為了便于太陽能熱水系統設計和施工安裝從業人員全面深入地理解工程案例的發生過程，實際問題的分析處理，現搜集以往代表性案例，以及解決方案分享。

北方城市某醫院，計劃在供暖期結束后，對鍋爐房進行升級改造，將燃煤鍋爐改早成為燃氣鍋爐，制取熱水。改造工期預計為7個月。

醫院的要求是改造期間，不能影響醫院正常工作。該醫院建設和資產管理辦公室為能兩者兼顧，將原來病房生活熱水提供由蒸汽鍋爐臨時改為太陽能熱源來提供，并設置電加熱作為輔助熱源。當太陽能熱源不足時，自動開啟電加熱進行補充。

醫院建設和資產管理辦公室招標的設計單位確定后，馬上開始了施工圖設計工作。病房樓設計為地上三層建筑，樓頂為平層，設計單位考慮到本次改造增設的太陽能制熱設備只是用于暫時代替鍋爐熱源的臨時措施，等鍋爐房改造完成，安裝上新的燃氣鍋爐以后，太陽能制熱設備很有可能被拆除，為節省設備投資，設計人員次定采用集熱器產品種類中性能比較穩定，價格相對低廉的全玻璃真空管集熱器用于本工程，并將集熱器組設計在病房樓三層屋面，該屋面平整的地勢怡好為集熱器的撰放提供了有利條件，太陽能熱水系統設計采用集中式直接加熱系統。系統中的貯熱水箱設置在與一層庫房緊鄰的設各間內。

太陽能熱水系統工作方式為：屋面太陽能集熱器與一樓貯熱水箱之間進行循環工作。集熱器通過吸收太陽能熱，將集熱器里面的

水加熱，到達溫度設定值后，由集熱器與貯熱水箱之間的循環泵把熱水送到貯熱水箱內，然后再通過連接貯熱水箱的熱水增壓泵，把
熱水送到未端各個熱水點。

由于北方地區水質硬度大，設計人員在太陽能熱水系統的冷水補水管道上安裝了硅磷晶阻垢裝置。

施工圖設計完成一個月后，醫院建設和資產管理辦公室經過招標程序確定了太陽能熱水系統施工單位。因為系統規模不大，施工難度
不高，系統提前一個多月即完成安裝調試投人使用。

當時正值六月，是一年中陽光最充足的季節，也是吸收太陽能最多，系統效率最高的時間，自改造后的太陽能熱水系統使用后，產出的熱水溫度高，水量足，效果好，患者反應良好，系統運轉一直比較穩定。

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

醫院領導與建設和資產管理辦公室負責該項目改造的建設管理人員一致認為新安裝的大陽能熱水系統運行效果良好，令人滿意，應該繼續使用，但原來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能熱水系統。

一切都似乎在正常進行中，醫院建設和資產管理辦公室早已經投入到了新的工程建設工作中。可就在時間平靜地走過三年后，病房樓的熱水系統出現了故障，屋面的太陽能集熱儲環系統開始不斷發生水流不暢的向題，之后越來越嚴重。又一個多月后，全玻璃真空管出現大面積炸管，最終導致太陽能熱水系統運行癱瘓。

案例分析

       醫院建設和資產管理辦公室對此大為吃驚，沒想到三年里運行穩定，讓所有人都感覺很放心的太陽能熱水系統還是出現了問題，
而且不出則已，一出就是大問題。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。因為被損壞的真空管面積太大，導
致產熱水量嚴重不足，系統無法繼續運行，只能等待太陽能熱水系統施工單位來維修。

接到通知的太陽能熱水系統施工單位立刻聯系了集熱器供貨廠家，廠家很快派有經驗的技術人員趕到現場著手進行查原因、排故障的工
作。技術人員來到屋面，看到一地破碎的玻璃真空管也吃驚不小，這是他經歷過的真空管破碎最嚴重的一次。

技術人員仔細檢查了每一只破碎的真空管，發現管內幾乎都塞滿了水垢。進一步向醫院物業管理部詢向冷水補水來源，被告知供給太陽能熱水系統的補水來自城區一條水量很大的地下河，地下河高**昌和社區醫院很近，醫院和當地管理部門打好了招呼，水價比自來水便宜一半，醫院自行從地下修建了一條DN200 的給水管，引人地下水作為醫院生活用水水源。太陽能熱水系統的補水管就是從這條給水管接出來的分支。

集熱器供貨廠家技術人員對補水水質進行了現場檢測，顯示所測水質硬度達到了 570mg/L，比國家規范《生活飲用水衛生標準》（GB 5749-2006）中水質硬度限定值 450mg/L高出了 120mg/L。

技術人員告訴在場人員，根據水質硬度檢測結果可以清楚地說明，給太陽能熱水系統補水的水質硬度嚴重超標。太陽能集熱系統經過三
年多的使用，積存的水垢基本堵滿了集熱器全玻璃真空管，在較厚的水垢內外層表面會形成較大溫差，并產生裂紋。當溫度較低的冷
水進人真空管，沿裂紋流到水垢外層，與溫度很高的真空管內壁相遇時，就導致了真空管炸管。

集熱器供貨廠家技術人員又進一步補充道，另外還有一種可能，當真空管及熱水管道內的水垢不斷增多，造成真空管管腔封堵，不能及時換熱，真空管內就會形成水蒸氣，水蒸氣凝結成水滴回流，也會導致真空管大面積炸管。

醫院建設和資產管理辦公室、物業管理部、設計單位以及太陽能熱水系統施工單位的在場人員都表示出疑問，明明設計單位在施工圖設計時，考感到了北方地區水質硬度大，在太陽能熱水系統的冷水補水管道上安裝了硅磷晶阻垢裝置，為什么還會出現這么嚴重的結垢現象？

