(1)工程概況
杭州師范大學(xué)倉前校區總占地面積3250畝，總建筑面積220萬(wàn)平方米左右，地上建筑面積200萬(wàn)平方米左右，分成A、B、C、D四個(gè)區塊，所有學(xué)生宿舍及食堂、賓館、外籍人員公寓樓、辦公樓、后勤用房等總共30棟樓房均采用太陽(yáng)能熱水系統供熱水，其中A區塊博文苑1-10號宿舍樓采用全玻璃真空管集熱器太陽(yáng)能熱水系統形式，B區塊4棟學(xué)生公寓樓采用全玻璃真空管集熱器太陽(yáng)能熱水系統形式。 杭州師范大學(xué)倉前校區所有太陽(yáng)能熱水工程由總包單位（安裝單位）負責安裝（不是廠(chǎng)家經(jīng)銷(xiāo)商安裝），質(zhì)保期后系統維保經(jīng)公開(kāi)招投標，我司憑借多年的工程設計、施工、維保經(jīng)驗及良好資質(zhì)條件，順利中標，目前由我司負責提供維修保養大包干服務(wù)。
（2）故障現象
系統在運行過(guò)程中，全玻璃真空管不斷出現炸管現象。每隔十天半月，使用單位就會(huì )打電話(huà)過(guò)來(lái)，說(shuō)全玻璃真空管破掉了，漏水了，甚至有次半夜打電話(huà)給我司維保單位，說(shuō)整個(gè)屋面被水淹沒(méi)了。使用單位曾懷疑太陽(yáng)能設備質(zhì)量問(wèn)題，影響極壞。
（3）故障排查
我司維保單位單位派技術(shù)人員及維修人員去現場(chǎng)查看，發(fā)現出現炸管的地方均集中在廊架結構上的太陽(yáng)能集熱器上，而炸管常出現一個(gè)地方，說(shuō)明那個(gè)部位的全玻璃真空管內沒(méi)水或水少，由于貯熱水箱低于太陽(yáng)能集熱系統，當太陽(yáng)能系統循環(huán)泵停止工作或者不工作時(shí)，廊架結構上的太陽(yáng)能集熱器內的水倒流進(jìn)貯熱水箱內，太陽(yáng)能集熱器內水很少，陽(yáng)光暴曬，系統運行再受冷熱沖擊，易出現炸管的情況。
（4）原因分析
首先，我司維保技術(shù)人員分析了炸管的原因：一方面因為夏天陽(yáng)光強烈，太陽(yáng)能全玻璃真空管吸收大量的熱量，管內水溫極高，如果突然進(jìn)入冷水，熱漲冷縮的原理，管子里容易炸裂！另一方面是由全玻璃真空管的制造應力或系統運行時(shí)受力引起的，而退火工藝中沒(méi)有完全消除應力，在安裝及運行過(guò)程中表現為應力釋放。引起全玻璃真空管炸管。
全玻璃真空管炸管原因具體分析
一、使用不當的原因
具有手動(dòng)上水功能的太陽(yáng)能熱水工程系統應選擇早晨或傍晚上水，避開(kāi)陽(yáng)光直射的中午上水，因為冷熱沖擊易造成炸管。即不合理的上水時(shí)間、方式會(huì )造成系統炸管。
二、安裝質(zhì)量的原因
1、系統排氣閥或排氣管安裝位置不正確導致排氣不暢，產(chǎn)生氣阻，系統上水后其管口最大應力將接近許用應力，可能造成破管發(fā)生。
2、系統安裝角度不正確，太陽(yáng)能集熱器沒(méi)有安裝在同一的平面上，導致全玻璃真空管和連箱之間產(chǎn)生應力，當達到應力極限時(shí)，全玻璃真空管就易破裂炸管。
三、設計缺陷的原因
