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  • 太陽能熱水工程方案(自然循環原理與設計)


    自然循環太陽能熱水系統是依靠集熱器和貯水箱中的溫差,形成系統的熱虹吸壓頭,使水在系統中循環與此同時,將集熱器的有用能量收益通過加熱水,不斷儲存在貯水箱內,如圖2-1所示。

    自然循環示意圖

    太陽能熱水工程系統運行過程中,集熱器內的水星太陽輻射能加熱·溫度升高,密度降低,加熱后的水在集熱器內逐步上升,從集熱器的上循環管進入貯水箱的上部與此同時,貯水箱底部的冷水由下循環管流入集熱器的底部這樣經過一段時間后,貯水箱中的水形成明顯的溫度分層、上層水首先達到可使用的溫度,直至整個貯水箱的水都可以使用。
    用熱水時,有兩種取熱水的方法,一種是有補水箱。如圖2-1所示,由補水箱向貯水箱底部補充冷水,將貯水箱上層熱水頂出使用,其水位由補水箱內的浮球閥控制,有時稱這種方法為頂水法另一種是無補水箱,如圖2-1所示,熱水依靠本身重力從貯水箱底部落下使用,有時稱這種方法為落水法。
    頂水法的優點在于充分利用上層水先熱的特點,使用者一開始就可以取到熱水缺點是從貯水箱底部進入的冷水會與貯水箱內的熱水摻混,減少可利用的熱水,落水法的優點是沒有冷熱水的摻混。但缺點是必須將貯水箱底部不太熱的水放掉后才可取到熱水,所以既浪費水又浪費熱量。在有補水箱的自然循環系統中,與貯水箱相連的管路較多。正確的連接口位置是保證系統效率的必要條件。一般,上循環管人口應與下循環管出口成對角線布置下循環管出口應在貯水箱最低位置1上循環管入口宜設置在崗貯水箱頂5~20cm處不等,可根據貯水箱的容積而定,但必須在水面以下。若露出水面,則系統循環將停止補給水人口開在貯水箱側壁比開在箱底有利名貯水箱頂部有排氣管,與大氣相連通。取熱水管出口與上循環管入口的開口對稱但位置稍低,若取熱水管出口太低,則出口以上部分熱水由于頂不出而不能加以利用。在雙回路的自然循環系統中,換熱器通常是蛇形盤管或帶聯箱的管簇,浸沒在貯水箱的下部換熱器也可以同心套筒,套在貯水稍的外部。換熱器的兩端與集熱器的進口直接相連,構成自然循環回路。設計系統的換熱器時,必須與自然循環回路中的熱虹吸流動和該流動狀態下的傳熱效果聯系起來作綜合考慮,而且不能忽略換熱器本身的熱容量,從換熱器換熱面積的大小對系統熱性能的影響而言,存在一個最佳值。若換熱器的換熱面積小于最佳而積,則換熱器的傳熱溫差大,降低集熱器效率,反之,若換熱面積大于最佳面積,則導致集熱器的出口溫度低,由此增加的有用能量收益為換熱器自身的熱容所消耗。對系統的熱性能沒有貢獻。根據經驗,換熱器的最佳換熱面積與集熱器采光面積的比值約為0.4~0.6。
    自然循環系統的優點是結構簡單,運行可靠、無需動力、成本較低缺點是為了維特必要的虹吸壓頭,儲水箱必須置于集聯器的上方,存在水位差,這樣有自然循環更順暢。也正式因為這點原因,很多建筑物是平樓頂的,因此需要單獨的設計能支撐且承重效果好的支架來放置儲水箱。

    自然循環太陽能熱水系統是依靠集熱器和貯水箱中的溫差,形成系統的熱虹吸壓頭,使水在系統中循環與此同時,將集熱器的有用能量收益通過加熱水,不斷儲存在貯水箱內,如圖2-1所示。
    太陽能熱水工程系統運行過程中,集熱器內的水星太陽輻射能加熱·溫度升高,密度降低,加熱后的水在集熱器內逐步上升,從集熱器的上循環管進入貯水箱的上部與此同時,貯水箱底部的冷水由下循環管流入集熱器的底部這樣經過一段時間后,貯水箱中的水形成明顯的溫度分層、上層水首先達到可使用的溫度,直至整個貯水箱的水都可以使用。
    用熱水時,有兩種取熱水的方法,一種是有補水箱。如圖2-1所示,由補水箱向貯水箱底部補充冷水,將貯水箱上層熱水頂出使用,其水位由補水箱內的浮球閥控制,有時稱這種方法為頂水法另一種是無補水箱,如圖2-1所示,熱水依靠本身重力從貯水箱底部落下使用,有時稱這種方法為落水法。 (責任編輯:zjbn_zhenhai)
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