家用太阳能热水器串并联系统图

工作原理

●自然循环 将单台家用太阳能热水器连接到一起,家用太阳能热水器利用的是自然循环的运行方式。

●自来水上水 系统上水形式和家用太阳能热水器相同采用自来水顶水的方式,把冷水上满储水箱,之后通过集热器加热。

系统的特点

●采用成品化组件,安装方便 ●系统需要外部动力 ●储热水箱表面积大,热量损失大 ●单台水箱内热量相对锁定, 温度平衡性能差

防冻措施

系统根据选择太阳能热水器的不同,可以实现排空防冻,也可以实现加电伴热带的方式防冻。

系统适用范围:

小规模使用,串联组数不易超过4组。

最佳热水器的选择:

热管真空管太阳能热水器、平板型太阳能热水器、全玻璃真空管太阳能热水器

辅助热源

主要辅助热源

锅炉(燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉) 市政热源(蒸汽、热水) 热泵(地源热泵、空气源热泵)

结合方式

●作为常规能源设备的补水端接入: 即:将常规能源设备的补水口接在太阳能系统的供热水口上,太阳能加热的热水达到使用温度时,就直接通 过原有供水管路供给用户,如果太阳能系统使用的温度不能满足使用要求时,太阳能供出的水通过原有加热 设备再加热,之后送至用水点。

●作为常规能源设备的并行热源系统: 即:太阳能热水系统和原有热源系统分别独立一体,且共同运作,如:太阳能产生的热水供洗浴使用,原有 热源设备供空调采暖使用。太阳能提供的热水满足洗浴使用要求时,两套系统独立运行,当太阳能系统产生 的热水不能满足洗浴使用要求时,原有热源设备产生的热水送至用水点,以满足洗浴的要求。

●将常规能源设备嵌入太阳能系统中: 即:常规能源设备通过板换或盘管等换热器接入太阳能储热水箱中,太阳能加热的水温满足使用要求时,不 启动辅助热源,如果太阳能产生的水温不能满足使用要求则启动辅助热源,对水箱中的水进行补热,达到使 用要求后停止补热。

太阳能系统设计

1)太阳能系统运行方式选择

太阳能系统运行方式的选择应根据项目本身的投资、安装条件、使用要求、气象条件等因素综合考虑进行选择,并 根据项目的具体要求对系统进行改进。

2)热量计算 太阳能系统不同于常规系统的重要特征之一就是太阳能的不稳定性。太阳能系统所能提供的功率可能随环境温度、 太阳辐照强度、环境风速等因素变换而变化。所以,太阳能系统供热能力以一整天所吸收的总辐照量表示。与此相 对应,系统所需热量最好不以功率形式出现,而是转化为一天的总体耗热量。根据对系统设计精度的要求,系统耗 热量可按月均每日热量计算,也可按年均每日热量计算。

3)集热器类型选择 目前市场的集热器类型主要有平板型太阳能集热器、全玻璃真空管太阳能集热器、热管真空管太阳能集热器、直流 式真空管太阳能集热器等各种类型。由于太阳能系统的运行方式、安装条件、当地气候条件、使用方式、水温要 求、承压与否等因素的不同,各种集热器表现出来的集热能力、可靠性、经济性也各不相同。因此,每个系统应该 根据自身的特点选择一款合适的太阳能集热器产品。

4)太阳能集热器面积计算

●太阳能集热器面积的计算主要由系统热负荷、当地太阳能辐照量、太阳能集热器集热能力、太阳能保证率以及管路、水 箱热损失率有关 ●太阳能辐照量的确定有三种办法:按全年日平均辐照量计算、按月日平均辐照量计算或按国家检 测标准17MJ/m2.d计算 ●太阳能保证率:是指在设计当中预期希望太阳能替代常规能源的比例,它的确定要根据系 统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定,一般在30~80%之间。

5)太阳能集热器安装 太阳能集热器朝向:正南方向为最佳,角度的偏差应根据情况进行补偿; 太阳能集热器倾角:全年考虑倾角应近似等于当地纬度、希望冬季获得最佳太阳辐射能量,倾角应加大10°,而在夏 天,则应比当地纬度小10°; 太阳能集热器间距:为了使集热器阵列获取最大的太阳辐射能量,集热器阵列前后排之间应尽量减少遮挡,其间距应按如下原则选择: D=H X cotα式中

D——集热器与遮光物或集热器前后排的最小间距,m;

H——遮光物最高点与集热器最低点的垂直距离,m;

α——太阳高度角,度 对季节性使用的系统,宜取当地春秋分正午12时的太阳高度角;

对全年使用的系统,宜取当地冬至正午12时的太阳高度角。 集热器连接:集热器可通过并联、串联和串并联等方式连接成集热器组,集热器之间的连接应使每个集热器的传热 介质流入路径与回流路径的长度相同。 集热器阵列流量:集热器阵列的总流量应根据集热器面积的大小,按照0.01~0.02L/s.m2的原则计算,并以此进行管路等材料设备的选型。


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