1、系統沒(méi)有設計上水保護功能，即陽(yáng)光直射的中午上水，導致冷熱沖擊造成炸管。
2、系統沒(méi)有設計防倒流裝置，系統循環(huán)泵停止工作后，真空集熱管內的水倒流至儲熱水箱內，使真空集熱管處于缺水或少水的狀態(tài)，當系統循環(huán)泵再次工作時(shí)，全玻璃真空管就易破裂炸管。
3、系統循環(huán)泵設計與太陽(yáng)能集熱面積規模不匹配，即系統循環(huán)泵流量、揚程不能夠滿(mǎn)足集熱循環(huán)要求，導致系統壓力過(guò)大，全玻璃真空管就易破裂炸管。
4、系統沒(méi)有設計防凍循環(huán)功能，冬季夜間溫度較低的情況下，即使管路作了保溫或加裝了電伴熱帶，但不能保證全玻璃真空管內的“死水”因溫度下降而結冰，將全玻璃真空管脹破。所以在北方地區的太陽(yáng)能熱水系統工程設計中，一定要有防凍循環(huán)系統，系統采用防凍液作為循環(huán)介質(zhì)的除外。
四、全玻璃真空管本身存在隱患的原因
為保證全玻璃真空管的集熱效率和壽命，一般選用硼硅玻璃，此玻璃具有制造全玻璃真空管必須的熱穩定性、機械加工性能、化學(xué)穩定性以及優(yōu)秀的膨脹系統和較好的透光性，然而膨脹系統大于3.4*10-6的硼硅玻璃就不易加工成全玻璃真空管，由于玻璃組成和結構的變化，性能發(fā)生了突變，即由于析晶溫度升高無(wú)法機械成型，產(chǎn)生分相，抗水性和機械性能大幅度下降，從而造成炸管，因此一般選用硼硅玻璃3.3。因此選擇全玻璃真空管時(shí)應選擇大廠(chǎng)家，質(zhì)量?jì)?yōu)良的全玻璃真空集熱管。
五、流通環(huán)節的原因
也有一些全玻璃真空管是在運輸、搬運過(guò)程中，尾部彈簧卡松動(dòng)或脫落，形成炸管隱患。
六、水垢方面的原因
水中的雜質(zhì)進(jìn)入系統后，隨著(zhù)水溫不斷的升高或者蒸發(fā)，濃縮在連箱和全玻璃真空管內表面上，生成的固體附著(zhù)物，稱(chēng)之為水垢。水垢的導熱系統較小，在全玻璃真空管的內壁上形成致密的水垢層，隨著(zhù)水垢層的加厚，使全玻璃真空管的吸熱體和管內的導熱流體熱交換受阻，在水垢的內外表面形成一定的溫度差，當太陽(yáng)輻射較好時(shí)，水垢的外層溫度較高，與內層形成較大的溫差，造成水垢裂紋，管內的冷液沿裂紋進(jìn)入達到內玻璃管內壁上，易造成炸管。
(5) 維修辦法與效果
根據現場(chǎng)查看、分析，排除了全玻璃真空管質(zhì)量、支架安裝、水垢等方面的原因，該太陽(yáng)能安裝公司經(jīng)技術(shù)人員討論后決定在太陽(yáng)能集熱器出熱水端加”U”型管，避免水倒流進(jìn)貯熱水箱，改造后，系統運行過(guò)程中再沒(méi)有出現炸管問(wèn)題了。
(6) 案例啟示
實(shí)際太陽(yáng)能熱水工程設計中，我們應該采取相應的對策避免全玻璃真空管炸管，要合理地選擇系統上水時(shí)間和方式；強化系統設計、安裝質(zhì)量；加強設計人員學(xué)習、安裝人員培訓等工作；選擇質(zhì)量?jì)?yōu)良的真空集熱管作為太陽(yáng)能工程的集熱元件；全玻璃真空管安裝前應認真檢查，若質(zhì)量有缺陷應處理掉；水質(zhì)差的地方，系統應安裝除垢裝置。