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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流太阳能热水系统.精品文档.太阳能热水系统太阳能热水系统是利用太阳能集热器，收集太阳辐射能把水加热的一种装置，是目前太阳热能应用发展中最具经济价值、技术最成熟且已商业化的一项应用产品。一、太阳能热水系统组成：太阳能集热器系统中的集热元件，其功能相当于电热水器中的电加热管。太阳能集热器利用太阳的辐射热量，加热时间只能在有太阳照射的白昼，所以有时需要辅助加热，如锅炉，蒸汽，电加热等。保温水箱和电热水器的保温水箱一样，是储存热水的容器。因为太阳能热水器只能白天工作，而人们一般在晚上才使用热水，所以必须通过保温水箱把集热器在白天产出的热水储存起来。容积
2、是每天晚上用热水量的总和。采用搪瓷内胆，或食品级不锈钢内胆。连接管道将热水从集热器输送到保温水箱、将冷水从保温水箱输送到集热器的通道，使整套系统形成一个闭合的环路。设计合理、连接正确的循环管道对太阳能系统是否能达到最佳工作状态至关重要。热水管道必须做保温处理。管道必须有很高的质量，保证有足够的使用寿命。控制中心太阳能热水系统与普通太阳能热水器的区别就是控制中心。作为一个系统，控制中心负责整个系统的监控、运行、调节等功能，现在的技术已经可以通过互联网远程控制系统的正常运行。太阳能热水系统控制中心主要由电脑软件及温度传感器、循环泵，电磁阀等组成。二、按太阳能集热器的类型分类 平板太阳能热水系统-采
3、用平板集热器的太阳能热水系统；真空管太阳能热水系统-采用真空管集热器的太阳能热水系统；U型管太阳能热水系统-采用U型管集热器的太阳能热水系统；热管太阳能热水系统-采用热管集热器的太阳能热水系统；平板平板集热器一般采用全铜材料或铜铝复合材料，吸热涂层采用蓝钛镀膜或者黑铬镀膜技术，采用双循环、不易结垢，可排污，不会爆管，不怕冰雹，外盖采用钢化玻璃保护层，可承压，属于金属管之间焊接，使用寿命通常能达到20年以上。目前成熟通用的平板集热器产品是管板式太阳集热器，产品性价比好，经济实用，产品承压能力强，系统可承压运行。西方市场占有率占90%以上。图一：平板集热器外形图图二：管板式集热器内部集热翅片管板式
4、太阳集热器特点：集热器采用管板式承压设计，适用于强制循环太阳集热系统。全铜管板超声波焊接，集热条带采用TiNOX涂层，吸收率高，发射率低，集热效果好。透明盖板采用超白布纹钢化玻璃，抗冲击能力强，透明度高。集热器的外壳采用铝型材6063/T5。集热器的保温采用35mm玻纤棉，内表面带反射层，保温效果好。集热器内介质可以是水或防冻液。集热器可配置型钢支架，强度好，寿命长。集热器无惧空晒。集热器模块化设计，可任意组合成各种大小集热面积的集热阵列。表一：四季沐歌工程用平板集热器参数外形尺寸20001000100 mm平板式太阳集热器集热器件管板式太阳集热板芯规格数量20001000集热面积2.0 m承
5、压能力0.6MPa外壳材料铝型材6063/T5保温材料玻纤棉35mm密封材料硬化橡胶PEDM盖板材料超白布纹钢化玻璃自 重40kg集热功率当集热面上太阳日辐照量17.0MJ/m时，集热器热量输出：14.0MJ /组热水温升当集热面上太阳日辐照量17.0MJ/m时，T35表二：四季沐歌阳台式平板集热器参数表平板系列容量120L100L集热器集热器类型FPC1221FPC1188集热器规格（东西高厚度mm）246090080235080080集热器面积（）2.21.9集热器净重（kg）3532集热器介质流道额定工作压力（Mpa）0.60.6集热器外壳材质铝型材6063/T5铝型材6063/T5集热
6、器板芯材质铜铝复合铜铝复合集热器支架材料悬挂架：角钢喷塑悬挂架：角钢喷塑集热器支架颜色灰色垂纹灰色垂纹集热器支架角度70-9070-90集热器插口尺寸G1/2G1/2水箱水箱外径及高度（mm）46013084601154水箱重量（kg）5854保温层厚度（mm）4545内胆额定工作压力（Mpa）0.60.6外壳材料烤漆彩钢板烤漆彩钢板外壳壁厚（mm）0.50.5电加热额定功率（W）15001500控制仪功能水温、北京时间、加热指示显示；定时加热、定温加热、手动加热等功能附件防冻液重量（kg）1010安全阀额定压力（Mpa）0.40.4循环管道材质TP2紫铜TP2紫铜循环管道外径规格1515表三
