太阳热水系统工程略见

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太阳热水系统工程略见

; m, z, `% X3 k7 \摘要 本文介绍了太阳热水系统的方案确定及其常用的比较稳定的运转系统。
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关键词 太阳热水系统 系统工程 运转型式
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) p2 A  i4 {! i% ?" }' @" L0 引言
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现在人们越来越重视自己的生存环境，环境保护意识迅速强化，这给我们带来了很多新的环保节能课题。面对陈旧供热设备的淘汰，绿色双能源“太阳热水系统工程”的应用显得格外重要。
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" I5 y0 S1 c1 ^, S  {用什么能源，怎样合理利用能源，是衡量社会文明程度的一个标准。低消耗、高产出是能源利用的发展方向。

; S" Y' j+ q( E8 O+ ?1 “太阳热水系统工程”的定义

“太阳热水系统工程”（以下简称“系统工程”）是利用太阳的光能转换为热水的装置，经过组装、调试，固定在某个场所，按指令运作的供热水设备。
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4 j# a! b, O' ^- _* c1 U2 P  S太阳热水系统是由太阳集热元件（平板集热器，玻璃真空管，热管真空管及其它型式的集热元件）、蓄热容器（各种型式水箱、罐）、控制系统（温感器、光感器、水位控制、电热元件、电气元件组合及显示器或供热性能程序电脑）以及完善的保温、防腐管道系统等有机地组合在一起的。在阳光的照射下，通过不同型式的运转，使太阳的光能充分转化为热能，匹配当量的电力和燃气能源，就成为比较稳定的定量能源设备。提供中温水供人们使用。

# b* W* A9 D* j6 g3 `4 W0 y2 方案的确定

3 l9 B( K: D% V* Y  H* Q“系统工程”涵盖了气象、地理、物量、光学、流体力学等学科的知识，综合了建筑、金属结构、材料、电子产品专业操作规范。所以在方案确定时要受到诸多因素的影响。

7 O) U) J9 r2 a3 v# v0 H2.1 实施工程前应考虑的因素

1）安装场地具体条件：当地水、电、燃气、资源和光照资源。近50年的气象资料和最大风、雪、雨荷载；
2）根据用户的使用要求和被选用的光热元件类别确定运转型式；
3）结合现场供电、气实际情况采取能源互补方案；
7 R9 i& ]  `+ B" p3 d4）尽量利用原有可靠、有效的节能设备综合利用。
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2.2 方案的确定

通过以上几点综合考虑，确定设计方案如下。

$ [3 T' D1 Q/ {( D$ D1）集热元件的选择。在我国领土范围内一般分为有、无霜冻地带。如江南无霜冻地区可采用各种型式的平板集热器，其造价较低，适合推广，其使用期也在10年以上。有霜冻地区可采用真空管或热管真空管产品，但系统必须完善防冻功能。
' w9 }3 K% I; }9 h! H' S. n2）支架材料的使用型号根据安装密度和集热器本身荷载及当地风雪荷载的总量进行选择。按当地纬度±5°确定支架安装仰角。
9 g$ T5 t/ z" M  Z3）系统运转型式的确定是“系统工程”的核心，运转型式的好坏决定“系统工程”的成败。

8 w/ H- y" y6 v1 U2 [以下就重点谈谈系统的运转型式。

: o) h# a9 l! G  S0 r1 q8 P9 |7 @3 运转型式

3.1 太阳热水系统工程的运转型式分类
) L& W9 t  j- [* v+ m% W1）按能源互补而言，可分光电互补、光气互补和光热互补三种型式。“系统工程”应尽量做到能源互补，这样才能达到全天候运转。
2）按系统的运行方式而言，可分定量运转和变量运转。
' U( C4 C6 x5 t# i3）按操作方法而言，可分：

( S$ e! t7 o) Z7 \A自然循环型式；
1 s. `: W4 l6 r1 e) AB定温贮水，水位控制互补加热型式；
: F3 L  [6 A+ w: LC变量贮水,水温控制互补加热型式；
1 v, M4 N% w4 Y2 t  ?. lD光控定温定量运转，温感控制互补加热型式。3.2 两种常用的比较稳定的运转系统
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# W1 `, y  q, ~2 ?% J1）平板集热器的自然循环系统

- a. D! S2 A% A/ v! R系统安装时应注意：
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a设计专用混合水箱，其细高比一般为1:1.5。
b分水器匹配适当，可安装温控阀。
c系统管路匹配合理。
①缩短管路，尤其是上（热）循环管，做到同等导距，使集热器同时同功率工作；
②上循环管比下循环管粗，基本没有弯路和反坡；
. M% Q, Y4 B! r( @③水箱及上、下循环管均应有保温，防止热损。
0 {$ j4 d8 r% i( F1 E" P9 Jd每排串联布阵在18~20m2较为合适，过多串联并不提高热效率。
. K. O$ [- ~/ c; ?  r% re水箱底部高于集热器最高点30cm。

在此系统的基础上，如果在下循环管道上安装温控泵（不要在最低水位安装）和可调试温控器，系统功能就增多了。
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) I1 u; Q$ F. z% `# p3 a; _另外，在北方，夜间或放假较长时间停用时，通过控制，做“零”位运转，可达到防冻目的。在南方，在同等条件下可达到防止过热结垢的效果，也可同时加快热交换速度。

/ }" C7 [( t2 D+ W2）蓄热变量用水温控加热系统

本系统采用玻璃真空管或热管真空管为集热元件，适用于连续用水的单位。
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a需要设计专用水箱。
1 K1 z% R+ t* U2 G7 L8 j7 ]# Gb完备的电加热控制装置和综合控制装置。电气装置输出功率为三至几十千瓦，均有安全保护，并设有人工控制开关。
% M# k" }3 _! _: H$ Y6 qc 50m2采光面积为一阵组（串并联均可以）使用效果更佳。
" d" }8 C: l, m: i4 Y6 sd管路要有完善的防冻性能。
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5 前景
“系统工程”中还有很多问题有待研究解决，但是随着新产品、新工艺、新材料的问世和有关施工技术人员的不断创新，“系统工程”会不断更好地造福人类社会，让我们共同努力吧！