太阳能热水系统设计分析

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,按一下以编辑母片,第二层,第三层,按一下以编辑母片标题样式,1,太阳能热水器培训资料,珠 海 兴 业 新 能 源 科 技,有 限 公 司,China Singyes Solar Technologies Holding Limited,2010年5月,内容总体,介,介绍,五、,太阳能热,水,水系统设,计,计知识,六、,太阳能热,水,水器的安,装,装施工,七、,太阳能热,水,水系统的,节,节能效益,分,分析方法,第五章,太,太阳能,热,热水系统,设,设计知识,5.1,系,系统设计,5.2,系,系统设计,分,分析,5.2.1 需热,水,水量的计,算,算,5.2.2 水箱,容,容积的选,择,择,5.2.3 集热,面,面积的确,定,定,5.2.,4集热器的,连,连接方式,5.2.,5,空气源热,泵,泵的选择,5.2.,6,系统水泵,的,的选型,5.2.,7,系统管路,保,保温,5.2.,8,电磁阀的,选,选择,5.2.,9,热水系统,系,系统防雷,设,设计,5.1,系,系统设计,以平板式,太,太阳能集,热,热强制循,环,环系统为,例,例,整个电控,制,制系统,组,成：,水箱缺水,保,保护、水,箱,箱满水保,护,护、,太阳能循,环,环泵控制,、,、辅助加,热,热控制,系统、自,动,动进水控,制,制、出热,水,水控制,系统工作,及,及控制原,理,理,1、定温,上,上水：当,集,集热器出,水,水口水温T1达到,设,设定值时,，,，F1供,水,水电磁阀,打,打开，系,统,统自动将,热,热水压入,集,集热水箱1中，当T1降至,低,低于设定,值,值5C,时,时，F1,关,关闭，系,统,统进入集,热,热状态，,定,定温上水,功,功能可使,系,系统一天,中,中尽可能,早,早地使用,太,太阳能产,生,生热水。,2、温差,循,循环：当,集,集热器不,断,断产生热,水,水使集热,水,水箱达到,最,最高水位h1后，F1不再,开,开启，系,统,统自动比,较,较集热器,出,出水口水,温,温T1与,集,集热水箱,中,中水温T2，当T1高于T2达到设,定,定温差5,C时，,集,集热循环,泵,泵自动开,启,启进行温,差,差循环，,当,当T1与T2温差,小,小于1C时，循,环,环泵S2,停,停止运行,。,。,3、快速,补,补水：如,果,果用水量,较,较大集热,器,器产水量,不,不能满足,要,要求，集,热,热水箱水,位,位不断下,降,降至最低,警,警戒水位h3时，,供,供水电磁,阀,阀F1打,开,开，系统,快,快速补水,，,，避免系,统,统断水，,当,当水箱水,位,位上升至,水,水位h2,时,时，供水,电,电磁阀F1关闭，,系,系统再次,进,进行定温,上,上水过程,。,。若在规,定,定时间内,水,水箱的水,量,量没有达,到,到满水水,位,位时，快,速,速补水至,规,规定最高,水,水位，满,水,水保护断,开,开电磁阀,停,停止补水,。,。,系统工作,及,及控制原,理,理,4、自动,辅,辅助加热,：,：当水由,集,集热水箱,供,供给用户,水,水温较高,，,，水箱温,度,度高于用,户,户用水设,定,定值时，,热,热水用集,热,热水箱流,经,经电加热,器,器供给各,用,用户，空,气,气源热泵,不,不工作；,当,当低温或,连,连续阴雨,天,天气情况,下,下，水箱,水,水温低系,统,统设定热,水,水温度时,，,，在设定,启,启动辅助,加,加热时段,内,内，空气,源,源热泵系,统,统自动启,动,动进行加,热,热至系统,设,设置温度,时,时，停止,加,加热。,5、集热,水,水箱间温,差,差循环：,集,集热水箱,间,间循环泵,，,，集热水,箱,箱1中水,温,温T2与,集,集热水箱2中水温T4温差,大,大于5C时，循,环,环泵S3,自,自动启动,，,，进行温,差,差循环，,当,当两水箱,间,间温差低,于,于1C,时,时，停止,循,循环。