7、：海尔工程用平板集热器参数表四：海尔阳台式平板集热器型号PJF2-80（R）PJF2-100（R）PJF2-100（R）集热器类型全铜管板式全铜管板式全铜管板式规格尺寸2542*780*842956*780*843371*780*84边框材料铝型材黑色铝型材黑色铝型材黑色背板材料0.35mm压花铝板0.35mm压花铝板0.35mm压花铝板保温材料40mm玻璃棉40mm玻璃棉40mm玻璃棉集管规格紫铜180.6紫铜180.6紫铜180.6排管规格紫铜100.6紫铜100.6紫铜100.6吸热条带紫铜0.12122紫铜0.12122紫铜0.12122玻璃盖板（厚度/透光率）4mm/91%4mm/9
8、1%4mm/91%平板集热器适用范围：工程用集中集热，商用热水，高层住户集中分户，阳台式太阳能热水，别墅用水等。平板式太阳能应用范围是这几种里面最广的。全玻璃真空管真空管是目前国内应用最广泛的太阳能集热器，直接加热水，升温快，工艺简单，造价低廉，但正是因为升温快易导致管内水分蒸发，尤其是联集管为横向真空管，易造成部分空晒，温差增大，当温差达到玻璃耐受温差极限时，内管就会破裂，造成系统漏水。其中往往是因为管的应力集中，或者有微裂痕导致的。同时也会造成管内钙镁离子浓度增加，结垢现象尤为严重，管内易积聚沉淀，不能排出致使集热效率下降。冬季温度低于零下时也容易使管内的水结冰，导致真空管破裂，目前常用防
9、冻方法为开启防冻循环，或增加电伴热。图四：真空管外观图五：真空管结构图六：真空管一体机目前常用真空管型号为外径58mm，长1800mm的真空管和471800mm的真空管。一体机（指家用水箱与真空管一体的太阳能）水量主要靠管的数量来决定，从1430根不等。但一般情况下厂家固定生产80L，100L，120L，150L的一体机，根据天气条件或者用水量对应相应的管数。真空管常用范围为：单体用户的一体机，大型工程的联集管。U型管（玻璃金属管）U型管综合了平板式集热器耐压性能好和真空管集热器散热损失小的优点，采用带圆筒状铜冀片的U型铜管作集热元件与普通玻璃真空管组合，而无需金属与玻璃的封接，圆筒冀片与真空
10、管内管壁弹性涨紧，U型铜管的两端分别与联集箱中的两根进出水母管相连，水在金属管内流动，内管把吸收的太阳辐射能传导给铜冀，再通过U型铜管把水加热。在高寒地区传热工质可用防冻液，然后再经热交换器加热水，构成双循环热水系统，满足不同的需要。热管管内不走水，降低了炸管几率。但U型管造价稍低于平板集热器，而安全性能不如平板，故应用范围较小。图七：四季沐歌U型管阳台式集热器图八：U型管结构图图九：U型管内部结构规格：471800或581800每支管。应用范围：主要应用于阳台机。热管热管管内不走水，降低了炸管几率，但从联集箱内走水，热管头部易结垢，导致集热效率降低。热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(Lo
11、s Alamos)国家实验室的乔治格罗佛(George Grover)发明的一种称为“热管”的传热元件,它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。管的一端为蒸发段(加热段)，另一端为冷凝段(冷却段)，根据应用需要在两段中间可布置绝热段。当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环不己，热量由热管的一端传至另端。图十：热管结构图图十一：热管集热器应用范围：目前太阳能领域应用较少，主要应用在散热领域。表五：几种太阳能
12、集热器的对比集热器类型真空管式集热器U型管集热器热管型集热器高性能平板式集热器集热效率集热效率高，可产生高温热水集热效率较高，冬季耐寒能力高集热效率较高，冬季耐寒能力高春秋夏效率高，全年综合效率优安 全 性插管密封处易漏水，集热器不承压，易爆管、安全性差集热器可以承压运行，安全性中，仍存在爆管的可能集热器可以承压运行，安全性中，仍存在爆管的可能集热器可以承压，系统免维护，安全性好寿 命集热系统维护费用高，真空管寿命10年真空管寿命10年，U型铜管与铝翼之间存在电位腐蚀铜铝复合，铜管与铝翼之间存在电位腐蚀，寿命10年以上全紫铜板焊接，寿命25年以上换热原理直接加热生活用水采用防冻液作为媒介间接加
