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自制太阳能热水器(太阳能热水工程设计指导)

水箱,补水,系统自制太阳能热水器(太阳能热水工程设计指导)

发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

一、设计前的现场查勘

设计前一般均应赴安装地点查勘。其主要内容是确定系统将来正常运行的可能性：水源、周围建筑物的遮荫、集热器的可能安装方位、储热水箱安放地点、安装地的荷重能力等；

必要时，应进行实场测量和计算，以确定周围建筑物是否可能产生遮荫。集热器安装地的荷重能力应不低于50Kg/m2（包括集热器、管道及集热器支架的一般计算结果）

方位

安装固定式太阳能热水器朝向应正南，如受条件限制不能满足时，其偏移角不得大于15°～25°，一般在安装时以正南偏西较正南偏东为好。

倾角

对于每个月份，集热器都有最佳倾角，此倾角等于该地的地理纬度减去该月份代表日的赤纬度值。对于全年使用的，可采用当地纬度 10°作为倾角，我公司所产集热器正常情况下倾角采用30°。

二、产水量及集热面积

单位集热面积日产水量的估计，初步估算时，可以当地正太阳时十点半的天空辐射值和历年统计的实际日照时数，以及有日照时的平均气温（或上午8：00～下午4：00的有日照天的气温平均值）为基础来计算全天热量和产水量。一般实际中按每平方集热面积产水量60～90L范围选取。水温随季节和循环方式等影响一般为40～70℃。自然循环时配水量可取下限值，强制循环可取上限，但如果用户要求水温度较高时，强制循环配水量可取低一些。

单位集热面积产热量确定后，尚需确定负荷才能最后确定系统总集热面积。负荷确定应结合用户热水供应方式，卫生设备完善程度，建筑类别等参照国内有关标准和设计规范来选择，总热负荷计算结果出来后，便可由单位集热面积配水量求出所需配置太阳能集热系统的面积。

三、方案选择

A、循环方式：确定了系统总面积后，首先要结合安装地点平面状况和方位等选择太阳能系统循环方式，对于安装地宽畅，方位较正时且系统较小的，应优先考虑采用自然循环方式，对于面积较大安装地平面较复杂或作自然循环有困难时，须作强制循环。

B、循环方式确定后，要结合系统供水、用水特点和建筑承重情况，确定水箱数量和大小及安装位置，水箱须安装在承重梁柱上，并利用供水和不影响系统集热器采光，另外水箱安装高度除满足自然循环或强制循环要求外，同时应注意美观、大方并与建筑外观造型一致。

C、辅助加热类型

辅助加热常用有电辅助、燃油（气）炉辅助两种，一般小系统（多为自然循环系统）采用电辅助加热，较大系统，为经济起见，常采用燃油（气）炉作辅助加热。

辅助加热能力大小及辅助加热水箱（常为太阳能储热水箱的一个或多个）数量的选择一般应结合供水方式和建筑类别按以下原则配置：

1）每日定时定量用水系统：

此类系统多为学校、工厂集中供水系统，其供水开始时间一般为下午6：00～7：00左右，考虑太阳能日照强度在下午3：00～4：00左右已较弱，辅助加热开始时间通常也设定在下午3：00～4：00时，即辅助加热时间可按3～4时来计算，并以此及供水温度来选择加热功率。对于广州地区冷水计算温度可按20℃计，电加热热水温度50℃～60℃计，炉加热热水温度一般取60℃计，设计时还应考虑炉及电加热效率，并留有余地。

2）每日定时多时段用水

此类常见于倒班制工厂或普通旅馆、医院的用水情况，对于在日照有效时间，亦须供水时，通常情况下须利用太阳能水箱中一个或数个作辅助加热水箱；辅助加热水箱大小应能满足最大时段供水需求，但如果白天用水时段用水量较大或用水量难以确定、变化幅度较大时，也可单设一个恒温水箱，此时利用电或（炉）仅对恒温水箱作加热，炉及水箱容积大小确定时考虑技术经济方面因素，水箱储水量和辅助加热的每小时加热能力总合不小于最大小时用水量。（按相关设计手册及规范计算）。

另外，对于多时段供水时，还可将太阳能水箱分低温和高温水箱来设置，这种情况对自然循环而言可将系统分成两个或三个独立自然循环系统，各独立系统水箱以串联方式来组合，即系统水箱水是循序加热，逐渐升温，其冷水由初级系统水箱补入，热水由末级高温水箱供出，对于中午或下午较早用水时，效果较好，辅助加热对供水箱（此时作辅助水箱）进行加热，选型方法同前。

3）24小时全天候用水

这种用水方式常见在宾馆、酒店、高级公寓、医院等类建筑；系统设计时，首先应合理确定其用水量标准，用水负荷，并以此确定系统太阳能安装面积和系统的运作方式，利用太阳能热水系统作全天候用水时，除了采用上述（2）所用的恒温水箱供水方式组合外，太阳能系统还可采用定温放水与温差循环相结合方式，这种情况下，太阳能单位面积配水量可按相当于自然循环时选用，储热水箱总水量也可适当小一些，利用太阳能水箱中一个或多个做恒温水箱，此时辅助电加热或炉选型时要以系统最大小时用水量小于恒温水箱有效容积和炉每小时产水量（或电加热小时加热水量）的总和并考虑用水、热损等因素且留有余地。

D、补水方式

如上所述，太阳能系统补水可分成直接补水和间接补水，对于定时定量用水，属直接补水；对于多时段供水即多水箱系统设有辅助水箱时，非辅助水箱的太阳能水箱补水为直接补水；辅助水箱自太阳能水箱的补水则属间接补水，此直接补水指的是补充冷水。常见补水一般有下面几种情况：

1）系统太阳能设置点的冷水压力或水池低水位高度可满足水箱补水要求时，补水量一般采用副水箱稳压方式补水。

①定时定量供水系统，补水管大小选择时以能在供完水至次日晨8：00时内可将水箱全部补满为原则来确定管径大小和副水箱浮球阀等大小。常对冷水采用电磁阀定时定量控制，供水时间不补水，对控制要求不高或有专人管理的，可由人工手动操作，省去补水电磁阀；

②对自然循环系统在用水时尚须补水的系统，尤其采用电加热作辅助加热时，其补水量应小于系统所配加热的产水量，而炉辅助时，补水量也应小于炉小时产水量。对于间接补水的情况，补冷水管径及大小也须遵循上述原则，但可适当放宽。

2）对于系统附近有冷水池，但水池低水位不能满足补水压头要求，而满水位可满足补水要求时，系统可采用由水池直接为水箱补水方式，但此时水箱顶应较冷水池最高水位高出100～200mm，此时，水箱设置时应尽量靠近冷水池，以减少水头损失，提高补水效果，补水管上应装设止回阀及检修用闸阀。补水管径大小的选择还应根据系统供水情况及设置分别对待，

①定时定量供水时，须加设电磁阀，补水时间为供水后至次日晨8：00；

②多时段供水和系统太阳能储水量不足供水量或没有辅助加热水箱或恒温水箱时，补水量多少同上述（1）情况，应能保证补入水量可由辅助加热完全加热；

③对于系统要求补水量较大时，而水池在用水高峰时，难以满足补水要求时，可采用在补水管上增设旁通补压泵方式来补水，此时水泵应设水位控制。

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