,6、自动,控,控制：,系统设集,中,中控制器,，,，,对以上所,述,述各种工,作,作过程进,行,行检测和,控,控制，各,温,温度设定,值,值可根据,不,不同使用,要,要求和季,节,节变换进,行,行现场调,整,整，系统,运,运行参数,均,均可显示,。,。,5.2,系,系统设计,分,分析,5.2.1 需热,水,水量的计,算,算,整个系统,最,最多用水,量,量：,V=q,r,.n,式中,：,q,r,热水,用,用水量定,额,额，L,n用,水,水人数,例：某建,筑,筑200,人,人用水，,每,每个人的,用,用水量定,额,额为50L/人，,则,则总需热,水,水量为10吨。,5.2,系,系统设计,分,分析,5.2.2 水箱,容,容积的选,择,择,因为热水,总,总用水量,已,已经确定,，,，为保证,用,用户有足,够,够热水用,，,，保温水,箱,箱总容积,应,应至少等,于,于求得需,要,要热水量,。,。除些之,外,外，如果,水,水箱过大,，,，可以按,合,合适的比,例,例分成两,个,个水箱。,此,此外还要,考,考虑施工,场,场地的限,制,制，根据,现,现场空间,来,来选择水,箱,箱的选择,问,问题。这,样,样可以充,分,分利用空,间,间，节约,投,投入成本,，,，方便安,装,装与维护,，,，也能更,快,快的产生,热,热水供用,户,户使用。,如,如，热水,需,需求量为10吨，,则,则可以选,择,择两个容,积,积为5m3的保温,水,水箱。水,箱,箱的材质,现,现在多选,为,为：内胆304/2B不锈,钢,钢，中间50mm,厚,厚聚氨脂,发,发泡，外,表,表包不锈,钢,钢或铝，,保,保温效果,好,好。其中,外,外包不锈,钢,钢比包铝,效,效果好。,5.2,系,系统设计,分,分析,5.2.3 集,热,热面积的,确,确定,式中，A,c,直接,系,系统集热,器,器采光面,积,积，m2,；,；,Q,w,日用,水,水量，kg；,C,w,水的,比,比热容，kJ/（kgC）；,t,end,储水,箱,箱内水的,终,终止温度,，,，C；,t,i,水的,初,初始温度,，,，C；,J,T,当地,春,春分或秋,分,分所在月,集,集热器受,热,热面上日,均,均辐照，kJ/m2；,太,阳,阳能保证,率,率，无因,次,次；,集,热,热器全日,集,集热效率,，,，国标经,验,验值0.450.6；,L,管,路,路及储,水,水箱热,损,损失率,，,，无量,纲,纲，国,标,标经验,值,值取0.2-0.25。,5.2,系,系统,设,设计分,析,析,5.2.4,集热器,的,的连接,方,方式,工程中,使,使用的,太,太阳集,热,热器数,量,量一般,很,很多，,一,一般若,干,干集热,器,器先连,接,接一个,集,集热器,组,组，集,热,热器组,之,之间再,通,通过一,定,定的方,式,式连接,成,成一个,集,集热器,系,系统。,如,如何连,接,接太阳,集,集热器,对,对太阳,能,能集热,系,系统的,防,防冻排,空,空，水,力,力平衡,和,和减少,阻,阻力都,起,起着重,要,要作用,。,。,一般来,说,说，集,热,热器连,接,接成集,热,热器组,的,的方式,有,有三种,：,：串联,，,，并联,和,和串并,联,联，串,并,并联也,称,称之混,联,联。对,于,于自然,循,循环的,太,太阳能,热,热水系,统,统，集,热,热器不,能,能串联,，,，否则,因,因循环,流,流动阻,力,力大，,系,系统难,以,以循环,，,，只能,采,采用并,联,联方式,，,，且每,个,个集热,器,器组集,热,热器数,目,目不宜,超,超过16个或,总,总面积,不,不宜超,过,过32,。,。对于,非,非自然,循,循环系,统,统，集,热,热器可,采,采用串,并,并联或,并,并联方,式,式连接,，,，但一,般,般情况,下,下，推,荐,荐使用,并,并联的,方,方式连,接,接，采,用,用串并,联,联连接,时,时，串,联,联的集,热,热器也,不,不宜超,过,过三个,。