《太阳热水系统》课件

太阳能热水系统水箱容量大于吨的太阳热水器称之为水箱容量大于吨的太阳热水器称之为太阳太阳热水系统热水系统。定义定义根据运行方式不同，可分为根据运行方式不同，可分为自然循环方式自然循环方式、直流方式直流方式和和强制循环方式强制循环方式。直流循环系统强迫循环系统自然循环系统太阳能热水系统太阳能热水系统分类分类自然循环式太阳热水系统示意图自然循环式太阳热水系统示意图（一）自然循环式太阳热水系统（一）自然循环式太阳热水系统自来水通过上水管进入补给自来水通过上水管进入补给水箱，再经由补给水箱进入水箱，再经由补给水箱进入蓄水箱。集热器内的水被加蓄水箱。集热器内的水被加热后通过上循环管进入蓄水热后通过上循环管进入蓄水箱的上部，蓄水箱下部密度箱的上部，蓄水箱下部密度较大的冷水自动通过下循环较大的冷水自动通过下循环管进入集热器的下部形成循管进入集热器的下部形成循环，上述循环是连续进行的。环，上述循环是连续进行的。一般情况下，经过一天的日一般情况下，经过一天的日照，蓄水箱的水能全部被加照，蓄水箱的水能全部被加热，供给用户使用。热，供给用户使用。原理：热虹吸作用（密度差）原理：热虹吸作用（密度差）系统中排气管的作用：系统中排气管的作用：有时蓄水有时蓄水箱内温度过高而产生蒸汽，排气箱内温度过高而产生蒸汽，排气管及时将气体排出，防止其抑制管及时将气体排出，防止其抑制自然循环的进行。自然循环的进行。为确保一定的热虹吸压头和防止夜间反循环，蓄热为确保一定的热虹吸压头和防止夜间反循环，蓄热水箱底部必须高于集热器顶部，其高差一般为水箱底部必须高于集热器顶部，其高差一般为 m m；连接集热器和蓄水箱的循环管路，应按热水上升冷连接集热器和蓄水箱的循环管路，应按热水上升冷水下降的方向设计流水坡度，其坡度一般为水下降的方向设计流水坡度，其坡度一般为 1/1001/100，绝对禁止出现反坡；绝对禁止出现反坡；自然循环的技术要求：自然循环的技术要求：集热器的上循环管进入蓄水箱的入口位置应低于水集热器的上循环管进入蓄水箱的入口位置应低于水箱水面箱水面 3 35cm5cm，否则无法循环；，否则无法循环；集热器面积比较大时，集热器应考虑以并联为主，集热器面积比较大时，集热器应考虑以并联为主，尽量避免采用串联；尽量避免采用串联；为减少管道的流动阻力，循环管路越短越好，拐弯为减少管道的流动阻力，循环管路越短越好，拐弯处越少越好。处越少越好。自然循环的技术要求：自然循环的技术要求：它是利用它是利用温差控制器温差控制器来控制水泵的开关，当集热器顶部的温度和来控制水泵的开关，当集热器顶部的温度和水箱下部水温之差达到预定数值时，水泵开始运行，否则水泵关水箱下部水温之差达到预定数值时，水泵开始运行，否则水泵关闭。闭。逆止阀逆止阀的作用是防止水倒流。的作用是防止水倒流。排气管排气管的作用和自然循环系统的作用和自然循环系统的排气管作用一样。的排气管作用一样。(二）强制循环式太阳热水系统二）强制循环式太阳热水系统 强迫循环系统的技术强迫循环系统的技术要求：要求：水箱水箱安装位置无须高于集安装位置无须高于集热器，可根据需要安放在热器，可根据需要安放在任何地方；该系统的运行任何地方；该系统的运行可靠性主要取决于可靠性主要取决于控制器控制器和和水泵水泵的可靠性，因此应的可靠性，因此应选择高质量的产品；这种选择高质量的产品；这种循环系统需要消耗少量的循环系统需要消耗少量的电能。电能。温差控制直接强迫循环太阳热水系统温差控制直接强迫循环太阳热水系统首先设定集热首先设定集热器上部或下部器上部或下部与水箱的温度与水箱的温度差值。当达到差值。当达到该温度差值时，该温度差值时，水泵启动，开水泵启动，开始循环，否则始循环，否则水泵关闭。通水泵关闭。通过一天的日照，过一天的日照，水箱的水被加水箱的水被加热。安装热。安装防冻防冻阀阀的目的是当的目的是当循环管路内水循环管路内水温低于某一温温低于某一温度时系统自动度时系统自动泄水。泄水。