第六講 太陽熱水系統(tǒng)ppt課件

1、太陽能熱水系統(tǒng)水箱容量大于水箱容量大于0.6噸的太陽熱水器稱之為噸的太陽熱水器稱之為太陽熱水系統(tǒng)。太陽熱水系統(tǒng)。定義定義根據(jù)運行方式不同，可分為自然循環(huán)方式、根據(jù)運行方式不同，可分為自然循環(huán)方式、直流方式和強制循環(huán)方式。直流方式和強制循環(huán)方式。直流循環(huán)系統(tǒng)強迫循環(huán)系統(tǒng)自然循環(huán)系統(tǒng)太陽能熱水系統(tǒng)太陽能熱水系統(tǒng)分類分類自然循環(huán)式太陽熱水系統(tǒng)示意圖自然循環(huán)式太陽熱水系統(tǒng)示意圖（一自然循環(huán)式太陽熱水系統(tǒng)（一自然循環(huán)式太陽熱水系統(tǒng)自來水通過上水管進入補給自來水通過上水管進入補給水箱，再經(jīng)由補給水箱進入水箱，再經(jīng)由補給水箱進入蓄水箱。集熱器內(nèi)的水被加蓄水箱。集熱器內(nèi)的水被加熱后通過上循環(huán)管進入蓄水熱后通過

2、上循環(huán)管進入蓄水箱的上部，蓄水箱下部密度箱的上部，蓄水箱下部密度較大的冷水自動通過下循環(huán)較大的冷水自動通過下循環(huán)管進入集熱器的下部形成循管進入集熱器的下部形成循環(huán)，上述循環(huán)是連續(xù)進行的。環(huán)，上述循環(huán)是連續(xù)進行的。一般情況下，經(jīng)過一天的日一般情況下，經(jīng)過一天的日照，蓄水箱的水能全部被加照，蓄水箱的水能全部被加熱，供給用戶使用。熱，供給用戶使用。 原理：熱虹吸作用密度差）原理：熱虹吸作用密度差）系統(tǒng)中排氣管的作用：有時蓄水系統(tǒng)中排氣管的作用：有時蓄水箱內(nèi)溫度過高而產(chǎn)生蒸汽，排氣箱內(nèi)溫度過高而產(chǎn)生蒸汽，排氣管及時將氣體排出，防止其抑制管及時將氣體排出，防止其抑制自然循環(huán)的進行。自然循環(huán)的進行。為確保

3、一定的熱虹吸壓頭和防止夜間反循環(huán)，蓄熱為確保一定的熱虹吸壓頭和防止夜間反循環(huán)，蓄熱水箱底部必須高于集熱器頂部，其高差一般為水箱底部必須高于集熱器頂部，其高差一般為 0.30.30.5m0.5m；連接集熱器和蓄水箱的循環(huán)管路，應(yīng)按熱水上升冷連接集熱器和蓄水箱的循環(huán)管路，應(yīng)按熱水上升冷水下降的方向設(shè)計流水坡度，其坡度一般為水下降的方向設(shè)計流水坡度，其坡度一般為 1/1001/100，絕對禁止出現(xiàn)反坡；絕對禁止出現(xiàn)反坡；自然循環(huán)的技術(shù)要求：自然循環(huán)的技術(shù)要求：集熱器的上循環(huán)管進入蓄水箱的入口位置應(yīng)低于水箱集熱器的上循環(huán)管進入蓄水箱的入口位置應(yīng)低于水箱水面水面 3 35cm5cm，否則無法循環(huán)；，否則

4、無法循環(huán)；集熱器面積比較大時，集熱器應(yīng)考慮以并聯(lián)為主，盡集熱器面積比較大時，集熱器應(yīng)考慮以并聯(lián)為主，盡量避免采用串聯(lián)；量避免采用串聯(lián)；為減少管道的流動阻力，循環(huán)管路越短越好，拐彎處為減少管道的流動阻力，循環(huán)管路越短越好，拐彎處越少越好。越少越好。自然循環(huán)的技術(shù)要求：自然循環(huán)的技術(shù)要求：它是利用溫差控制器來控制水泵的開關(guān)，當(dāng)集熱器頂部的溫度和它是利用溫差控制器來控制水泵的開關(guān)，當(dāng)集熱器頂部的溫度和水箱下部水溫之差達(dá)到預(yù)定數(shù)值時，水泵開始運行，否則水泵關(guān)水箱下部水溫之差達(dá)到預(yù)定數(shù)值時，水泵開始運行，否則水泵關(guān)閉。逆止閥的作用是防止水倒流。排氣管的作用和自然循環(huán)系統(tǒng)閉。逆止閥的作用是防止水倒流。排氣

