家电检修技术２００８年第７期（）
制
冷器具
（１）常规太阳能热水器通常是直接利用水在太阳能集热器内的单相流动来吸收太阳辐射热能。直膨式太阳能辅助热泵热水器则是利用制冷剂在太阳能集热／蒸发器中的两相流动来吸收周围环境中的各种热量，并通过热泵循环将热量传递给水。 （２）常规太阳能热水器的工作温度高于环境温度，集热器散热损失较大，而直膨式太阳能辅助热泵热水器的工作温度与制冷剂的蒸发温度一致，通常情况下可低于环境温度。
仿兔毛纱线（３）在太阳辐射条件较好的情况下，常规的太阳能热水器一般不耗能（自然循环式）或仅消耗极少量的泵功（强迫循环式）。直膨式太阳能辅助热泵热水器一定要用电，但压缩机耗电仅用于驱动热泵循环，使得系统从太阳能（和空气）低温热源吸收热量，排放出的高温冷凝热则用于加热水，其热量等于低温热源吸收热量和热泵压缩机耗功，因而每消耗一份电量往往可以得到２～６份的热量。
２．系统设计
生物厕所
为了使所设计的直膨式太阳能辅助热泵热水器能够“一年四季、全天候维持正常运行，日落前供应足够热水”，我们以表１中的设计指标及相关参数，对其各个部件进行设计举例，太阳能参数选用上海当地参数。
太阳能集热／蒸发器：是直膨式太阳能辅助热泵热水器的吸热部件，其热性能好坏和成本的高低直接影响系统的总体经济技术性能。为了利于太阳能集热／蒸发器从周围环境中吸取热量，非寒冷地区通常采用结构简单、价格低廉的裸板式集热／蒸发器，从而大大降低了系统成本。由前述的工作原理可知，太阳能集热／蒸发器的工作温度一般接近或低于环境温度，且集热管内具有较高的相变换热系数，因此太阳能集热／蒸发器的集热效率非常高，甚至可以大于１（含空气中吸热）。
假设太阳能热泵热水器冬季每天平均工作８ｈ，
则平均热水加热功率为８３８Ｗ。若热泵冬季平均供热
性能系数（ＣＯＰｈ）
达到２．５，则太阳能集热／蒸发器平均吸热率应为５０３Ｗ。根据实测数据，上海地区冬季晴天的最大水平太阳辐射强度约为７００Ｗ／ｍ２，阴天约为２５０Ｗ／ｍ２，雨天在５０Ｗ／ｍ２以下。假设太阳能集热／蒸发器的平均集热效率为０．９，则晴天可吸收太阳能６３０Ｗ／ｍ２。阴雨天时，在２．５ｍ／ｓ的风速下，室外大气
的对流换热系数约为５０Ｗ／ｍ２
・℃，若集热板温度低于环境温度１０℃，则太阳能集热／蒸发板还可以从空气中获得５００Ｗ／ｍ２的吸热量。
图２所示为太阳能集热／蒸发器的结构及尺寸。太阳能集热／蒸发器的板材为工业纯铝（纯度为９９％以上），采用热轧吹胀法（又称印刷管路吹胀法）加工而成。制造时在一块铝板上用石墨印出管路图案，将另一块铝板放在上面加压热轧，然后再冷轧至所需厚度。这样在没有用石墨印刷管路的地方就依靠分子引力作用将两块铝板粘接牢固，之后将复合的铝板进行退火处理，并以２．４～２．８ＭＰａ的高压氮气吹胀便形成管路通道。制冷管路的当量直径为８．６ｍｍ，总管长约为１４．９ｍ。
太阳能集热／蒸发板的下表面进行喷塑处理，上表面涂刷光谱选择性材料（太阳能光谱吸收率为０．９），且不设任何透明盖层或保温材料，称为裸板式结构，有效集热面积为１．０５ｍ２，总重量约为４．６ｋｇ。
太阳能热泵热水器的分类及工作原理（
二）
!
