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讲解太阳能热水装置的类型

2013-8-22 23:08:04      点击:
    “般来说,太阳能热水装置由平板集热器、蓄热水箔和连按管道组成。若按照流体的流动方式分类,可将太阳能热水装置(又称为热水器系统)分为三大类[1]:循环式、直流式、闷晒式。
    一、循环式
    按照形成水循环的动力,循环式又分为自然循环式和强迫循环式两种。
    1.自然循环式
    图6—1(。)和(5)是自然循环式太阳能热水装置。(。)为固定角度自然循环式太阳能热水器装置。(6)为可改变角度自然循环式太阳热水器装置,它可以根据季节不同用手调整角度。通常采用固定角度形式。自然循环式太阳能热水器装置的工作原理是:在以集热器、贮水箱、上、下循环管组成的闭式回路中,集热aD吸收太阳能,使其中的水升温而密度降低。由于浮升力的作用,热水沿着管道上升使上循环管中的水成为热水。由于集热器中与蓄热水箱中的水的温差,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路上部。同时,水箱底的冷水由下循环管流人集热39形成循环。在流动过程小,上循环管中的热水不断流入蓄水彩,菩水箱底部的冷水不断通过下循环管流入集热器下集笆如此不断循环,集热器工作一段时间后,水搞上部的热水就可使用。如上所述,自然循环式太阳能热水装置的特点是;当有日射时循环就开始,当日射减少至集热量为零时,则循环就完全停止。水流经集热器是以热虹吸压头作为动力的,因而不需要安装专用水泵。但是,为了产生足够的热虹吸压头,水箱必须高于集抉骆,对于大型热水器装置,由于水箱过大,在建筑布置及负重考虑方面部会带来一些问题。另外,自然循环式热水装置中的水箔大多置于室外,为了减少水箔和上、下循环管的热损失,水箱与上下循环管均需采取保温措施。
    自然循环热水器按照运行方式,一般又分为如下三种。
    (1)集中用水方式
    自然循环式热水装置工作时,集热器中的热水经过上循环管沈人蓄热水箱顶部,冷水从蓄热水箱底部经由下循环管流人集热器。。因为热灯吸压头产生的水的循环流速很小,对蓄水箱中的水扰动不大,所以水箔中的热水总是在顶部。如前章所述,苦水箱中的木的温度分布是分层的,即顶部的水温最高,越往下越低。集热29运行一天后,贮存7一箔各层温度不同的热水。傍晚购·,可通过从水箱上部引出的供热水管取水。同时,由补给水箱向菩热水箱底部补充冷水。这种把一天贮存的热水集中在傍晚使用就是集中用水方式太阳能热水装置。采用这种运行方式,蓄热水箱必须具有足够大的容积,以贮存一天所得的热水。一般来说,10平方米集热器需配制一女方米蓄热水箔。当然,根据当地气候及日照条件可酌情增减。这种集中用水式集热装置通常多见于机关、企业的太阳熊浴室和小型家用太阳能热水器。
    (2)连续用水方式
    连续用水方式的特点是,集热器工作一段时间(例如2—34、时)后,用户便可不断取用水箱顶部的热水,同时,向水箱底部补充冷水。旅馆、餐厅和理发室采用这种运行方式比较适宜u由于是连续用水,水箱可以做得较小,与集中用水方式相比,节省投资,减少热损失,而且便于安装。
    (3)定温放水式
    采用定温放水的自然循环系统与一般的自然循环系统稍
    2.强迫循环式
    如上所述,自然循环式热水装置是克温差产生的很小的压差进行循环的,所以对集热器的巷热水箱的相对位置、连接管的管径及配制方式均有一定要求和限制。对于大型供热
水系统,应采用强迫循环式。强迫循环式太阳能热水装置主要由集热器、苗水箱、水泵、控温器与管道成。它的优点是:菩热水箱可以设置在任意地方,管径可以小些,管道及其安装双便宜。强迫循环又可以分为直接加热式和间接加热式两种。所谓直接加热式,如图6—3(。)所示,它所供应的
  二、直流式
  直流式太阳能热水系统由集热器、蓄热水箔、补给水箱(用自来水可以代替)和管道等组成,如图6—5所示。安装时,补给水箱的水位赂高于集热器出口热水管顶部。水箱置于集热器下方。装置运行时,由于补给水箱的水位与热水管顶部存在高6,于是水就不断地从补给水箱流入集热器,经集热器加热后汇集到贮水箱中,这种系统并不循环,所以称为直流式为使从集热器出来的水具有足够大的温升,水的流量应较小。通过冷水补给管上的阀门可调节其流量。补给水箱可用自来水宜接通过阀门流入集热器代替。
    直流式太阳能热水装置的优点是;(1)贮水彩不必高于集热器之上,它可以置于室内,水箱保温容易;(2)贮水箱的热水已具有足够的温度,箱小热水可随时取用。如果用户是连续取水,则贮水箱可做得很小,热损失也能进一步减少。
三、闷晒式
闽晒式热水装置有几种形式,闽晒式定温放水系
统,开放式太阳能热水器,塑料薄膜袋式、密闭汲置式等,如图6—6所示d它们的共同特点是,水在集热器中不流动,阁在其中受热升温,故称为阁晒式。下面简单介绍各种常用闯晒式太阳能热水装置。
    0筒形
    (c)    (d)
    B6—o几种阁晒式太阳能热水装理
1.闷晒式定涅放水系统
    这种热水装置如图6—6(。)所示,在补给水管上安装了电磁阀,当集热器中的水闷晒到预定的温度上限时,集热器出口的电接点温度计控制集热器入口的电磁阀全部开启,自来水进入集热器并将其中的热水压入蓄热水箱中。当集热5S出口温度逐渐下降到预定的温度下限时,电磁被控制成关闭
状态。于是,阁晒过程重新计始。由此可知,运行过程中,大部分时间内水在系统制f不流动,而被N晒在集热器内受热升温。