太阳能热水工程控制系统——水位水温传感器(四)
来源：浩通能官网 Www.HaoTongNeng.Com时间：2015-11-11
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五、机械式水箱水位控制器
在太阳能热水工程中，水的控制是最难的，在使用中，漏水、不进水的现象比较多。给用户造成许多麻烦。为此，选用最可靠的水控制器和控制方式就显得十分重要。前面提到：在控制方式中，电气式的可靠性高于电子式，机械式的可靠性高于电气式。所以在小型太阳能工程中，建议读者尽量选用机械式进水方式，达到可靠、放心地运行太阳能热水工程。
如图5-16就是一种经常使用的箱式进水器。
在图5—16中，随着水位的升高，浮球上升。橡皮封垫将压在进水水管上，进水停止;当水位降低时，浮球下落。橡皮封垫将离开水管。恢复进水，直到水位升高到停止进水位置。
箱式进水器最好用不锈钢做成，浮球也尽量选用不锈钢的，这种进水器的使用年寿命一般可以达到10年以上。如制作不锈钢进水水箱比较困难，可以选用市面上销售的公用卫生间用的冲便器水箱，它的结构与不锈钢水箱一样，只是用塑料制作，如放在露天，比较容易老化，一般寿命在3年左右。不过更换比较容易，各地都能买到，价格也便宜。该产品外形如图5—17。
浮球箱式进水器的原理与卫浴和家用储水箱的进水器的原理一样，已经经过人们几十年的使用和改进，可靠性非常高，作为太阳能工程的进水控制器十分合适。
1、控制的机械自动进水方案
减水阀如图5—18，也是一种经常用到的机械式自动进水的控制部件，它的可靠性较高。
图5-18典型的减压阀控制的机械式自动进水太阳能热水器。自来水经过阀门4、1，经过减压阀5进入水箱，当水箱的水位升高到一定高度时，对减压阀形成一个反向的压力，这个压力与自来水经减压阀减压的压力相等，进水停止。由于自来水的压力随着用水人数的变化而变化，还有一些其他情况也会引起水压的变化，所以反向水压，也就是水箱的水位也应有一个变化的空间，我们在前面基本原理一章已经提了水的压力只与水的高低有关，与水量的大小无关，在排气口3接上一段水管，约1m长，一般减压阀可调整太阳能水箱的水位高度范围在减压阀的出水口上方0.05～0.8m，了解了减压阀的这一性能。可以通过减压阀来调整水箱水的高度，水箱水的高度一般在0.4m以下，加上开关等管道配件，一般在0.6m以下。可以调整减压阀的水位高度，使水位正好在排气水管的中间处，这样自来水水压即使有变化，在低压时，水也能充满水箱，水压高时水也不会冒出来了。
这种方案下太阳能是一边出水一边进水，太阳能热水器的要求是慢进快出，减压阀的进水速度是15L/min，一般进满200L的水箱约15～20min，该方案符合这个要求。热水的分层原理告诉我们，水箱里的热水是按上层温度高，下层温度低来分布的，所以为了取得高温的水，我们在出口2内接上一个15cm的导流管，使得上方的热水能流出来，减压阀缓慢进的冷水又慢慢进入水箱，根据分层原理，冷水将逐步占据水箱底部和真空管内，将原来在水箱底部和真空管内的热水置换出来，顶到水箱的上部，这样又可以通过导流管6流出水箱。导流管的长度应根据客户情况定，客户用水较快，导流管短一点，反之，长一点，同时要求导流管控制的水面高度应高于电加热的发热管的高度，这样电加热器才不会烧毁。
采用减压阀控制进水的方案，可靠性很好，一般2～3年内基本没有故障，它的缺点就是一边进水一边出水，水箱里的热水无法充分利用，总会留下一部分与冷水混合。可以采用温度计和温度控制的太阳能控制仪控制温度，温度控制的可靠性很高，况且温度控制系统损坏，也不会影响太阳能的使用，只是看不见温度和无法加热罢了。这个方案最大优点就是可靠性高，对于人均可供水量较大的用户可以采用该方案。减压阀进水的方案很多，具体可以参考它的产品说明书。
由于减压阀自动进水器是为家用太阳能热水器设计的，它的进水量较小，经常用在单机组合的太阳能工程中，在较小的太阳能工程，比如1t，可以采用2～3个的减压阀并联的进水方式，这样可靠性又高，还可以通过设定各个减压阀不同的高度适当调节进水的速度，达到灵活使用的目的。
2.小型副水箱进水的方案
图5—19显示的就是一个典型的家用机副水箱自动进水方案。
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编辑：浩通节能
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