(二）强制循环式太阳热水系统二）强制循环式太阳热水系统 温差控制间接强迫循环太阳热水系统温差控制间接强迫循环太阳热水系统它和直接强迫循环它和直接强迫循环系统的区别，就是系统的区别，就是在水箱内增加一个在水箱内增加一个换热器换热器。集热器内。集热器内可以充装防冻介质，可以充装防冻介质，解决防冻问题。解决防冻问题。膨膨胀箱胀箱的作用是为了的作用是为了使防冻介质在加热使防冻介质在加热或冷却时有一个膨或冷却时有一个膨胀和收缩的空间，胀和收缩的空间，以免造成过压或潜以免造成过压或潜在真空而损坏系统。在真空而损坏系统。(二）强制循环式太阳热水系统二）强制循环式太阳热水系统定时器控制直接强迫循环太阳热水系统定时器控制直接强迫循环太阳热水系统该系统的特点该系统的特点是人为地是人为地设置设置时间时间来启动或来启动或关闭系统的循关闭系统的循环。环。(二）强制循环式太阳热水系统二）强制循环式太阳热水系统光电控制直接强迫循环太阳热水系统光电控制直接强迫循环太阳热水系统太阳光电池板太阳光电池板接接受日照后产生直受日照后产生直流电，系统由直流电，系统由直流电驱动流电驱动水泵水泵的的运行。当日照好运行。当日照好时，系统启动运时，系统启动运行；无日照或日行；无日照或日照差时，系统不照差时，系统不运行。运行。(二）强制循环式太阳热水系统二）强制循环式太阳热水系统当集热器上部的当集热器上部的电接点温度计达电接点温度计达到预定的温度到预定的温度（如（如 45）时，）时，控制器就启动电控制器就启动电磁阀，自来水就磁阀，自来水就将集热器内的热将集热器内的热水顶入水箱。当水顶入水箱。当集热器上部的温集热器上部的温度低于预定的温度低于预定的温度时，电磁阀关度时，电磁阀关闭。通过一天的闭。通过一天的间断运行，进入间断运行，进入水箱的水均为水箱的水均为 45 左右的热左右的热水。水。技术要求：水箱位置可根据需要安放在任技术要求：水箱位置可根据需要安放在任何地方；系统运行的可靠性主要取决于电何地方；系统运行的可靠性主要取决于电接点温度计、控制器及电磁阀的可靠性；接点温度计、控制器及电磁阀的可靠性；水箱应有足够的富裕量，否则当日照好的水箱应有足够的富裕量，否则当日照好的时候，因水箱容量不够而造成热水外溢。时候，因水箱容量不够而造成热水外溢。（三）直流式太阳热水系统（三）直流式太阳热水系统太阳热水系统的设计太阳热水系统的设计太阳热水系统应具有防冻、防雷击、抗风、抗冰雹、太阳热水系统应具有防冻、防雷击、抗风、抗冰雹、抗震和防噪声干扰等功能。抗震和防噪声干扰等功能。太阳热水系统必须符合建筑构件标准及设计、安装太阳热水系统必须符合建筑构件标准及设计、安装和施工规范的要求，不得损害或破坏建筑屋面和维护和施工规范的要求，不得损害或破坏建筑屋面和维护结构的功能、外形，并尽量与其相互融合。结构的功能、外形，并尽量与其相互融合。太阳热水系统应达到国标所要求的热性能指标。供太阳热水系统应达到国标所要求的热性能指标。供热水温度应热水温度应40，每平方米采光面积的每天得热量应，每平方米采光面积的每天得热量应大于大于 MJMJ（当日太阳辐照量为（当日太阳辐照量为 17MJ/m17MJ/m2 2 时），相当于时），相当于日效率大于日效率大于 4545。热损系数应低于。热损系数应低于5W/m5W/m2 2.。（一）太阳热水系统的技术要求（一）太阳热水系统的技术要求（二）太阳热水系统集热面积的确定（二）太阳热水系统集热面积的确定蓄水箱的容积应稍大于日平均出水量。因为日平均出蓄水箱的容积应稍大于日平均出水量。因为日平均出水量是按年平均计算的，考虑到夏季产热水量要多，水量是按年平均计算的，考虑到夏季产热水量要多，故需要蓄水箱的容积有足够的余量，一般按日平均出故需要蓄水箱的容积有足够的余量，一般按日平均出水量的水量的120130设计。设计。（三）蓄水箱容积的确定（三）蓄水箱容积的确定自然循环系统的最大特点：自然循环系统的最大特点：无须水泵和控制系统，运行可靠，造价较低，但由于无须水泵和控制系统，运行可靠，造价较低，但由于蓄水箱必须高于集热器，一般坡屋顶无法安装，因此蓄水箱必须高于集热器，一般坡屋顶无法安装，因此只能适用于平面屋顶的建筑。