(1)工程概况

   杭州师范大学仓前校区总占地面积3250亩，总建筑面积220万平方米左右，地上建筑面积200万平方米左右，分成A、B、C、D四个区块，所有学生宿舍及食堂、宾馆、外籍人员公寓楼、办公楼、后勤用房等总共30栋楼房均采用太阳能热水系统供热水，其中A区块博文苑1-10号宿舍楼采用全玻璃真空管集热器太阳能热水系统形式，B区块4栋学生公寓楼采用全玻璃真空管集热器太阳能热水系统形式。 杭州师范大学仓前校区所有太阳能热水工程由总包单位（安装单位）负责安装（不是厂家经销商安装），质保期后系统维保经公开招投标，我司凭借多年的工程设计、施工、维保经验及良好资质条件，顺利中标，目前由我司负责提供维修保养大包干服务。

  （2）故障现象

    系统在运行过程中，全玻璃真空管不断出现炸管现象。每隔十天半月，使用单位就会打电话过来，说全玻璃真空管破掉了，漏水了，甚至有次半夜打电话给我司维保单位，说整个屋面被水淹没了。使用单位曾怀疑太阳能设备质量问题，影响极坏。

  （3）故障排查

   我司维保单位单位派技术人员及维修人员去现场查看，发现出现炸管的地方均集中在廊架结构上的太阳能集热器上，而炸管常出现一个地方，说明那个部位的全玻璃真空管内没水或水少，由于贮热水箱低于太阳能集热系统，当太阳能系统循环泵停止工作或者不工作时，廊架结构上的太阳能集热器内的水倒流进贮热水箱内，太阳能集热器内水很少，阳光暴晒，系统运行再受冷热冲击，易出现炸管的情况。

 （4）原因分析

首先，我司维保技术人员分析了炸管的原因：一方面因为夏天阳光强烈，太阳能全玻璃真空管吸收大量的热量，管内水温极高，如果突然进入冷水，热涨冷缩的原理，管子里容易炸裂！另一方面是由全玻璃真空管的制造应力或系统运行时受力引起的，而退火工艺中没有完全消除应力，在安装及运行过程中表现为应力释放。引起全玻璃真空管炸管。

全玻璃真空管炸管原因具体分析

一、使用不当的原因

具有手动上水功能的太阳能热水工程系统应选择早晨或傍晚上水，避开阳光直射的中午上水，因为冷热冲击易造成炸管。即不合理的上水时间、方式会造成系统炸管。

二、安装质量的原因

1、系统排气阀或排气管安装位置不正确导致排气不畅，产生气阻，系统上水后其管口最大应力将接近许用应力，可能造成破管发生。

2、系统安装角度不正确，太阳能集热器没有安装在同一的平面上，导致全玻璃真空管和连箱之间产生应力，当达到应力极限时，全玻璃真空管就易破裂炸管。

三、设计缺陷的原因

1、系统没有设计上水保护功能，即阳光直射的中午上水，导致冷热冲击造成炸管。

2、系统没有设计防倒流装置，系统循环泵停止工作后，真空集热管内的水倒流至储热水箱内，使真空集热管处于缺水或少水的状态，当系统循环泵再次工作时，全玻璃真空管就易破裂炸管。

3、系统循环泵设计与太阳能集热面积规模不匹配，即系统循环泵流量、扬程不能够满足集热循环要求，导致系统压力过大，全玻璃真空管就易破裂炸管。

4、系统没有设计防冻循环功能，冬季夜间温度较低的情况下，即使管路作了保温或加装了电伴热带，但不能保证全玻璃真空管内的“死水”因温度下降而结冰，将全玻璃真空管胀破。所以在北方地区的太阳能热水系统工程设计中，一定要有防冻循环系统，系统采用防冻液作为循环介质的除外。

四、全玻璃真空管本身存在隐患的原因

为保证全玻璃真空管的集热效率和寿命，一般选用硼硅玻璃，此玻璃具有制造全玻璃真空管必须的热稳定性、机械加工性能、化学稳定性以及优秀的膨胀系统和较好的透光性，然而膨胀系统大于3.4*10-6的硼硅玻璃就不易加工成全玻璃真空管，由于玻璃组成和结构的变化，性能发生了突变，即由于析晶温度升高无法机械成型，产生分相，抗水性和机械性能大幅度下降，从而造成炸管，因此一般选用硼硅玻璃3.3。因此选择全玻璃真空管时应选择大厂家，质量优良的全玻璃真空集热管。

五、流通环节的原因

也有一些全玻璃真空管是在运输、搬运过程中，尾部弹簧卡松动或脱落，形成炸管隐患。

六、水垢方面的原因

水中的杂质进入系统后，随着水温不断的升高或者蒸发，浓缩在连箱和全玻璃真空管内表面上，生成的固体附着物，称之为水垢。水垢的导热系统较小，在全玻璃真空管的内壁上形成致密的水垢层，随着水垢层的加厚，使全玻璃真空管的吸热体和管内的导热流体热交换受阻，在水垢的内外表面形成一定的温度差，当太阳辐射较好时，水垢的外层温度较高，与内层形成较大的温差，造成水垢裂纹，管内的冷液沿裂纹进入达到内玻璃管内壁上，易造成炸管。

  (5) 维修办法与效果

    根据现场查看、分析，排除了全玻璃真空管质量、支架安装、水垢等方面的原因，该太阳能安装公司经技术人员讨论后决定在太阳能集热器出热水端加”U”型管，避免水倒流进贮热水箱，改造后，系统运行过程中再没有出现炸管问题了。

  (6) 案例启示

   实际太阳能热水工程设计中，我们应该采取相应的对策避免全玻璃真空管炸管，要合理地选择系统上水时间和方式；强化系统设计、安装质量；加强设计人员学习、安装人员培训等工作；选择质量优良的真空集热管作为太阳能工程的集热元件；全玻璃真空管安装前应认真检查，若质量有缺陷应处理掉；水质差的地方，系统应安装除垢装置。