1、第六講：太陽(yáng)能熱水系統(tǒng),根據(jù)運(yùn)行方式不同，可分為自然循環(huán)方式、直流方式和強(qiáng)制循環(huán)方式。,太陽(yáng)能熱水系統(tǒng),水箱容量大于0.6噸的太陽(yáng)熱水器稱之為太陽(yáng)熱水系統(tǒng)。,自然循環(huán)式太陽(yáng)熱水系統(tǒng)示意圖,（一）自然循環(huán)式太陽(yáng)熱水系統(tǒng),自來(lái)水通過(guò)上水管進(jìn)入補(bǔ)給水箱，再經(jīng)由補(bǔ)給水箱進(jìn)入蓄水箱。集熱器內(nèi)的水被加熱后通過(guò)上循環(huán)管進(jìn)入蓄水箱的上部，蓄水箱下部密度較大的冷水自動(dòng)通過(guò)下循環(huán)管進(jìn)入集熱器的下部形成循環(huán)，上述循環(huán)是連續(xù)進(jìn)行的。一般情況下，經(jīng)過(guò)一天的日照，蓄水箱的水能全部被加熱，供給用戶使用。 系統(tǒng)中排氣管的作用：有時(shí)蓄水箱內(nèi)的溫度過(guò)高而產(chǎn)生蒸汽，排氣管及時(shí)將氣體排出，防止其抑制自然循環(huán)的進(jìn)行。,原理：熱虹吸作用

2、（密度差）,a) 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 0.30.5m； b) 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(jì)流水坡度，其坡度一般為 1/100，絕對(duì)禁止出現(xiàn)反坡； c) 集熱器的上循環(huán)管進(jìn)入蓄水箱的入口位置應(yīng)低于水箱水面 35cm，否則無(wú)法循環(huán)； d) 集熱器面積比較大時(shí)，集熱器應(yīng)考慮以并聯(lián)為主，盡量避免采用串聯(lián)； e) 為減少管道的流動(dòng)阻力，循環(huán)管路越短越好，拐彎處越少越好。,自然循環(huán)的技術(shù)要求：,強(qiáng)制循環(huán)式太陽(yáng)熱水系統(tǒng),它是利用溫差控制器來(lái)控制水泵的開(kāi)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(shí)，水泵

3、開(kāi)始運(yùn)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)的排氣管作用一樣。,(二）強(qiáng)制循環(huán)式太陽(yáng)熱水系統(tǒng),強(qiáng)迫循環(huán)系統(tǒng)的技術(shù)要求： 水箱安裝位置無(wú)須高于集熱器，可根據(jù)需要安放在任何地方；該系統(tǒng)的運(yùn)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)量的產(chǎn)品；這種循環(huán)系統(tǒng)需要消耗少量的電能。,溫差控制直接強(qiáng)迫循環(huán)太陽(yáng)熱水系統(tǒng),首先設(shè)定集熱器上部或下部與水箱的溫度差值。當(dāng)達(dá)到該溫度差值時(shí)，水泵啟動(dòng)，開(kāi)始循環(huán)，否則水泵關(guān)閉。通過(guò)一天的日照，水箱的水被加熱。安裝防凍閥的目的是當(dāng)循環(huán)管路內(nèi)水溫低于某一溫度時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)泄水。,(二）強(qiáng)制循環(huán)式太陽(yáng)熱水系統(tǒng),溫差控制間接強(qiáng)迫循環(huán)太陽(yáng)熱水系

4、統(tǒng),它和直接強(qiáng)迫循環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別，就是在水箱內(nèi)增加一個(gè)換熱器。集熱器內(nèi)可以充裝防凍介質(zhì)，可以解決防凍問(wèn)題。膨脹箱的作用是為了使防凍介質(zhì)在加熱或冷卻時(shí)有一個(gè)膨脹和收縮的空間，以免造成過(guò)壓或潛在真空而損壞系統(tǒng)。,(二）強(qiáng)制循環(huán)式太陽(yáng)熱水系統(tǒng),定時(shí)器控制直接強(qiáng)迫循環(huán)太陽(yáng)熱水系統(tǒng),該系統(tǒng)的特點(diǎn)是人為地設(shè)置時(shí)間來(lái)啟動(dòng)或關(guān)閉系統(tǒng)的循環(huán)。,(二）強(qiáng)制循環(huán)式太陽(yáng)熱水系統(tǒng),光電控制直接強(qiáng)迫循環(huán)太陽(yáng)熱水系統(tǒng),太陽(yáng)光電池板接受日照后產(chǎn)生直流電，系統(tǒng)由直流電驅(qū)動(dòng)水泵的運(yùn)行。當(dāng)日照好時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行；無(wú)日照或日照差時(shí)，系統(tǒng)不運(yùn)行。,(二）強(qiáng)制循環(huán)式太陽(yáng)熱水系統(tǒng),直流式太陽(yáng)熱水系統(tǒng),當(dāng)集熱器上部的電接點(diǎn)溫度計(jì)達(dá)到預(yù)定的溫度

