國內外太陽能熱水系統控制器對比

皇明太陽能有限公司智能產品開發室 ■ 張瑞芳 趙杰

一 引言

在太陽能產業中，太陽能熱水器的熱利用轉換技術無疑最成熟。中國太陽能熱水器的年生產量是歐洲的2倍、北美的4倍，已成為世界上最大的太陽能熱水器生產國和太陽能熱水器市場。但是目前市場還有待規范，技術尚須改進。本文針對國內外太陽能熱水系統的控制器做對比淺析，希望對國內的技術改進和發展有所啟示。

二 外觀設計

1 歐洲的太陽能熱水系統控制器

歐洲太陽能熱水系統的應用和研究早于中國，以分離式太陽能熱水系統為主，控制器是必不可少的部件之一。歐洲較注重產品的實用性，外觀設計則相對較簡單，但由于太陽能熱水系統控制器表面通常采用曲面設計，因此工藝實施并不簡單。歐洲太陽能熱水系統控制器外觀簡樸、設計精致、結構緊湊，顏色上通常不會太艷麗，凸顯出歐洲工業化、精細化的設計風格。同時，屏幕較小，單色屏幕，無背景光，體現節能的設計理念，如圖1所示。

圖1 歐洲的太陽能控制器外觀示例

2 國內的太陽能熱水系統控制器

國內太陽能熱水系統控制器的發展還不到10年，外觀造型的設計較簡單，通常以平面為主，很少用曲面，如同方塊板磚。大多采用大顯示屏、彩色顯示、帶背景光，色彩艷麗。這種設計只考慮了外形美觀、艷麗，視覺感覺較好，但不節能，如圖2所示。

圖2 國內控制器示例

三 控制器的結構設計

1 歐洲太陽能熱水系統控制器的結構設計特點

(1)絕緣殼體以設計的專用結構來固定內部部件，一般僅有一個殼體緊固自攻螺釘，卸下自攻螺釘，線路板上無任何自攻螺釘固定，無需任何工具就可輕松將控制器內各集成部件拆下；

(2)控制器的結構中，進、出線的壓線裝置預留空間占整個控制器1/4～1/3的空間，壓線裝置，方便安裝接線；

(3)線路板上元器件多用表面貼裝技術、模塊化分布設計、工業化生產，輸出端子的排布強弱電嚴格分離(如圖3所示)，控制器的結構強、弱電分離放置同時用絕緣殼體進行隔離，有效避免信號采集時受電源干擾影響；

(4)外殼在防水結構設計方面，很多細節借用汽車的防水結構，還加有防水膠條，可有效避免控制器進水浸蝕線路板而損壞元器件。

圖3 國外控制器

2 國內太陽能控制器的結構設計特點

(1)絕緣殼體以結構扣合的形式為主，但內部線路板一般采用自攻螺釘與殼體固定。雖然殼體沒有自攻螺釘固定，但沒有工具也無法拆開。

(2)殼體一般不可拆開，固定采用獨立的設計固定部件。

(3)接線端子引線布局、分開排布，但沒有嚴格的區分，信號采集時受電源干擾影響較大；強弱電不嚴格劃分區域，接線時誤動作弱電碰到強電端子時有將弱電負載擊穿的隱患。

四 功能設計

歐洲多采用分體承壓系統，主要用于溫度的采集控制、循環泵的控制、電磁閥的控制和熱量計算。根據系統的安裝模式不同，控制器設置有多種模式供用戶選擇。

在說明書中把安裝過程中可能出現的情況都加以說明，仔細閱讀說明書對該產品的功能和適用環境就會一目了然，這一點，國內的太陽能熱水系統控制器與之相差較遠。

國內市場多采用敞口式太陽能熱水器控制器，主要用于上水電磁閥、電熱、上水增壓泵、防凍電熱帶的控制。太陽能熱水系統控制器的說明書只是對功能進行描述，帶有較多的宣傳色彩，對安裝過程中出現的異常情況描述較少。

歐洲太陽能熱水系統控制器和國內太陽能熱水系統控制器的對比見下表。

五 外殼材料選擇

歐洲的太陽能熱水器控制器殼選用阻燃級別材料，元器件選擇上考慮環保原料可降解。國外控制器工業化生產，加工精細，控制器所用配件嚴格按標準選用，接線連接部分均采用標準的接插件，給安裝帶來很大方便。國內控制器的外殼采用ABS，在原材料中較少添加阻燃成分，一旦內部元件發熱達到外殼的著火點，可能會引起外殼自燃，產生安全和環境污染問題。

六 結論

通過國內外太陽能熱水系統控制器在幾個方面的對比，我們應該借鑒國外太陽能熱水系統控制器的優點，按國家標準規范太陽能市場。

(1)國內控制器的外觀工業化設計與歐洲相比，仍有一定的差距，因此還需在外型設計上進行技術改進；

(2)國內控制器內部結構設計，大多沒有給接線和壓線裝置預留足夠的空間，還需建立相應國家標準，規范該方面設計；

(3)元器件及相關配件選擇，應選擇環保、可循環利用的材料，避免二次污染；

(4)在太陽能熱利用方面，應該擴大應用領域。國內太陽能系統的型式和結構較簡單，在技術解決方案以及系統的性能穩定性方面應該進行更多國際交流，完善系統應用的技術水平。