為了便于太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工安裝從業(yè)人員全面深入地理解工程案例的發(fā)生過(guò)程，實(shí)際問(wèn)題的分析處理，現(xiàn)搜集以往代表性案例，以及解決方案分享。

北方城市某醫(yī)院，計(jì)劃在供暖期結(jié)束后，對(duì)鍋爐房進(jìn)行升級(jí)改造，將燃煤鍋爐改早成為燃?xì)忮仩t，制取熱水。改造工期預(yù)計(jì)為7個(gè)月。

醫(yī)院的要求是改造期間，不能影響醫(yī)院正常工作。該醫(yī)院建設(shè)和資產(chǎn)管理辦公室為能兩者兼顧，將原來(lái)病房生活熱水提供由蒸汽鍋爐臨時(shí)改為太陽(yáng)能熱源來(lái)提供，并設(shè)置電加熱作為輔助熱源。當(dāng)太陽(yáng)能熱源不足時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟電加熱進(jìn)行補(bǔ)充。

醫(yī)院建設(shè)和資產(chǎn)管理辦公室招標(biāo)的設(shè)計(jì)單位確定后，馬上開(kāi)始了施工圖設(shè)計(jì)工作。病房樓設(shè)計(jì)為地上三層建筑，樓頂為平層，設(shè)計(jì)單位考慮到本次改造增設(shè)的太陽(yáng)能制熱設(shè)備只是用于暫時(shí)代替鍋爐熱源的臨時(shí)措施，等鍋爐房改造完成，安裝上新的燃?xì)忮仩t以后，太陽(yáng)能制熱設(shè)備很有可能被拆除，為節(jié)省設(shè)備投資，設(shè)計(jì)人員次定采用集熱器產(chǎn)品種類中性能比較穩(wěn)定，價(jià)格相對(duì)低廉的全玻璃真空管集熱器用于本工程，并將集熱器組設(shè)計(jì)在病房樓三層屋面，該屋面平整的地勢(shì)怡好為集熱器的撰放提供了有利條件，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用集中式直接加熱系統(tǒng)。系統(tǒng)中的貯熱水箱設(shè)置在與一層庫(kù)房緊鄰的設(shè)各間內(nèi)。

太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)工作方式為：屋面太陽(yáng)能集熱器與一樓貯熱水箱之間進(jìn)行循環(huán)工作。集熱器通過(guò)吸收太陽(yáng)能熱，將集熱器里面的

水加熱，到達(dá)溫度設(shè)定值后，由集熱器與貯熱水箱之間的循環(huán)泵把熱水送到貯熱水箱內(nèi)，然后再通過(guò)連接貯熱水箱的熱水增壓泵，把
熱水送到未端各個(gè)熱水點(diǎn)。

由于北方地區(qū)水質(zhì)硬度大，設(shè)計(jì)人員在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的冷水補(bǔ)水管道上安裝了硅磷晶阻垢裝置。

施工圖設(shè)計(jì)完成一個(gè)月后，醫(yī)院建設(shè)和資產(chǎn)管理辦公室經(jīng)過(guò)招標(biāo)程序確定了太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)施工單位。因?yàn)橄到y(tǒng)規(guī)模不大，施工難度
不高，系統(tǒng)提前一個(gè)多月即完成安裝調(diào)試投人使用。

當(dāng)時(shí)正值六月，是一年中陽(yáng)光最充足的季節(jié)，也是吸收太陽(yáng)能最多，系統(tǒng)效率最高的時(shí)間，自改造后的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)使用后，產(chǎn)出的熱水溫度高，水量足，效果好，患者反應(yīng)良好，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)一直比較穩(wěn)定。

三個(gè)月后，鍋爐房改造全部完成交用，是否拆除剛投人使用的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)改用新鍋爐作為熱水系統(tǒng)的供熱熱源也提到了醫(yī)院議事日程。

醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)與建設(shè)和資產(chǎn)管理辦公室負(fù)責(zé)該項(xiàng)目改造的建設(shè)管理人員一致認(rèn)為新安裝的大陽(yáng)能熱水系統(tǒng)運(yùn)行效果良好，令人滿意，應(yīng)該繼續(xù)使用，但原來(lái)從鍋爐房供給病房樓的供熱管道繼絞保留，由新鍋爐代替電加熱作為輔助熱源，沿這條供熱管道接人太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。