5、（如 45）時(shí)，控制器就啟動(dòng)電磁閥，自來(lái) 水就將集熱器內(nèi)的熱水頂入水箱。當(dāng)集熱器上部的溫度低于預(yù)定的溫度時(shí)，電磁閥關(guān)閉。通過(guò)一天的間斷運(yùn)行，進(jìn)入水箱的水均為 45 左右的熱水。,直流循環(huán)系統(tǒng)的技術(shù)要求：水箱的位置可根據(jù)需要安放在任何地方；系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性主要取決于電接點(diǎn)溫度計(jì)、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)日照好的時(shí)候，因水箱容量不夠而造成熱水外溢。,（三）直流式太陽(yáng)熱水系統(tǒng),太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì),（一）太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的技術(shù)要求 （1）太陽(yáng)熱水系統(tǒng)應(yīng)具有防凍、防雷擊、抗風(fēng)、抗冰雹、抗震和防噪聲干擾等功能。 （2）太陽(yáng)熱水系統(tǒng)必須符合建筑構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)、安裝和施工規(guī)范的要求，

6、不得損害或破壞建筑屋面和維護(hù)結(jié)構(gòu)的功能、外形，并盡量與其相互融合。 （3）太陽(yáng)熱水系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到國(guó)標(biāo)所要求的熱性能指標(biāo)。供熱水溫度應(yīng)40，每平方米采光面積的每天得熱量應(yīng)大于 7.65MJ（當(dāng)日太陽(yáng)輻照量為 17MJ/m2 時(shí)），相當(dāng)于日效率大于 45。熱損系數(shù)應(yīng)低于5W/m2. 。,（二）太陽(yáng)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?yàn)槿掌骄鏊渴前茨昶骄?jì)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，一般按日平均出水量的120130.設(shè)計(jì)。,（三）蓄水箱容積的確定,（1）自然循環(huán)系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是：無(wú)須水泵和控制系統(tǒng)，運(yùn)行可靠，造價(jià)較低，但由于蓄水箱必須高于集熱

7、器，一般坡屋頂無(wú)法安裝，因此只能適用于平面屋頂?shù)慕ㄖ?。取用熱水時(shí)間應(yīng)在下午四五點(diǎn)鐘以后或晚間，不能隨時(shí)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)置電加熱帶。該系統(tǒng)的集熱器面積不宜過(guò)大，若集熱器面積較大，應(yīng)采用并聯(lián)安裝。,（四）太陽(yáng)熱水系統(tǒng)形式的選擇,（2）強(qiáng)迫循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)：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)還應(yīng)考慮防凍措施；集熱器的采光面積不受限制。,（3）直流循環(huán)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：隨時(shí)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)使用要采取防凍措施。,溫差控制強(qiáng)迫循環(huán)太陽(yáng)熱水系統(tǒng)方案圖,目前有平板型、全玻璃

8、真空管型和熱管真空管型 3種形式的太陽(yáng)集熱器可供選擇。市場(chǎng)上全玻璃真空集熱管的外徑有 47，58，70mm等3 種規(guī)格，熱管真空集熱管的外徑有 70，100mm等2 種，其長(zhǎng)度均有 1.2，1.5，1.8，2.0m 。設(shè)計(jì)施工單位應(yīng)向用戶介紹各種產(chǎn)品的特點(diǎn)，并根據(jù)用戶的需要、地理位置和報(bào)價(jià)等條件選擇和確定集熱器。,（五）集熱器的選擇,為了提高太陽(yáng)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。保溫層的密封好壞及“熱橋”對(duì)保溫效果影響較大，因此，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“熱橋”，這個(gè)問(wèn)題對(duì)于在冬季運(yùn)行的系統(tǒng)尤為重要。,（六）太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的保溫,（七）太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的施工與安裝,（3）集熱器安裝連接方式,a. 自然循環(huán)系統(tǒng)的集熱器應(yīng)盡可能采用并聯(lián)方 式； b. 強(qiáng)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； c. 采用并聯(lián)方式連接時(shí)，各組集熱器數(shù)量應(yīng)相同，可是各組的流量要均衡； d. 集熱器的進(jìn)口和出口必須是呈對(duì)角線位置安排； e. 集熱器安裝時(shí)要考慮防風(fēng)處理。,在進(jìn)行