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太阳能热水工程节能热水系统设计

发表时间:2017-11-10 16:59 文章出处:东莞热水工程网

  在太阳能热水系统与建筑融合化的设计中,其技术包括太阳能集热器的定位、连接、选型及管路的布置和贮热水箱等方面,这些因素关系着太阳能热水系统在建筑一体化中的技术可行性。下面专业商用节能热水水工程专家东莞天祥节能给大家介绍集热器的设计。

太阳能热水系统

  集热部件性能的优劣对太阳能热水系统中影响最大,整个热水系统与建筑的结合效果都会受到它的布局影响。因此,在保证集热器性能的同时又遵循建筑美学的原则显得尤为重要。

  太阳能热水系统的重要部分是集热部件太阳能集热器,虽然应当围绕太阳能集热系统中的集热器来进行的设计,但集热器所收集的太阳能也受其系统其它附件的影响,所以其他附件同样重要,因此何如合理选择与设计要考虑周全。具体将从集热器设计、贮热水箱布置、管路布置这三方面展开进行研究。

  太阳能热水工程集热系统的设计

  1、系统规模设计

  集热系统的规模不宜过大,集热器阵列的总出水口同储热水箱间的距离应控制在300米范围内。在小区规模较大时。可以邻近几幢或单幢为一个小系统,且通过增设站室便可实现节能的效果。

  2、选择加热系统

  加热系统分为直接加热和间接加热两种方式,且两者各有利弊,直接加热可实现较高的加热效率,而间接加热则能够有效防止水垢的产生,使集热器使用寿命得到延长。实际应用中,对于间接加热系统的应用更为适宜,且实际应用中,集热器需进行承压处理,需增设循环泵和换热设备。

  3、选择储热设备

  储热设备的选择是以间接加热系统的确定为前提的,储热设备包括储热水箱和储热水罐两种。对于较大热水供应量的工程,选择储热水箱更为适宜,其原因在于这一储热方式的出水量每天可达上百立方米,而储热水罐的应用则适合热水供应量较小的工程,在施工现场就可完成拼装,投资小、占地小。

  太阳能热水工程辅热设备的设计

  l、计算辅热设备负荷

  依据相关规范要求,对于太阳能热水工程辅热设备负荷的设计,应当不考虑太阳能效用,而将日常所需热量作为辅助设备作为依据。

  2、选择辅助热源和辅热设备

  选择辅助热源时,宜选热力管网、燃气、燃油、热泵、电等。对于小型太阳能集中热水供应系统宜选择电作为辅助能源。在储热水罐(箱)中直接放入电热元件即可实现,但这一辅助热源的应用需要增加相应的防垢措施,否则其自身所形成的水垢会导致难以有效散热,烧坏元件。而对于规模较大的太阳能热水系统则宜选用电热锅炉作为辅助能源,而达到耐用安全的目的。在选择辅助设备时,可依据常规热源方式进行选择,且在设备型号与台数的确定上,应同太阳能自身不稳定特点相结合,选择两台或多台匹配设备,即无太阳能时,设备同时运行,有太阳能时,一台运行,从而达到节能高效的目的。太阳能辅助加热空气源热泵机组的应用比较普遍,其原理是在机组的蒸发器上增加了一辅助换热器。热泵在低温环境下制热运行时,高于环境温度的太阳能热水流经该辅助换热器,与将进入蒸发器的室外空气进行热量交换提高其温度,从而使制冷剂在相对较高的环境里蒸发吸热,提高了蒸发温度,改善了太阳能热水工程系统的工作状况。

  3、布置集热和辅热设备

  在储热水罐中,应将电热元件置于适当位置,当无太阳能时,亦可依靠电热及热水储量来基本满足热水需求。当太阳能热水系统较大,且集热与辅热都采用水箱时,亦相互独立,并进行串联的布置,前者为集热水箱,起到预热作用,后者为供热或辅热水箱,这样当太阳能不充足时,亦可起到对冷水进行预热处理,而当无太阳能的情况下,只需通过辅助热源来加热辅热水箱内的水,便可正常供热,且不会对集热水箱的集热产生影响。

  太阳能热水工程储热谁箱的配置

  在太阳能热水器集中供水系统中,贮热水箱体积大、重量沉,水箱自身应有足够的承载能力,且在建筑设计时还应考虑水箱贮满水时的荷载总量。水箱固定在建筑上时,与墙、柱、梁等建筑结构构件相连接比较妥当,以确保牢固度。贮水箱应当具有上、下水管和紧急排水通道,并且能够与辅助能源加热装置连接。布置贮水箱的时候,为了避免管道过长而产生热量损失,应当让集热器和贮热水箱尽量贴近。

  太阳能热水器管路的布置的时候应当尽量做到便于维修又隐蔽安全,若难以做到隐蔽,则应该将管路排列整齐,不占用较大建筑空间。