太阳能热水工程

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    太阳能热水系统是利用太阳辐射能加热水的装置，它由集热器，储热水箱，管道，控制柜四部分组成。家用太阳能热水器也是由以上四部分组成，只不过是一个小的太阳能热水系统，同几千平米的大型太阳能热水系统原则上是一样的。

    太阳能热水系统按运行方式可分为：自然循环系统、直流式系统和主动循环系统。按有无换热器可分为：直接系统和间接系统。直接系统在集热器中直接加热供水，间接系统是利用换热器间接加热供水，间接系统也是主动循环系统。

1.自然循环式太阳能热水系统概述

    自然循环系统是利用传热工质内部的温度梯度产生的密度差所形成的自然对流进行循环的热水。其结构简单不需要附加压力。但为保证热虹吸压头，储水箱应置于集热器上方。

    这是一种比较常见，普遍采用的一种太阳能热水系统。

    其优点是系统结构简单，运行安全可靠，不需要辅助能源，管理方便。

    其缺点是贮热水箱必须置于集热器的上方才可进行热量交换。大型太阳能热水系统不适宜采用这种自然循环方式。大型系统中要将储热水箱置于集热器上方，在建筑布置和荷重设计上都会带来很多问题。

2.直流式太阳能系统概述

    直流式太阳能热水系统是传热工质一次流过集热器加热后便进入储热水箱或用水点的非循环热水系统，储热水箱的作用仅为储存集热器所排出的热水，直流式系统有热虹吸型和定温放水型两种。

    （1）热虹吸型

    热虹吸型直流式太阳能热水系统由集热器、储水箱、补给水箱和连接管道组成。

    补水箱的水位由箱中的浮球阀控制，使之与集热器出口（上升管）的**高位置一致。根据连通管的原理，在集热器无阳光照射时，集热器、上升管和下降管均充满水，但不流动。当集热器受到阳光照射后，其内部的水温升高，在系统中形成热虹吸压力，从而使热水由上升管流入储水箱，同时补给水箱的冷水则自动经下降管进入集热器。太阳辐射愈强，则所得的热水温度愈高，量也愈多。早晨太阳升起一段时间以后，在储水箱中便开始收集到热水。这种虹吸型直流式太阳能热水系统的流量具有自动调节功能，但借助水温度不能按用户要求自行调节。这种系统目前应用得少。

    （2）定温放水型

    为了得到温度符合用户要求的热水，通常采用定温放水型直流式太阳能热水系统。该系统在集热器出口处安装测温元件，通过温度控制柜控制安装在集热器入口管道上的温度。根据温度调节水流量，使出口水温始终保持恒定。这种系统不用补给水箱，补给水管直接与自来水管连接。系统的可靠性同样决定于电动阀和控制器的工作质量。其优点是：

    ①.由于系统的补冷水由自来水直接供给，自来水具有一定的压力，保证了系统的水循环动力，因此系统中不需设置水泵。

    ②.储水箱可以因地制宜地放在室内，既减轻了层顶载荷，也有利于储水箱保温。

    ③.完全避免了为水与集热器入口冷水的掺混。

    ④.系统管理得到**大化。

阴天，只要有一段见晴的时刻，就可以得到一定量的适用热水。

所以这种太阳能热水系统特别适合于大型太阳能热水装置，布置比较灵活。缺点是要求性能可靠的电磁阀和控制器，从而使系统较为复杂。终合考虑些种系统是值得推广的太阳能系统。目前国内有一定应用。

3.主动循环式太阳能热水系统

主动循环式太阳能热水系统是利用机械设备等外部动力迫使传热工质通过集热器或换热器循环的热水系统。主动循环式太阳能热水系统。这种系统在集热器和储水箱之间的管路上设置水泵，作为系统中的水循环动力。系统中设有控制装置，根据集热器出口与储水箱之间的温差水泵运转。在水泵入口处装上止回阀，防止夜间系统中发生水倒流而引起热损失。

    主动循环式太阳能热水系统使循环压力大大增加，有利于提高热效率，实现热水系统的多种功能及控制，是目前应用较为广泛的一种热水系统形式。目前大型太阳能热水工程中，可以用普通太阳能热水器串联组成上述的各种系统，但更常用的是用联箱集热器组成各种形式的热水系统。

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