一切都似乎在正常進(jìn)行中，醫(yī)院建設(shè)和資產(chǎn)管理辦公室早已經(jīng)投入到了新的工程建設(shè)工作中?？删驮跁r(shí)間平靜地走過(guò)三年后，病房樓的熱水系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，屋面的太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)環(huán)系統(tǒng)開(kāi)始不斷發(fā)生水流不暢的向題，之后越來(lái)越嚴(yán)重。又一個(gè)多月后，全玻璃真空管出現(xiàn)大面積炸管，最終導(dǎo)致太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)運(yùn)行癱瘓。

案例分析

       醫(yī)院建設(shè)和資產(chǎn)管理辦公室對(duì)此大為吃驚，沒(méi)想到三年里運(yùn)行穩(wěn)定，讓所有人都感覺(jué)很放心的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)還是出現(xiàn)了問(wèn)題，
而且不出則已，一出就是大問(wèn)題。屋面集熱器有 80% 以上的玻璃真空管全部破碎，屋面一片狼藉。因?yàn)楸粨p壞的真空管面積太大，導(dǎo)
致產(chǎn)熱水量嚴(yán)重不足，系統(tǒng)無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，只能等待太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)施工單位來(lái)維修。

接到通知的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)施工單位立刻聯(lián)系了集熱器供貨廠家，廠家很快派有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員趕到現(xiàn)場(chǎng)著手進(jìn)行查原因、排故障的工
作。技術(shù)人員來(lái)到屋面，看到一地破碎的玻璃真空管也吃驚不小，這是他經(jīng)歷過(guò)的真空管破碎最嚴(yán)重的一次。

技術(shù)人員仔細(xì)檢查了每一只破碎的真空管，發(fā)現(xiàn)管內(nèi)幾乎都塞滿了水垢。進(jìn)一步向醫(yī)院物業(yè)管理部詢向冷水補(bǔ)水來(lái)源，被告知供給太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的補(bǔ)水來(lái)自城區(qū)一條水量很大的地下河，地下河高**昌和社區(qū)醫(yī)院很近，醫(yī)院和當(dāng)?shù)毓芾聿块T(mén)打好了招呼，水價(jià)比自來(lái)水便宜一半，醫(yī)院自行從地下修建了一條DN200 的給水管，引人地下水作為醫(yī)院生活用水水源。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的補(bǔ)水管就是從這條給水管接出來(lái)的分支。

集熱器供貨廠家技術(shù)人員對(duì)補(bǔ)水水質(zhì)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，顯示所測(cè)水質(zhì)硬度達(dá)到了 570mg/L，比國(guó)家規(guī)范《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2006）中水質(zhì)硬度限定值 450mg/L高出了 120mg/L。

技術(shù)人員告訴在場(chǎng)人員，根據(jù)水質(zhì)硬度檢測(cè)結(jié)果可以清楚地說(shuō)明，給太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)補(bǔ)水的水質(zhì)硬度嚴(yán)重超標(biāo)。太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)經(jīng)過(guò)三
年多的使用，積存的水垢基本堵滿了集熱器全玻璃真空管，在較厚的水垢內(nèi)外層表面會(huì)形成較大溫差，并產(chǎn)生裂紋。當(dāng)溫度較低的冷
水進(jìn)人真空管，沿裂紋流到水垢外層，與溫度很高的真空管內(nèi)壁相遇時(shí)，就導(dǎo)致了真空管炸管。

集熱器供貨廠家技術(shù)人員又進(jìn)一步補(bǔ)充道，另外還有一種可能，當(dāng)真空管及熱水管道內(nèi)的水垢不斷增多，造成真空管管腔封堵，不能及時(shí)換熱，真空管內(nèi)就會(huì)形成水蒸氣，水蒸氣凝結(jié)成水滴回流，也會(huì)導(dǎo)致真空管大面積炸管。

醫(yī)院建設(shè)和資產(chǎn)管理辦公室、物業(yè)管理部、設(shè)計(jì)單位以及太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)施工單位的在場(chǎng)人員都表示出疑問(wèn)，明明設(shè)計(jì)單位在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，考感到了北方地區(qū)水質(zhì)硬度大，在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的冷水補(bǔ)水管道上安裝了硅磷晶阻垢裝置，為什么還會(huì)出現(xiàn)這么嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象？

