否在正常范围内，显示数据是否正确等。3、执行器的维护保养 在自动控制系统中，执行器担负着把调节器送来的控制信号转变成水阀门开/关动作和开关行程控制的任务。太阳能热水系统使用的执行器通常为电动执行器。执行器的维护保养主要是执行器的外观检查和动作检查。外观检查主要包括执行器外壳有无破损，与之相连的连接是否损坏、老化，连接点是否有松动、腐蚀，执行器与阀门、阀芯连接的连杆有无锈蚀、弯曲。动作检查是用手动机构去代替伺服电机，通过减速机构对执行器的动作情况进行检查，通过手动机构的转动检查执行器的动作是否正确有效。当把执行器从最小转到最大时，看阀门是否从全开变为全关（或相反），运转是否灵活，中间是否有卡位现象。阀门不能全开/全关或中间有卡位现象时应及时查明原因予以修复。
应注意环境温度对执行器的影响。电子元器件，如电阻、电容等对温度变化有一定敏感性。它们的参数值往往随着温度的变化而稍有变化。
3、控制系统的维护保养
①检查控制系统中的仪表指示（或显示）是否正确，其误差是否在允许的范围内，如发现异常应及时处理。
②检查微机控制系统对指令的执行情况。为保证微机控制指令的正确执行，必须对控制系统中的有关调节、执行机构及时地维护保养，以使它们处于可靠状态。
③检查微机控制系统的供电电源是否合适。如果微机控制系统的供电电源发生故障，则系统将无法工作。如果电压过高、负载过大将会造成某些元器件的烧毁和断裂。
④正确送入设定值。有些微机控制系统在启动微机之后实行控制之前，必须将控制参数的设定值通过键盘送入计算机，计算机才能进入控制状态。如果没有将控制参数的设定值送入计算机，微机控制系统将一直处于等待状态。如果发现运行参数发生失控时，应首先检查送入计算机的控制参数的设定值是否有误。
3、 控制系统部件常见故障分析
（1） 传感器
传感器时间常数过大是常见问题。以温度传感器为例，由于传感器时间常数过大（热惯性大），使其反映的温度值与真实值有差异。传感器时间常数与传感器的保护套管厚薄及是否结垢有关。当发现系统产生振荡又无其他原因时，可检查传感器的污染情况以及原选型是否合理，有污染时要及时清洗，原选型不合理的要更换时间常数小的传感器，更换时注意其分度号要与原传感器分度号一致。
六、辅助加热系统的运行管理与维护
1、辅助电加热器和电锅炉的运行管理与维护
（1）辅助电加热器的运行管理
①初次启动电加热器时，必须保证电加热器装置内满水，排空电加热装置内的空气，确保满水和排空之后才能合闸送电。
②检查电加热是否有水垢。检查所有阀门的开闭状态是否正确，检查电加热装置的安全阀是否能正常工作，低水位保护是否正常工作。
2、电加热器维护
每月拆除电加热元件，检查结垢或淤积情况，如有必要，清洁加热元件。水沟会影响加热元件的寿命，降低元件与水之间的热交换能力，导致元件过热或烧毁。松散的粉状水垢可用钢丝刷清除，硬的水垢可用化学药水清除，清除后需进行中和。每半年进行一次详细的维护检
查，拆除并清洗电加热器，拆除并清洁低水位探棒，检查加热元件是否有裂缝或出现松动;检查元件的导电能力；检查安全阀是否能正常工作；检查所有接线是否松动。
电加热器的维护步骤如下：
（1）保险丝维护
① 在通电状态下，用电压表检查保险丝两端的电压。
② 在断电状态下，取下保险丝，并用电压表或肉眼观察保险丝是否熔断。
③ 如果保险丝已熔断，切断电源并更换同型号的保险丝。
（2）电压检查
如怀疑控制电路发生故障，可根据接线图用万用表逐点测量各元件，确认各点电压是否正常。如果在某点测不到电压，更换该元件并继续测量，直到完成整个电路的检测。
可能用到的工具包括十字螺丝刀、一字螺丝刀、活扳手、拔线钳及带子（在需要更换的线上做记号）。
（3）控制开关检查
如果空气开关失灵或损坏，应切断电源，逐根检查接线排上的所有接线是否松动或被腐蚀，如有必要应更换。用欧姆表测量开关是否能正常工作，如果损坏应更换。
（4）低水位保护继电器维护
用万用表检测继电器端子是否带电，检查该继电器的各个部分电压是否正常。在通电状态下，用肉眼观察工作机件（插在继电器底部的长方体）。如果出现故障，可用一字螺丝刀和拔线钳更换。
（5）探棒检查
①检查探棒接线，如果怀疑连接导线出现问题，切断电源用连续光
源 进行检查。
② 用活扳手或套筒扳手拆下探棒进行检查。
③如果探棒太脏，用精细食物金刚砂纸清洁。
（6）加热元件温控器维护
①通电状态下，检查温控器两端的电压是否正常。
②未通电的状态下，用连续灯光照明进行检测。
③如损坏可用一字或十字螺丝刀进行更换。
（7）导线连接检查
①在未通电状态下，逐点检查电路以确定电路的连续性。
②如果电路某处出现断路，可使用一下工具进行修复：剥线钳、一
字螺丝刀、十字螺丝刀、带子、接头等。
③修复完毕后，在未通电状态下重新检查电路，然后合上电源用万
用表进行检查。
（8）导线被烧毁或断开，同（7）处理。
（9）接触器触点检查
①如果接触器上有灼烧痕迹或接触面不清洁，用精细的金刚砂纸清洁。
②如果接触面被烧穿，更换接触器。
③如果接触不良，有可能是由于接触器线圈老化，更换接触器。 ④可用安培表测量接触器两引脚检测电流。
⑤在未通电状态下，用欧姆表测量两接触面是否接触良好，也可以肉眼从侧面观察接触情况。
⑥用电压表检测通过接触器的电量。
⑦如果需要更换接触器，在连接导线上做好标记后，再更换接触器。
（10）电加热元件检查
①在未通电状态下，用欧姆表检测加热元件是否损坏。
②在通电状态下，用电压表检查加热元件上各点间的电压，确定元件是否损坏。
③如果元件已损坏，应更换，在更换元件时应同时更换垫圈及垫圈密封。
④检查各元件上的电压降和电流是否正常。
3、电加热常见故障及排除方法
电加热常见故障及排除方法见下表：