取用热水时间应在下午只能适用于平面屋顶的建筑。取用热水时间应在下午四五点钟以后或晚间，不能随时供热水。若在北方冬四五点钟以后或晚间，不能随时供热水。若在北方冬季使用，应考虑增加辅助热源，系统管路应设置电加季使用，应考虑增加辅助热源，系统管路应设置电加热带。该系统的集热器面积不宜过大，若集热器面积热带。该系统的集热器面积不宜过大，若集热器面积较大，应采用并联安装。较大，应采用并联安装。（四）太阳热水系统形式的选择（四）太阳热水系统形式的选择强迫循环系统的特点：强迫循环系统的特点：集热器和水箱可以分离；适合于在各种建筑上安装；集热器和水箱可以分离；适合于在各种建筑上安装；可在北方冬季使用，但须增加辅助热源，管道系统还可在北方冬季使用，但须增加辅助热源，管道系统还应考虑防冻措施；集热器的采光面积不受限制。应考虑防冻措施；集热器的采光面积不受限制。（四）太阳热水系统形式的选择（四）太阳热水系统形式的选择直流循环系统的主要特点：直流循环系统的主要特点：随时都能有热水供应，特别适合白天使用热水的用户。随时都能有热水供应，特别适合白天使用热水的用户。冬季在北方地区使用要采取防冻措施。冬季在北方地区使用要采取防冻措施。（四）太阳热水系统形式的选择（四）太阳热水系统形式的选择温差控制强迫循环太阳热水系统方案图温差控制强迫循环太阳热水系统方案图目前有目前有平板型平板型、全玻璃真空管型全玻璃真空管型和和热管真空管热管真空管型型 3种形式的太阳集热器可供选择。种形式的太阳集热器可供选择。市场上市场上全玻璃真空集热管全玻璃真空集热管的外径有的外径有 47，58，70mm等等3 种规格，种规格，热管真空集热管热管真空集热管的外径有的外径有70，100mm等等2 种，其长度均有种，其长度均有 m。设计施工单位应向用户介绍各种产品的特点，设计施工单位应向用户介绍各种产品的特点，并根据用户的需要、地理位置和报价等条件选并根据用户的需要、地理位置和报价等条件选择和确定集热器。择和确定集热器。（五）集热器的选择（五）集热器的选择为了提高太阳热水系统的热效率，为了提高太阳热水系统的热效率，水箱水箱和和管路管路应选择性能良好的保温材料，保温层要保持一应选择性能良好的保温材料，保温层要保持一定的厚度。常用的保温材料有定的厚度。常用的保温材料有聚氨酯、聚苯乙聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯、岩棉等烯、聚乙烯、岩棉等。保温层的密封好坏及保温层的密封好坏及“热桥热桥”对保温效果影响对保温效果影响较大，因此，保温层不要有空隙和漏洞，不要较大，因此，保温层不要有空隙和漏洞，不要出现水箱、管路与导热体直接接触或暴露的出现水箱、管路与导热体直接接触或暴露的“热桥热桥”，这个问题对于在冬季运行的系统尤，这个问题对于在冬季运行的系统尤为重要。为重要。（六）太阳热水系统的保温（六）太阳热水系统的保温（七）太阳热水系统的施工与安装（七）太阳热水系统的施工与安装（3 3）集热器安装连接方式）集热器安装连接方式自然循环系统的集热器应尽可能采用并联方式；自然循环系统的集热器应尽可能采用并联方式；强制循环系统的集热器可采用并联、串联和混联方强制循环系统的集热器可采用并联、串联和混联方式；式；采用并联方式连接时，各组集热器数量应相同，可采用并联方式连接时，各组集热器数量应相同，可是各组的流量要均衡；是各组的流量要均衡；集热器的进口和出口必须是呈对角线位置安排；集热器的进口和出口必须是呈对角线位置安排；集热器安装时要考虑防风处理。集热器安装时要考虑防风处理。集热器连接设计时的注意要点集热器连接设计时的注意要点东莞五星真空管太阳能热水工程东莞五星真空管太阳能热水工程 联想集团（大亚湾）有限公司联想集团（大亚湾）有限公司-太阳能热水工程太阳能热水工程 TCL集团太阳能工程集团太阳能工程陕西西安联合大学陕西西安联合大学桂林漓江大酒店桂林漓江大酒店东莞市东华医院东莞市东华医院江苏昆山华晟电子厂江苏昆山华晟电子厂