5、管的作用和自然循環(huán)系統(tǒng)的排氣管作用一樣。的排氣管作用一樣。( (二強制循環(huán)式太陽熱水系統(tǒng)二強制循環(huán)式太陽熱水系統(tǒng) 強迫循環(huán)系統(tǒng)的技術(shù)要求：強迫循環(huán)系統(tǒng)的技術(shù)要求：水箱安裝位置無須高于集熱器，可水箱安裝位置無須高于集熱器，可根據(jù)需要安放在任何地方；該系統(tǒng)根據(jù)需要安放在任何地方；該系統(tǒng)的運行可靠性主要取決于控制器和的運行可靠性主要取決于控制器和水泵的可靠性，因此應(yīng)選擇高質(zhì)量水泵的可靠性，因此應(yīng)選擇高質(zhì)量的產(chǎn)品；這種循環(huán)系統(tǒng)需要消耗少的產(chǎn)品；這種循環(huán)系統(tǒng)需要消耗少量的電能。量的電能。溫差控制直接強迫循環(huán)太陽熱水系統(tǒng)溫差控制直接強迫循環(huán)太陽熱水系統(tǒng)首先設(shè)定集熱首先設(shè)定集熱器上部或下部器上部或下部與水箱

6、的溫度與水箱的溫度差值。當(dāng)達(dá)到差值。當(dāng)達(dá)到該溫度差值時，該溫度差值時，水泵啟動，開水泵啟動，開始循環(huán)，否則始循環(huán)，否則水泵關(guān)閉。通水泵關(guān)閉。通過一天的日照，過一天的日照，水箱的水被加水箱的水被加熱。安裝防凍熱。安裝防凍閥的目的是當(dāng)閥的目的是當(dāng)循環(huán)管路內(nèi)水循環(huán)管路內(nèi)水溫低于某一溫溫低于某一溫度時系統(tǒng)自動度時系統(tǒng)自動泄水。泄水。( (二強制循環(huán)式太陽熱水系統(tǒng)二強制循環(huán)式太陽熱水系統(tǒng) 溫差控制間接強迫循環(huán)太陽熱水系統(tǒng)溫差控制間接強迫循環(huán)太陽熱水系統(tǒng)它和直接強迫循環(huán)它和直接強迫循環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別，就是系統(tǒng)的區(qū)別，就是在水箱內(nèi)增加一個在水箱內(nèi)增加一個換熱器。集熱器內(nèi)換熱器。集熱器內(nèi)可以充裝防凍介質(zhì)，可以充裝

7、防凍介質(zhì)，解決防凍問題。膨解決防凍問題。膨脹箱的作用是為了脹箱的作用是為了使防凍介質(zhì)在加熱使防凍介質(zhì)在加熱或冷卻時有一個膨或冷卻時有一個膨脹和收縮的空間，脹和收縮的空間，以免造成過壓或潛以免造成過壓或潛在真空而損壞系統(tǒng)。在真空而損壞系統(tǒng)。( (二強制循環(huán)式太陽熱水系統(tǒng)二強制循環(huán)式太陽熱水系統(tǒng)定時器控制直接強迫循環(huán)太陽熱水系統(tǒng)定時器控制直接強迫循環(huán)太陽熱水系統(tǒng)該系統(tǒng)的特點該系統(tǒng)的特點是人為地設(shè)置是人為地設(shè)置時間來啟動或時間來啟動或關(guān)閉系統(tǒng)的循關(guān)閉系統(tǒng)的循環(huán)。環(huán)。( (二強制循環(huán)式太陽熱水系統(tǒng)二強制循環(huán)式太陽熱水系統(tǒng)光電控制直接強迫循環(huán)太陽熱水系統(tǒng)光電控制直接強迫循環(huán)太陽熱水系統(tǒng)太陽光電池板接太陽

8、光電池板接受日照后產(chǎn)生直受日照后產(chǎn)生直流電，系統(tǒng)由直流電，系統(tǒng)由直流電驅(qū)動水泵的流電驅(qū)動水泵的運行。當(dāng)日照好運行。當(dāng)日照好時，系統(tǒng)啟動運時，系統(tǒng)啟動運行；無日照或日行；無日照或日照差時，系統(tǒng)不照差時，系統(tǒng)不運行。運行。( (二強制循環(huán)式太陽熱水系統(tǒng)二強制循環(huán)式太陽熱水系統(tǒng)當(dāng)集熱器上部的當(dāng)集熱器上部的電接點溫度計達(dá)電接點溫度計達(dá)到預(yù)定的溫度到預(yù)定的溫度如如 45）時，）時，控制器就啟動電控制器就啟動電磁閥，自來水就磁閥，自來水就將集熱器內(nèi)的熱將集熱器內(nèi)的熱水頂入水箱。當(dāng)水頂入水箱。當(dāng)集熱器上部的溫集熱器上部的溫度低于預(yù)定的溫度低于預(yù)定的溫度時，電磁閥關(guān)度時，電磁閥關(guān)閉。通過一天的閉。通過一天的間

