理论教育 太阳能热水器分类及系统设置方案

太阳能热水器分类及系统设置方案

时间:2023-06-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:最普通的太阳能热水器系统由平板集热器、储水箱和连接管道组成。图6.2自然循环式图6.3自然循环式1.自然循环式特点:储水箱置于集热器上方。它亦是由集热器、储水箱组成的开式系统。

太阳能热水器分类及系统设置方案

最普通的太阳能热水器系统由平板集热器、储水箱和连接管道组成。不同的连接方式构成了不同类型的热水装置。

太阳能热水装置就其流动方式而言大体可分为循环式、直流式和整体式三类。

6.2.2.1 循环式

按形成水循环的动力可分为自然循环式和强制循环式两种,如图6.2和图6.3所示。

图6.2 自然循环式(无补水箱)

图6.3 自然循环式(有补水箱)

1.自然循环式

特点:储水箱置于集热器上方。

工作原理:水在集热器中受太阳辐射加热,温度升高。由于集热器中与储水箱中水的温差,产生比重差,形成系统的热虹吸压头,使热水由上循环管进入水箱上部,同时箱底的冷水由下循环管流入集热器下部,形成循环。在不断的循环运行过程中,系统的水温逐渐提高,经过一段时间后,水箱中的热水即可供使用。在用水的同时由补给水箱向储水箱补充冷水。对于小型(如家用)的装置,可省去补给水箱,将供热水管与补冷水管合二为一设在储水箱的底部(这时必须待整箱水被加热后方可使用,在不用热水时才能补充冷水)。

优点:结构简单、运行可靠且控制不需外来能源

缺点:储水箱必须置于集热器上方(为了防止系统在夜间产生倒循环散热现象及维持必要的热虹吸压头);不适用于大型装置(以免由于水箱过大,在建筑布置及负载考虑都会带来一些问题);要求有良好的保温(水箱大多置于室外易散热)。

2.强制循环式

这种热水装置靠水泵使水在集热器与放置在较低位置的储水箱间循环。系统中装有控制装置,当集热器顶端的水温比储水箱底部的水温高出若干度时,控制装置启动水泵,反之两者的温度差低于限定值时水泵停止运行。强制循环式适用于大型热水系统。

6.2.2.2 直流式(也称一次式)(www.daowen.com)

直流式太阳能热水装置既不需要水泵,又可避免自然循环的缺点,在具备可靠工作的电动阀的条件下,应是结构合理、值得推广的太阳能热水装置形式。

1.热虹吸式

热虹吸式直流式热水系统如图6.4所示。它由集热器、补水箱、储水箱与连接管道组成开式系统。

图6.4 热虹吸式直流式热水系统

工作原理:补给水箱的水位由浮球阀控制,其水位低于集热器出口热水管(上升管)的最高位置。在无阳光照射时,根据连通器原理,集热器、上升管和下降管均充满水,但不流动。当集热器接受热量后,其内部水温上升,系统中形成热虹吸压头,从而使上升管中的水热流入储热水箱中,而补水箱中的冷水则经下降管进入集热器。光照越强,所得热水量也越多。太阳照射一段时间以后,在储水箱中即可收集到一定数量可供使用的热水(其温度高低视水箱水位与上升管最高水位差而定)。其实质是密度差引起的水位差。

2.定温放水式

图6.5 定温放水式直流式热水系统

定温放水式直流式热水系统如图6.5所示。它亦是由集热器、储水箱组成的开式系统。储水箱可放置在任意位置。

工作原理:为了得到符合使用要求的热水,在集热器出口安装温度敏感元件,通过控制器操纵装在集热器入口管路上的电动阀的开度,根据出口温度来控制调节流量,使出水口温度始终保持一定。在此系统中可取消补水箱,供水直接来自自来水。它的可靠性亦取决于电动阀的质量。

6.2.2.3 整体式

特点:集热器与储水箱合二为一。结构比较简单、制造和安装方便、效率高、成本低。缺点是承受压力较低,装置保温性能差(最好及时使用热水),使它的应用范围受到限制。但对农村或城市家用热水,仍然有一定使用价值。它是一个表面涂黑的储水容器,水在容器内不流动,靠容器壁吸收太阳辐射后对它传热,经过一个白天,整个容器内的水被加热,到傍晚即可使用。

分类:按结构形式可分为开放式、塑料薄膜袋式、闷晒式(圆筒式、方箱式)。

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