七、管路、水箱和附件的维护
1、管路的日常维护保养
由于太阳能热水系统管路的温度较高，管路的日常维护保养尤其重要。管路日常维护的主要任务有以下几个方面：
① 保证管道保温层和表面防潮层不能有破损或者脱落，防止热桥产生
和结露滴水现象；
② 保证管道内没有空气，热水能够正常输送到各个配水点；
③ 对管道进行除锈，定期冲洗整个系统，防止沉积锈垢堵塞管道。
2、水箱的维护
水箱的维护主要包括检查水箱保温的密封性，密封性是指保温层形成一个密封的整体，不应有任何缝隙和孔眼。如果发现密封性遭到破坏，应及时修补。集热系统中的热水主要集中贮存在水箱中，水箱内水温高，有些地区水质硬易结水垢，长时间使用后会影响水质和吸热效率，可根据具体情况，2-3年清除一次。
3、附件的维护
太阳能热水系统中的主要附件是阀门和支撑构件，阀门按结构形式和功能分为闸阀、蝶阀、截止阀、止回阀（逆止阀）、平衡阀、电磁阀、电动调节阀和排气阀等。为了保证阀门启闭后可靠、调节有效、不漏水、不滴水、不锈蚀，日常维护保养要做好以下几项工作：
① 保持阀门的清洁；
② 阀杆螺纹部分要涂抹黄油以增加螺杆与螺母摩擦时的润滑作用，减少磨损；
③ 不经常调节或启闭的阀门必须定期转动手轮或者手柄，以防生锈咬死；
④ 对自动动作的阀门，如止回阀和自动排气阀，要经常检查其工作是否正常，动作是否失灵，有问题及时修理和更换；
⑤ 对电力驱动的阀门，如电磁阀和电动调节阀，除阀体的维护保养外，还要特别注意对电控元器件和线路的维护保养；
⑥不能用阀门来支撑重物，严禁操作或检修时站在阀门上工作，以免损坏阀门或者影响阀门的性能。
管路系统的支撑构件包括支吊架和管箍等，它们在长期运行中会出现断裂、变形、松动、脱落和锈蚀。维护时应针对具体的原因采取相应的措施来解决---更换、补加、重新加固、补刷油漆。

4、 供水管系统常见故障与解决方法 供水管路系统的常见故障与解决方法见下表：

5、 阀门常见故障分析及解决方法
阀门常见故障分析及解决方法见下表

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