吴明
表１样机的设计参数及指标
参数储水量热水温度
指标１４０Ｌ５０℃
参数
指标每天连续运行时间≤１０ｈ
每天热水总加热量
６．７０ｋＷ・ｈ（冬季）simota
平均冷水补充温度９℃
（冬季）３０．４℃（夏季）
３．２０ｋＷ・ｈ（夏季）
制冷剂流道
选择性涂层铝吸热／蒸发板
铝管
铜管
图２太阳能集热／蒸发器的结构示意图
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制冷器具
透过现象看本质，这句话在电冰箱的故障检修中
可谓至理名言。根据笔者多年的实验经验，利用一块钳
型交流电流表（可测量交流电压和电阻），通过“望、闻、
切”，便可轻松“诊断”出电冰箱的常见故障。
１．观察
仔细观察蒸发器的结霜情况，正常时直冷式电冰
箱蒸发器应有霜则霜层均匀、厚实；观察毛细管、干燥
过滤器是否凝露，压缩机吸器管是否结霜，由此可判断
制冷管路是否堵塞，制冷剂是否过量；观察制冷系统各
部件，管道可见部分表面是否有油迹，由此可知道制冷
剂泄漏的部位。
２．倾听
电冰箱正常运行时，有正常的运行声音，由此可从
异响声中判断出故障的原因或部位。例如：蒸发器如果
没有流水声或流水声很弱，则制冷剂泄漏或制冷系统
堵塞；蒸发器若有气流声，则说明制冷系统进入了空
气；压缩机运转中出现敲击声或震动声，说明压缩机有
故障；对采用电子温控器的电冰箱，正常工作时，听不
到电磁阀换向及继电器吸合的响声，则说明控制线路
或电磁阀、继电器有问题。
３．触摸
用手触摸有关部件，以感觉其温度情况，可分析、
判断故障之所在。制冷正常时，蒸发器会“粘手”，否则
说明制冷系统有问题；冷凝器正常时，温度呈阶梯分
布，上部最高，中部次之，下部接近室温；干燥过滤器应
铍青铜热处理温热，如果一头热一头凉，或温度低，说明干燥过滤器
或毛细管堵塞。
４．测量
电冰箱正常工作情况下，其工作电流与铭牌上标
称的额定电流基本相符。因此，当电冰箱压缩机电机、
压缩机或制冷系统出现故障时，其工作电流就会增大
或减小，故可用钳型表检测工作电流来判断电冰箱制
冷系统的各种故障。通常引起运行电流增大的原因有：
制冷系统管道出现堵塞、制冷剂过量、压缩机及其电机
故障；引起运行电流减小的原因有：制冷剂不足或泄
漏、压缩机故障等。此外，应用钳型交流电流表的欧姆
档还可判断温控器、启动器、过载保护器的好坏以及电
路是否通畅。
通过上述四步“诊断”，我们可以轻松到电冰箱
网络大容量存储空间的一些常见故障，从而加以排除。!
轻松“诊断”电冰箱故障
"张芬
（待续）冷凝器：采用铜管铜片结构，紫铜管规格为
φ９．５２ｍｍ×Ｏ．７ｍｍ，翅片选用厚度为０．３ｍｍ的整张帷幕灌浆
铜制平套片。翅片管簇为５排８回，按等边三角形叉排
布置，管中心距为３０ｍｍ，翅片间距为２．４５ｍｍ。整个冷
凝器的外形尺寸为３００×２７０ｍｍ×１８０ｍｍ，总管长约
为１２．４ｍ，有效换热面积约为２．５ｍ２。
贮热水箱：采用承压式不锈钢内胆设计，承压要求
为５ｋΩ／ｃｍ２，水箱进水管可直接与城市自来水管网
连接。不锈钢内胆的尺寸为φ４５０ｍｍ×１０２０ｍｍ，壁厚
为３ｍｍ，净容量为１４０Ｌ，上下端均采用椭圆形封头，
外壁采用５０ｍｍ厚的聚氨酯发泡材料加以保温以及铝
制外壳加以保护。水箱底部设有冷水接管和排污管，顶
部设有热水接管和温度传感器接管，整个配管系统十
分简单，且依靠自来水压力可将热水压出，因此不需要
循环水泵。为了尽量减少冷热水的掺混，提高热水利用
率，在入水口上设置了若于横向散流小孔，使冷水从水
箱下部静静地流入，热水从水箱上部流出，接近于完全
压出式流动。水箱内设有销装温度传感器，用于测量水
温并向控制器传送温度信号。
储热水箱的基本结构以及冷凝器的布置情况如图
３所示。冷凝器直接布置在内胆中，制冷剂进、出接管
穿过并焊接在内胆的下封头上，即所谓的沉浸式结构。
１—排污管；２—散射入水孔；３—冷水接管；４—制冷剂接管；
５—冷凝器；６—保护外壳；７—保温层；８—不锈钢内胆；
９—热水接管；１０—温度传感器接管
图３冷凝器和储热水箱的结构示意图
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