9、斷運行，進入間斷運行，進入水箱的水均為水箱的水均為 45 左右的熱左右的熱水。水。技術(shù)要求：水箱位置可根據(jù)需要安放在任技術(shù)要求：水箱位置可根據(jù)需要安放在任何地方；系統(tǒng)運行的可靠性主要取決于電何地方；系統(tǒng)運行的可靠性主要取決于電接點溫度計、控制器及電磁閥的可靠性；接點溫度計、控制器及電磁閥的可靠性；水箱應(yīng)有足夠的富裕量，否則當(dāng)日照好的水箱應(yīng)有足夠的富裕量，否則當(dāng)日照好的時候，因水箱容量不夠而造成熱水外溢。時候，因水箱容量不夠而造成熱水外溢。（三直流式太陽熱水系統(tǒng)（三直流式太陽熱水系統(tǒng)太陽熱水系統(tǒng)的設(shè)計太陽熱水系統(tǒng)的設(shè)計太陽熱水系統(tǒng)應(yīng)具有防凍、防雷擊、抗風(fēng)、抗冰雹、太陽熱水系統(tǒng)應(yīng)具有防凍、防雷擊、

10、抗風(fēng)、抗冰雹、抗震和防噪聲干擾等功能。抗震和防噪聲干擾等功能。太陽熱水系統(tǒng)必須符合建筑構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計、安裝太陽熱水系統(tǒng)必須符合建筑構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計、安裝和施工規(guī)范的要求，不得損害或破壞建筑屋面和維護和施工規(guī)范的要求，不得損害或破壞建筑屋面和維護結(jié)構(gòu)的功能、外形，并盡量與其相互融合。結(jié)構(gòu)的功能、外形，并盡量與其相互融合。太陽熱水系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到國標(biāo)所要求的熱性能指標(biāo)。供太陽熱水系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到國標(biāo)所要求的熱性能指標(biāo)。供熱水溫度應(yīng)熱水溫度應(yīng)4040，每平方米采光面積的每天得熱量，每平方米采光面積的每天得熱量應(yīng)大于應(yīng)大于 7.65MJ7.65MJ當(dāng)日太陽輻照量為當(dāng)日太陽輻照量為 17MJ/m2 17MJ/m2 時

11、），時），相當(dāng)于日效率大于相當(dāng)于日效率大于 4545。熱損系數(shù)應(yīng)低于。熱損系數(shù)應(yīng)低于5W/m2.5W/m2.。（一太陽熱水系統(tǒng)的技術(shù)要求（一太陽熱水系統(tǒng)的技術(shù)要求（二太陽熱水系統(tǒng)集熱面積的確定（二太陽熱水系統(tǒng)集熱面積的確定蓄水箱的容積應(yīng)稍大于日平均出水量。因為日平均出蓄水箱的容積應(yīng)稍大于日平均出水量。因為日平均出水量是按年平均計算的，考慮到夏季產(chǎn)熱水量要多，水量是按年平均計算的，考慮到夏季產(chǎn)熱水量要多，故需要蓄水箱的容積有足夠的余量，一般按日平均出故需要蓄水箱的容積有足夠的余量，一般按日平均出水量的水量的120130設(shè)計。設(shè)計。（三蓄水箱容積的確定（三蓄水箱容積的確定自然循環(huán)系統(tǒng)的最大特點：自

12、然循環(huán)系統(tǒng)的最大特點：無須水泵和控制系統(tǒng)，運行可靠，造價較低，但由于無須水泵和控制系統(tǒng)，運行可靠，造價較低，但由于蓄水箱必須高于集熱器，一般坡屋頂無法安裝，因此蓄水箱必須高于集熱器，一般坡屋頂無法安裝，因此只能適用于平面屋頂?shù)慕ㄖ?。取用熱水時間應(yīng)在下午只能適用于平面屋頂?shù)慕ㄖＨ∮脽崴畷r間應(yīng)在下午四五點鐘以后或晚間，不能隨時供熱水。若在北方冬四五點鐘以后或晚間，不能隨時供熱水。若在北方冬季使用，應(yīng)考慮增加輔助熱源，系統(tǒng)管路應(yīng)設(shè)置電加季使用，應(yīng)考慮增加輔助熱源，系統(tǒng)管路應(yīng)設(shè)置電加熱帶。該系統(tǒng)的集熱器面積不宜過大，若集熱器面積熱帶。該系統(tǒng)的集熱器面積不宜過大，若集熱器面積較大，應(yīng)采用并聯(lián)安裝。較大

