热水器与环境保护
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环境保护工作包括两方面内容：一是合理开发利用自然资源，防止环境污染和破坏；二是对已经产生的环境污染与破坏，进行综合治理或恢复工作.热水器自诞生以来已逐渐成为人们日常生产生活的重要组成部分.鉴于传统热水器具有多方面的不足，人们研发了太阳能热水器.本文试从环境保护的角度谈谈热水器的特点、太阳能热水器的原理以及太阳能热水器的发展前景.
一、热水器的特点
目前市场上流行的热水器大致可以分为三类：燃气热水器、电热水器、太阳能热水器.
燃气热水器是最早使用的热水器，有天然气、液化气和管道煤气之分.在燃气烧热水的同时，会产生废气（二氧化碳、一氧化碳、硫化气体等），容易造成有害气体积聚和氧气消耗，从而导致人体中毒，轻则危害健康，重则引起人身伤亡，所以早期的直排式热水器现在已经禁止生产销售.目前市场上比较流行的是强排式热水器和平衡强排式热水器，它装置了电机和排风扇，可有效地把废气排出室外，但对大气环境污染比较严重.若每户每天用60℃热水100L，月耗燃气约30m3，费用约为15元；输送管投入极大，资源不足，使用费用高，县级城市及广大农村等基本不可能实现.
电热水器是用电热管把水加热使用的器具，其原理与用电热壶烧开水相同.若每户每天供应60℃热水100L，按照现行平均电价计算，每户用于热水供应的电费为1140元／年，普通百姓难以承担；火力发电厂的废气、废渣、废水，会严重污染环境，而且用电产生生活热水，需要较大投资.若用10年解决25％的家庭用电产生生活热水，每年需要增加2000万千瓦容量，相当于长江三峡工程一期总容量的10倍以上.电力消耗大，电能浪费多.
太阳能热水器是靠汇聚太阳光的能量把冷水加热成热水的装置.现在市场上的太阳能热水器品牌不少，大小、形状也各异，但使用的技术大都为用真空集热管汇聚太阳光，把光能转化为热能加热冷水.与燃气、电热水器相比，太阳能热水器不见火，不用电，不耗氧，安全系数高.且太阳能为可再生能源，对环境无污染.相对于人类发展短暂的寿命而言，太阳能可谓取之不尽、用之不竭.
二、太阳能热水器及其普及
1.太阳能热水器的种类及原理
太阳能热水器是一个光热转换器，具体有太阳能集热器和太阳能真空管两种类型.
（1）太阳能集热器由集热器、保温水箱、连接管道等几部分组成.
集热器系统中的集热元件，也是核心元件，其功能相当于电热水器中的电热管.与电热水器、燃气热水器不同的是，太阳能集热器利用的是太阳的辐射热量，故而加热时间只能在有太阳照射的白昼.
保温水箱与电热水器的保温水箱一样，是储存热水的容器.因为太阳能热水器只能白天工作，而人们一般在晚上才使用热水，所以必须通过保温水箱把集热器在白天产出的热水储存起来，容积是每天晚上用热水量的总和.采用搪瓷内胆承压保温水箱，保温效果好，耐腐蚀，水质清洁，使用寿命可长达20年以上.
连接管道将热水从集热器输送到保温水箱，将冷水从保温水箱输送到集热器的通道，使整套系统形成一个闭合的环路.
（2）太阳能真空管是太阳能热水器的核心，它的结构如同一个拉长的保温瓶胆，内外层之间为真空.在内玻璃管的表面上利用特种工艺涂有光谱选择性吸收涂层（黑色），用来最大限度地吸收太阳辐射能.经阳光照射，光子撞击涂层，太阳能转化成热能，水从涂层上吸热，水温升高，密度减小，热水向上运动，而密度大的冷水下降，热水始终位于上部，即水箱中.当打开厨房或洗浴间的任何一个热水龙头时，热水器内的热水便依靠自然落差流出.
2.太阳能热水器的普及
国家环保总局颁布了针对太阳能热水器和太阳能集热器的环境保护国家标准.太阳能领域环保标准，分别从热性能、健康安全和光污染三个方面对太阳能热水器产品提出了技术要求以及检验方法.目前，我国已经成为世界上最大的太阳能热水器生产国和最大的太阳能热水器市场，总有量占世界的76％，并继续以每年20％至30％的速度递增，在一定程度上实现了能源替代.太阳能热水器的广泛运用，包括生活用热水、采暖、空调，在省钱的同时必将极大地改善地球的污染状况.
目前，生活热水用量成为小康家庭一项新的指标，人们对生活热水的需求量日益增大.21世纪我国面临着经济的可持续发展与节能环保的双重课题，充分利用可再生清洁能源解决全部或部分家用热水，节能环保意义重大.大力推广普及太阳能热水器就是解决百姓生活热水的惟一有效途径.
（1）家用太阳能热水器太阳能可以再生并且资源丰富，既可免费使用，又无成本、无污染，是洁净的绿色资源.太阳能热水器正在进入千家万户.
（2）公共服务设施随着太阳能热水器的日益普及，数字化、自动化，太阳能热水器在宾馆、洗浴、高校、医院以及生产领域也得到了更多推广.另外，我国鼓励开发商在商品住宅开发中整体安装太阳能热水器或预留安装管网.此外，在新农村建设中，结合新农村规划，在政府的支持和鼓励下，部分村开始整体安装太阳能热水器，新能源给农民带来了新生活.
三、太阳能热水器的发展前景
太阳能热水器在环保方面有着重要作用：每平方米太阳能热水器（真空管式）在其使用寿命内（15年）可以减少燃煤向大气层排放的二氧化碳2566t，一氧化碳136t，二氧化硫352t，粉尘1120t，氮氧化物908t.显然，使用太阳能热水器能极大地改善空气质量，降低“热岛效应”，减少酸雨频率，降低空气污染.
正因为太阳能热水器有着既便捷大众生活，又绝少污染的特点，世界各国都争先恐后对此进行研究，以期其能应用于百姓日常生活.以色列是世界上最早开发利用太阳能热水器的国家之一，而且它也是惟一一个在法律上规定民用建筑必须安装太阳能热水器的国家，以色列太阳能热水器的普及率高达90％，其人均使用太阳能热水器面积居世界首位，达每人1m2.经过长期的科技攻关，我国的太阳能热水器的生产技术已有了巨大的发展.例如，清华大学等部分科研机构在国外技术的基础上研制出具有世界先进水平的两种真空管式太阳能集热器：即全玻璃真空管太阳能集热器和热管式真空集热器，它运用优良的阳光选择性吸收膜层及高真空保温技术，具有单向导热性能佳、稳定性好等优点.经过不断更新改造，其防冻、防冰雹及保温性能都得到进一步改善.另外为了解决阴雨天不能使用太阳能的难题，部分太阳能热水器还配套管状电加热辅助装置及相应的水位、加热自动控制系统等，这使得太阳能热水器应用的前景更加广阔.可以预言，21世纪将是人类大规模开发、利用太阳能的时代，随着太阳能热水器对太阳能资源的成功应用，这一崭新的再生能源一定会在新世纪崛起.