宁波太阳能热水工程204

太阳能供水系统原理说明

能源太阳能中央热水器由以下四大部分组成：

太阳能集热器 ：吸收太阳能 ，将光能转化为热能，使冷水在集热器内被加热；

保温水箱 ：储存热水，可保温3 天，内胆为不锈钢，外包8 厘米保温层，最外层是铝合金外壳；

热泵辅助加热系统 ：用于阴雨天辅助加热；

供热水管道 ：将经过增压泵加压后的热水引向各用水点，主管道有保温层，未端有回水管。　　　　

　　晴天，当太阳能把集热器内的冷水加热至55 ℃ 时（该温度可调），冷水管上的电磁阀门自动打开，冷水被自来水压力压入集热器内，集热器内的热水被挤出，然后进入到保温水箱中储存待用，当冷水到达集热器出口处的温度探头时，探头温度底于55 ℃ ，电磁阀门就立刻关闭，冷水停留在集热器内继续被太阳能加热，2-5 分钟后，水温又达到55 ℃ 时，电磁阀门再次打开，集热器内的热水又被挤到保温水箱中，按此规律，一次又一次的产生热水进入水箱，水箱内热水逐渐增加，一直增加到水箱水满为止。水箱水满后，就停止进水，如果还有太阳，为了充分利用太阳能，循环泵会自动启动，把水箱内55 ℃ 的热水抽出来，经过太阳能集热器循环加热，使水温进一步升高至60-70 ℃ ，当水温达到70 ℃ 时，就停止循环加热，限制水温不要超过70 ℃ ，以免烫伤人，又可防止结水垢（产生水垢的温度条件是水温超过80 ℃ ）。　　

　　热泵加热系统只有在太阳能光照不足时才启动，为最大限度地利用太阳能，减少电能的消耗，我们将设定3 个时间段检测保温水箱的水位。在上午10 ：30 ～11 ：30 ，如果保温水箱内热水水位还不到40% 的位置，则自动启动热泵加热系统，往保温水箱补充50 ℃ 的热水，如果水位达到设定值，则热泵系统停止工作。同样，在中午12 ：30 ～1 ：30 ，系统自动检测保温水箱70% 的水位，在下午3 ：30 ～6 ：30 ，系统自动检测保温水箱100% 的水位。从以上我们可以看出，系统在3 个设定的时间段（可按需要设定多个时间段）会自动探测保温水箱的水位，如果水位不够，才启动热泵加热（表明此时太阳光照不足或是阴雨天），反之就一直用太阳能加热（晴天），而不会启动热泵，这样我们便能最大限度地优先使用太阳能。

　　备用电加热系统一般情况下不会启动，在寒潮或用水量突然增大时，系统自动检测保温水箱的水温，只有当保温水箱的水温低于50 ℃ 时，才启动电加热，将水加热到50 ℃ ，从而保证热水的温度处于一个较稳定的范围内。　　

　　晚上用热水时，热水水位逐渐下降，冷水不会进入水箱，水温是恒温的，按照设计热水是够用的，晚上就不再启动热泵加热了，当水位降至最低水位时，热泵系统自动启动，往保温水箱补充少量热水，保证一直有热水用，要用多少就加热多少，水位会一直维持在最低水位状态，这种控制方法最省电费。

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太阳能热水系统出水恒温的实现医院、敬老院等一些单位在使用热水系统时，由于使用人员的特殊性，为避免水温过高将人员烫伤，需要整个系统提供洗浴时的恒温水。此种功能采用恒温阀是最经济、可靠的方式在恒温混合阀的冷热水混合出水口内部有一个热敏元件，水温的变化使热敏元件膨胀或收缩，连续的调节冷热水进水比例，使出水温度保持在设定的温度值，不会受热水温度的降低、用水量的增减或水压变化的影响。

    3、太阳能热水工程的辅助能源形式在正常的天气情况下（晴朗），太阳能热水系统的设计标准可以满足人们生活用热水的水量和水温，但在阴雨天气时，仅靠太阳能热水系统本身是不能达到原设计要求的，必须采用辅助能源，目前常用的辅助热源方式有电加热和燃油、燃气锅炉加热等方式，太阳能热水系统都有一个大的储水的箱子，各种辅助热源都是通过储热水箱发挥作用的，常用的辅助补热方式有以下几种。

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影响太阳能系统效率的因素
就太阳能热水系统而言，有四个环节：集热、输热（换热）、控热、储热四个环节。
集热环节：
无论是管式（真空管、U型管、热管）集热器还是板式（平板）集热器，都是光能转变成热能的初始的地方，集热能力（集热率）和往外反射热量（反射率）的能力的总和，反映出该集热器集热能力的大小。所以应选择集热效率高，反射率低的集热器，集热的膜层是很重要的因素，也是现在太阳能厂家特别喜欢炒作的一个地方，其实除了膜层之外还有集热器真空度、集热倾角、膜层效率衰减等很多因素，都会影响集热器的效率。
输热（换热）环节：
集热器流道、循环管路、换热器、循环泵为主要部件，也就是将热量从集热器内部通过流体，在管道的输送下将热量传递给蓄能体。整个的集热器产生的热量是否能够适时、均衡的释放给流体，里面有流量、流速、温度差异、流量平衡的问题。水泵的流量和扬程大小、循环管道的粗细、管路同程等程的布置、串并联的连接方式会影响流体均匀进入每块集热器的流经状态。另外管道每天不停的集热循环（温差循环），输送热量的过程中，会散失很多热量，散热的多少与保温防护能力、管路的表面积大小都有关系。
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集中供热式太阳能热水系统工程运行原理

    集中供热式太阳能热水系统的工作原理可以概括为：定温放水+温差循环+辅助加热+恒温供水。在这其中“定温放水、温差循环”是指由集热器底部补水，经集热器上部管道流入储水箱。当阳光把集热器的水升至设定温度时，系统开始往集热器内补水，待集热器水温低于设定值时，停止补水。如此重复，至水箱水达到最高液面时，冷水停止补水。这时转为温差循环状态。其工作方式为：当集热器的水温高于水箱底部温度8℃时（可任意调整温差），循环泵启动，系统开始循环，循环泵将水箱底部的低温水送入集热器，使集热器的高温水进入水箱，使水箱内的水继续循环增温，如此温差循环，不断升温，直到太阳辐射量逐渐降低，水箱的水温与集热器的水温接近时，循环泵停止工作。使用中储水箱水位下降时，定温补水再次启动，将集热器内高出设定温度的水补入储水箱。保证将每天的太阳能量充分利用到最佳状态。当太阳能系统遇到阴雨天气或冬季光照不足水温达不到洗浴温度时，控制系统将自动启动辅助加热系统，使水箱的水温达到设定温度时停止。

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