集熱器供貨廠家技術人員講解說，雖然冷水補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，拖延結垢時間的作用，而且，這種裝置比較適用于一般硬度的水質，對于硬度過大的地下水（當水溫≥60時會較快產生水垢)，該裝置是不能解決系統長期使用出現結垢的問題的。

那有沒有更好的解決辦法呢？大家共同提出了這個問題。特別是設計人員，因為選用的阻垢裝置沒有解決水垢問題而心存愧疚。


案例處理

集熱器供貨廠家技術人員提出了以下解決方案：不管是符合衛生飲用水標準且硬度較低的自來水，還是硬度超高的地下水，早晚都會產生水結垢的問題，只不過同樣選用硅磷晶阻垢裝置，采用自來水補水，太陽能熱水系統形成較嚴重結垢的時間較長。

如果想比較徹底地解決玻璃真空管結垢問題，建議將原來的集中式直接加熱系統改造成集中式間接加熱系統。

原理是：全玻璃真空管太陽能集熱器產出的溫度較高的熱水 (50~55 °C） 是通過波節管換熱器對貯熱水箱內的溫水進行加熱，太陽能
集熱系統只需要補充日常蒸發掉的少量水即可，這樣可以顯著地降 低水垢量。與此同時，物業管理部門還要定期檢查和清洗波節管換
熱器，防止二次換熱器結垢。 

設計人員經核算，同意了集熱器供貨廠家技術人員提出的解決方案，并將原設計的太陽能直接式加熱系統改為間接式加熱系統。
太陽能熱水系統施工單位依據設計單位的修改圖紙對原太陽能熱水系統進行了改造，太陽能集熱器供貨廠家也將破碎的玻璃真空管全
部進行了更換。太陽能熱水系統重新運行后，物業管理部每隔半年 對波節管換熱器進行一次檢查清洗，使用三年來運行良好。 

案例啟示 

未進行軟化處理的生活給水、熱水系統在長期使用的情況下， 管道結垢是一種普通現象，也可以說是正常想象，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
酸敘鹽會受熱分解，容易形成難溶性白色結晶沉淀物以水中析出， 漸漸積累附著在容器上，就形成了結垢。 

經過大型自來水廠處理的城市供水，水廠出水的水質硬度必須且已經達到了國家生活飲用水標準。但在長距離的輸送過程中，部分溶
解于水的鈣、鎂碳酸紅鹽會慢慢析出，隨流水到達管網的末端即各用戶點。我們都有這方面的經驗，在自來水常溫狀態下結垢的現象并
不明顯，甚至感覺不到。

但把水加熱 ，特別是燒開，放置一段時向以 后。水壺內慢慢會有水垢產生，隨著時間的推移，燒水次數的增加，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晶沉淀物，即水垢越多的原理。

采用全玻璃真空管的太陽能集熱系統，如果不進行水溫控制強制循環，全玻璃真空管太陽能集熱器的水溫甚至會上升到近100°C。

 為控制真空管和熱水管道結垢，太陽能集熱系統必領進行水溫控制循環，即當全玻璃真空管太陽能狐熱器的水溫達到 50-55代時，啟動熱水循環泵，將熱水送到貯熱水箱，再通過熱水增壓泵供到未端 熱水點。

但即便如此，集熱系統長期處于 50-55°C水溫狀態，結垢仍然會越來越嚴重。

如果不進行定期檢查消洗，系統管道很快就因為嚴重的結垢而無法運行。因此，如果冷水源水質硬度不大，太陽能熱水系統可以采用直接式加熱系統，但除給太陽能熱水系統的冷水補水管上安裝了有效的阻垢、除垢裝置以外，還要特別注意定 期對集熱器和熱水管道進行清垢檢查的處理。

但如果冷水源水質硬度很高，通過安裝阻垢、除垢裝置和定期清垢已不能徹底解決集熱系統和熱水管道的結垢問題，建議嘗試采取本案例介紹的間接式加熱的太陽能熱水系統，通過一面減少補水量和補水次數，一面定期對集熱系統和熱水管道進行清垢檢查的處理，可以有效解決或延緩因水質硬度太高造成對太陽能集熱系統結垢嚴重，影響熱水系統正常運行，甚至出現系統運行癱瘓的問題。

 
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袋能熱水系統適用于水質硬度在 200mg/L以下的情況下使用。

如果水質硬度超過了 200mg/L，建議采用二次換熱間接式加熱太陽能熱水系統。 

為了及時發現太陽能集熱器和熱水管道里面水垢的情況，根據 多年的工程經驗，在太陽能集熱循環系統和熱水循環系統適當位置安裝壓力表不失為一種可以考慮的檢測方法 。隨著太陽能熱水系統管道里面的水垢加重 ，管道水流將逐步出現循環不暢，管道 壓力逐漸上升的現象。

物業管理人員可以通過觀察壓力表數值的變化，估測和判斷系統結垢的程度，來確定何時采取措施，以及下一步應該采取什么樣的處理措施。這種方法或許對及早發現太陽能熱水系統結垢情況并盡早處理，消除隱患，避免系統出現問題提供了一種手段和一定的幫助。

物業管理人員在每天的系統運行巡視過程中，除了要關注運轉設備的聲音、狀態，還要對靜止的部件如閥門、壓力表、各種連接件等逐一進行仔細檢查，對存在問題的設備部件及時查明原因，排除故障。而不是等到造成系統無法正常運行，甚至癱瘓的地步才手忙腳亂地通知找人維修。人無遠慮必有近憂，與其悔不當初，不如防患于未然。