,。,5.2,系,系统,设,设计分,析,析,5.2,系,系统,设,设计分,析,析,5.2,系,系统,设,设计分,析,析,5.2.,5,空气源,热,热泵的,选,选择,组成空,气,气源热,泵,泵的四,个,个主要,部,部件：,冷,冷凝器,、,、蒸发,器,器、压,缩,缩机、,节,节流机,构,构（膨,胀,胀阀）,。,。其制,热,热的原,理,理为：,利,利用沸,点,点很低,的,的冷媒,（,（一般,为,为R22），,在,在由上,述,述四个,主,主要部,件,件组成,的,的系统,中,中不断,循,循环，,通,通过冷,媒,媒的重,复,复相变,来,来从实,现,现的。,其,其在蒸,发,发器内,蒸,蒸发吸,收,收空气,中,中的热,量,量；经,压,压缩机,压,压缩成,高,高压高,温,温气体,；,；然后,在,在冷凝,器,器内冷,凝,凝放热,，,，将热,量,量传给,水,水；冷,凝,凝后的,液,液体流,经,经节流,机,机构变,成,成低温,低,低压气,体,体，再,回,回到蒸,发,发器。,这,这样重,复,复进行,此,此过程,，,，不断,的,的吸收,大,大气中,的,的热量,，,，不断,传,传递热,量,量给水,箱,箱中的,水,水。其,是,是消耗,少,少量的,电,电能，,获,获得热,量,量。,热泵选,择,择除看,品,品牌外,，,，,还要看,几,几个参,数,数：功,率,率、制,热,热量、,产,产热水,量,量制热,量,量要大,于,于整个,建,建筑一,天,天用热,水,水的热,水,水从基,础,础温度,升,升至设,定,定温需,要,要的热,量,量。最,大,大产热,水,水量要,大,大于总,需,需要热,水,水量，,且,且所产,热,热水的,温,温度范,围,围也要,满,满足用,户,户要求,。,。,5.2,系,系统,设,设计分,析,析,例：一,建,建筑现,需,需要热,水,水量为20吨,，,，产出20吨,热,热水需,要,要的热,量,量为2.508x106kJ。现,选,选择空,气,气源热,泵,泵如下,：,：,根据产,热,热水的,要,要求，,热,热泵选,型,型：长,菱,菱 CL-H-120K（10匹,）,）2台,额定制,热,热量：36kw/h,额定产,水,水量：780L/h,额定总,制,制热量,：,：Q=36x2x14=1008kwh=3.628x106kJ2.508x106kJ,额定总,产,产热水,量,量：V=780 x2x14=21840L20000L,其中按,每,每天热,泵,泵工作14h,验,验证。,此,此工作,时,时间须,在,在其允,许,许的工,作,作时间,范,范围内,。,。,5.2,系,系统,设,设计分,析,析,5.2.,6,系统水,泵,泵的选,型,型,水泵是,系,系统中,的,的主要,升,升压设,备,备。选,择,择水泵,应,应以节,能,能为原,则,则，使,水,水泵在,系,系统中,大,大部分,时,时间保,持,持高效,运,运行。,选,选用离,心,心式恒,速,速水泵,即,即可保,持,持高效,运,运行。,热,热水系,统,统中一,般,般采用,离,离心式,水,水泵，,它,它具有,结,结构简,单,单、体,积,积小、,效,效率高,、,、流量,和,和扬程,在,在一定,范,范围内,可,可以调,整,整等优,点,点。,太阳能,热,热水系,统,统中选,择,择水泵,时,时遵循,的,的原则,：,：,1,在太阳,能,能热水,系,系统中,，,，所选,水,水泵要,满,满足扬,程,程和流,量,量要求,的,的条件,，,，此外,应,应选择,功,功率较,小,小的泵,。,。,2,在强迫,循,循环系,统,统中，,水,水温50C时宜,选,选用耐,热,热泵。,3,泵与传,热,热工质,应,应有很,的,的相容,性,性。水,泵,泵的流,量,量、扬,程,程应根,据,据给水,系,系统所,需,需的流,量,量、压,力,力确定,。,。由流,量,量、扬,程,程查水,泵,泵性能,即,即可确,定