13、热生活用水采采用防冻液作为媒介间接加热生活用水采用防冻液作为媒介间接加热生活用水美 观 度不美观不美观不美观美观单位轮廓面积造价系数1.02.53.02.02.51.61.8三、按照系统类型分类（几种常用的太阳能安装形式）一体机图十二：一体机原理图（一）说明：1、热水器上水、热水供水共用一根水管。2、此图适用于非承压一体机，且热水器到用水点高度5m，落差不够时可加泵供水。3、控制器功能：自动上水、水满自停，自动、定时电加热；手动上水，手动电加热。4、热水管路上的电磁阀要选择零压力开启。图十三：一体机原理图（二）说明：1、热水器上水、热水供水共用一根水管。2、此图适用于非承压一体机，且热水器到用
14、水点高度5m，落差不够时可加泵供水。3、手动上水，当溢流管有水流出时关闭上水阀门。4、手动电加热。阳台机图十四：阳台分体太阳能（平板）说明： 1、热水器依靠自来水管网压力上水，保持承压运行，冷水将热水顶出。2、辅助电加热控制：自动运行时，当水温低于设定温度时，电辅助加热装置自动启动，将水温加热至设定水温后，自动关闭停止加热。手动运行时，手动启动电辅助加热装置，水温达到设定水温后，电辅助加热自动关闭停止加热。3、集热系统利用热虹吸原理，加热工质自然循环，工质通过水箱内置的换热装置加热储水箱里的水实现太阳能的热量转换功能。屋面分体机图十五：屋面分体太阳能（平板）说明：1、热水器依靠自来水管网压力上
15、水，保持承压运行，冷水将热水顶出。2、系统采用二次换热，平板集热器吸收太阳能通过工质将热量传递给水箱内的水来实现能量转换。3、工质的循环通过循环泵驱动，当集热器内的工质温度与水箱水温之温差达到设定数值时，循环泵启动驱动介质循环。4、辅助电热控制：自动运行时，当水温低于设定温度时，电辅助加热装置自动启动，将水温加热至设定水温后，自动停止加热。手动运行时，手动启动电辅助加热装置，水温达到设定水温后，电辅助加热自动关闭停止加热。集中集热分户水箱图十六：集中集热分户水箱（可加入IC卡等控制）特点：1、适用于高层建筑，集热器全部安装在楼顶，储水箱每户一台，太阳能集热系统整体运行。2、水箱分户安装，提供生
16、活用热水、辅助加热用电均从用户室内获取，费用用户自理，便于用户控制。运行原理：1、集热循环 系统集热循环设定为温差加定温循环，当集热器出口温度大于设定温度，且温差达到开启设定值时,集热循环泵开始循环；当集热器出口温度小于设定值或温差小于停止设定值时,集热循环泵停止。2、温度显示、电辅助控制： 每户储水箱有一台控制器，能显示水箱温度、控制电加热启动时间，电加热启动时间用户可自己根据实际情况设定，当到达设定时间储水箱温度达不到设定温度时电加热自动启动，到达设定温度电加热自动停止。集中定时供水系统图十七：平板集中定时供水系统运行原理:1、此系统为二次换热太阳能热水系统，太阳能集热系统承压运行，集热系
17、统内采用防冻工质，可以避免夏季结垢和冬季冻堵。2、此系统采用单水箱设置，水箱非承压运行，一般用于定时供热水的场合。3、自动上水、集热自动温差循环、自动加热、用水管道循环，手动上水、手动加热、手动管道循环、手动集热循环等。4、用水管道是否使用增压泵、管道循环泵要根据现场储水箱位置确定；5、辅助加热方式根据用户要求和现场实际情况确定；一般辅助热源有电、燃气、燃油等。电加热可以在储水箱内加电加热器，或外连电锅炉，一般功率较大时用电锅炉。集中全天供水系统图十八：集中24小时供水系统运行原理:1、此系统为二次换热太阳能热水系统，太阳能集热系统承压运行，集热系统内采用防冻工质，可以避免夏季结垢和冬季冻堵。2、此系统采用双水箱设置，水箱非承压运行，一般用于24h全天供热水的场合。3、自动上水、集热自动温差循环、自动加热、用水管道循环，手动上水、手动加热、手动管道循环、手动集热循环等。4、用水管道是否使用增压泵、管道循环泵要根据现场储水箱与用水点的相对位置确定；5、辅助加热方式根据用户要求和现场实际情况确定；一般辅助热源有电、燃气、燃油等。电加热可以在储水箱内加电加热器，或外连电锅炉，一般功率较大时用电锅炉。