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太阳能热水工程太阳能集热系统设计要点

2018/5/5 16:12:57点击:

(一)太阳能热水工程集热系统的设计

1、系统规模设计

太阳能热水工程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。

(二)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,且不会对太阳能热水工程集热水箱的集热产生影响。