13、，應(yīng)采用并聯(lián)安裝。（四太陽熱水系統(tǒng)形式的選擇（四太陽熱水系統(tǒng)形式的選擇強迫循環(huán)系統(tǒng)的特點：強迫循環(huán)系統(tǒng)的特點：集熱器和水箱可以分離；適合于在各種建筑上安裝；集熱器和水箱可以分離；適合于在各種建筑上安裝；可在北方冬季使用，但須增加輔助熱源，管道系統(tǒng)還可在北方冬季使用，但須增加輔助熱源，管道系統(tǒng)還應(yīng)考慮防凍措施；集熱器的采光面積不受限制。應(yīng)考慮防凍措施；集熱器的采光面積不受限制。（四太陽熱水系統(tǒng)形式的選擇（四太陽熱水系統(tǒng)形式的選擇直流循環(huán)系統(tǒng)的主要特點：直流循環(huán)系統(tǒng)的主要特點：隨時都能有熱水供應(yīng)，特別適合白天使用熱水的用戶。隨時都能有熱水供應(yīng)，特別適合白天使用熱水的用戶。冬季在北方地區(qū)使用要采取防

14、凍措施。冬季在北方地區(qū)使用要采取防凍措施。（四太陽熱水系統(tǒng)形式的選擇（四太陽熱水系統(tǒng)形式的選擇溫差控制強迫循環(huán)太陽熱水系統(tǒng)方案圖溫差控制強迫循環(huán)太陽熱水系統(tǒng)方案圖目前有平板型、全玻璃真空管型和熱管真空管目前有平板型、全玻璃真空管型和熱管真空管型型 3種形式的太陽集熱器可供選擇。種形式的太陽集熱器可供選擇。市場上全玻璃真空集熱管的外徑有市場上全玻璃真空集熱管的外徑有 47，58，70mm等等3 種規(guī)格，熱管真空集熱管的外徑有種規(guī)格，熱管真空集熱管的外徑有70，100mm等等2 種，其長度均有種，其長度均有 1.2，1.5，1.8，2.0m 。設(shè)計施工單位應(yīng)向用戶介紹各種產(chǎn)品的特點，設(shè)計施工單位應(yīng)

15、向用戶介紹各種產(chǎn)品的特點，并根據(jù)用戶的需要、地理位置和報價等條件選并根據(jù)用戶的需要、地理位置和報價等條件選擇和確定集熱器。擇和確定集熱器。（五集熱器的選擇（五集熱器的選擇為了提高太陽熱水系統(tǒng)的熱效率，水箱和管路為了提高太陽熱水系統(tǒng)的熱效率，水箱和管路應(yīng)選擇性能良好的保溫材料，保溫層要保持一應(yīng)選擇性能良好的保溫材料，保溫層要保持一定的厚度。常用的保溫材料有聚氨酯、聚苯乙定的厚度。常用的保溫材料有聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯、巖棉等。烯、聚乙烯、巖棉等。保溫層的密封好壞及保溫層的密封好壞及“熱橋?qū)Ρ匦Ч绊憻針驅(qū)Ρ匦Ч绊戄^大，因而，保溫層不要有空隙和漏洞，不要較大，因而，保溫層不要有空隙和漏洞，不要出現(xiàn)水箱、管路與導(dǎo)熱體直接接觸或暴露的出現(xiàn)水箱、管路與導(dǎo)熱體直接接觸或暴露的“熱橋熱橋”，這個問題對于在冬季運行的系統(tǒng)尤，這個問題對于在冬季運行的系統(tǒng)尤為重要。為重要。（六太陽熱水系統(tǒng)的保溫（六太陽熱水系統(tǒng)的保溫（七太陽熱水系統(tǒng)的施工與安裝（七太陽熱水系統(tǒng)的施工與安裝（3 3集熱器安裝連接方式集熱器安裝連接方式自然循環(huán)系統(tǒng)的集熱器應(yīng)盡可能采用并聯(lián)方式；自然循環(huán)系統(tǒng)的集熱器應(yīng)盡可能采用并聯(lián)方式；強制循環(huán)系統(tǒng)的集熱器可采用并聯(lián)、串聯(lián)和混聯(lián)方強制循環(huán)系統(tǒng)的集熱器可采用并聯(lián)、串聯(lián)和混聯(lián)方式；式；采用并聯(lián)方式連接時，各組集熱器數(shù)量應(yīng)相同，可采用并聯(lián)方式連接時，各組集熱器數(shù)量應(yīng)相同，可是各