集熱器供貨廠家技術(shù)人員講解說(shuō)，雖然冷水補(bǔ)水管道上安裝了硅磷晶阻垢裝置，但該裝置主要起到的是延緩水垢形成，拖延結(jié)垢時(shí)間的作用，而且，這種裝置比較適用于一般硬度的水質(zhì)，對(duì)于硬度過(guò)大的地下水（當(dāng)水溫≥60時(shí)會(huì)較快產(chǎn)生水垢)，該裝置是不能解決系統(tǒng)長(zhǎng)期使用出現(xiàn)結(jié)垢的問(wèn)題的。

那有沒(méi)有更好的解決辦法呢？大家共同提出了這個(gè)問(wèn)題。特別是設(shè)計(jì)人員，因?yàn)檫x用的阻垢裝置沒(méi)有解決水垢問(wèn)題而心存愧疚。


案例處理

集熱器供貨廠家技術(shù)人員提出了以下解決方案：不管是符合衛(wèi)生飲用水標(biāo)準(zhǔn)且硬度較低的自來(lái)水，還是硬度超高的地下水，早晚都會(huì)產(chǎn)生水結(jié)垢的問(wèn)題，只不過(guò)同樣選用硅磷晶阻垢裝置，采用自來(lái)水補(bǔ)水，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)形成較嚴(yán)重結(jié)垢的時(shí)間較長(zhǎng)。

如果想比較徹底地解決玻璃真空管結(jié)垢問(wèn)題，建議將原來(lái)的集中式直接加熱系統(tǒng)改造成集中式間接加熱系統(tǒng)。

原理是：全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器產(chǎn)出的溫度較高的熱水 (50~55 °C） 是通過(guò)波節(jié)管換熱器對(duì)貯熱水箱內(nèi)的溫水進(jìn)行加熱，太陽(yáng)能
集熱系統(tǒng)只需要補(bǔ)充日常蒸發(fā)掉的少量水即可，這樣可以顯著地降 低水垢量。與此同時(shí)，物業(yè)管理部門(mén)還要定期檢查和清洗波節(jié)管換
熱器，防止二次換熱器結(jié)垢。 

設(shè)計(jì)人員經(jīng)核算，同意了集熱器供貨廠家技術(shù)人員提出的解決方案，并將原設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能直接式加熱系統(tǒng)改為間接式加熱系統(tǒng)。
太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)施工單位依據(jù)設(shè)計(jì)單位的修改圖紙對(duì)原太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，太陽(yáng)能集熱器供貨廠家也將破碎的玻璃真空管全
部進(jìn)行了更換。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)重新運(yùn)行后，物業(yè)管理部每隔半年 對(duì)波節(jié)管換熱器進(jìn)行一次檢查清洗，使用三年來(lái)運(yùn)行良好。 

案例啟示 

未進(jìn)行軟化處理的生活給水、熱水系統(tǒng)在長(zhǎng)期使用的情況下， 管道結(jié)垢是一種普通現(xiàn)象，也可以說(shuō)是正常想象，水中溶解有各種
鹽類，如碳酸鹽、碳酸氫鹽、碗酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽和氣化物等。 當(dāng)水溫不斷升高，溶解鹽的濃度也隨之升高，水中溶解的鈣、鎂碳
酸敘鹽會(huì)受熱分解，容易形成難溶性白色結(jié)晶沉淀物以水中析出， 漸漸積累附著在容器上，就形成了結(jié)垢。 

經(jīng)過(guò)大型自來(lái)水廠處理的城市供水，水廠出水的水質(zhì)硬度必須且已經(jīng)達(dá)到了國(guó)家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。但在長(zhǎng)距離的輸送過(guò)程中，部分溶
解于水的鈣、鎂碳酸紅鹽會(huì)慢慢析出，隨流水到達(dá)管網(wǎng)的末端即各用戶點(diǎn)。我們都有這方面的經(jīng)驗(yàn)，在自來(lái)水常溫狀態(tài)下結(jié)垢的現(xiàn)象并
不明顯，甚至感覺(jué)不到。

但把水加熱 ，特別是燒開(kāi)，放置一段時(shí)向以 后。水壺內(nèi)慢慢會(huì)有水垢產(chǎn)生，隨著時(shí)間的推移，燒水次數(shù)的增加，水垢也逐漸加厚， 這就是鈣、鎂碳酸氫鹽隨溫度升高受熱分解速度加快 析出了難溶性白色結(jié)晶沉淀物，即水垢越多的原理。

采用全玻璃真空管的太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，如果不進(jìn)行水溫控制強(qiáng)制循環(huán)，全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器的水溫甚至?xí)仙浇?00°C。

 為控制真空管和熱水管道結(jié)垢，太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)必領(lǐng)進(jìn)行水溫控制循環(huán)，即當(dāng)全玻璃真空管太陽(yáng)能狐熱器的水溫達(dá)到 50-55代時(shí)，啟動(dòng)熱水循環(huán)泵，將熱水送到貯熱水箱，再通過(guò)熱水增壓泵供到未端 熱水點(diǎn)。

但即便如此，集熱系統(tǒng)長(zhǎng)期處于 50-55°C水溫狀態(tài)，結(jié)垢仍然會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。

如果不進(jìn)行定期檢查消洗，系統(tǒng)管道很快就因?yàn)閲?yán)重的結(jié)垢而無(wú)法運(yùn)行。因此，如果冷水源水質(zhì)硬度不大，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可以采用直接式加熱系統(tǒng)，但除給太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的冷水補(bǔ)水管上安裝了有效的阻垢、除垢裝置以外，還要特別注意定 期對(duì)集熱器和熱水管道進(jìn)行清垢檢查的處理。

但如果冷水源水質(zhì)硬度很高，通過(guò)安裝阻垢、除垢裝置和定期清垢已不能徹底解決集熱系統(tǒng)和熱水管道的結(jié)垢問(wèn)題，建議嘗試采取本案例介紹的間接式加熱的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，通過(guò)一面減少補(bǔ)水量和補(bǔ)水次數(shù)，一面定期對(duì)集熱系統(tǒng)和熱水管道進(jìn)行清垢檢查的處理，可以有效解決或延緩因水質(zhì)硬度太高造成對(duì)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)結(jié)垢嚴(yán)重，影響熱水系統(tǒng)正常運(yùn)行，甚至出現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行癱瘓的問(wèn)題。

 
一般情況下，采用全玻璃真空管將水加熱的直接式加熱太陽(yáng)袋能熱水系統(tǒng)適用于水質(zhì)硬度在 200mg/L以下的情況下使用。

如果水質(zhì)硬度超過(guò)了 200mg/L，建議采用二次換熱間接式加熱太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。 

為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能集熱器和熱水管道里面水垢的情況，根據(jù) 多年的工程經(jīng)驗(yàn)，在太陽(yáng)能集熱循環(huán)系統(tǒng)和熱水循環(huán)系統(tǒng)適當(dāng)位置安裝壓力表不失為一種可以考慮的檢測(cè)方法 。隨著太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)管道里面的水垢加重 ，管道水流將逐步出現(xiàn)循環(huán)不暢，管道 壓力逐漸上升的現(xiàn)象。

物業(yè)管理人員可以通過(guò)觀察壓力表數(shù)值的變化，估測(cè)和判斷系統(tǒng)結(jié)垢的程度，來(lái)確定何時(shí)采取措施，以及下一步應(yīng)該采取什么樣的處理措施。這種方法或許對(duì)及早發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)結(jié)垢情況并盡早處理，消除隱患，避免系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題提供了一種手段和一定的幫助。

物業(yè)管理人員在每天的系統(tǒng)運(yùn)行巡視過(guò)程中，除了要關(guān)注運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的聲音、狀態(tài)，還要對(duì)靜止的部件如閥門(mén)、壓力表、各種連接件等逐一進(jìn)行仔細(xì)檢查，對(duì)存在問(wèn)題的設(shè)備部件及時(shí)查明原因，排除故障。而不是等到造成系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，甚至癱瘓的地步才手忙腳亂地通知找人維修。人無(wú)遠(yuǎn)慮必有近憂，與其悔不當(dāng)初，不如防患于未然。