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1、一、 太阳能热水器结构图 二、 太阳能热水器的工作原理 三、 太阳能热水器控制系统原理 四、 控制器应有的5大功能 五、 太阳能集热器连接及系统运行技术 六、 门诊急医技楼太阳能技术方案,目录,太阳能热水器结构图,注意一些名称：5、6、8、10、14、15,太阳能热水器构造最重要的就是三部分： 一、利用太阳能把冷水加热的部分（集热器）； 二、保持水温的保温箱； 三、控制冷热水进出的控制系统。 工作原理：通过集热管吸收太阳能给冷水加热，然后把热水送到保温箱保持一定的温度，当我们需要用热水时，通过控制系统放热水，并补充一定量的冷水到集热器进行加热。,太阳能热水器的工作原理,光热利用：它是将太阳辐射
2、能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器和聚光集热器等3种。 太阳辐射透过玻璃盖板，被集热板吸收后沿肋片和管壁传递到吸热管内的水。吸热管内的水吸热后温度升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时通过下循环管不断补充温度较低的水，如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度,太阳能热水器的工作原理,1、太阳能平板式集热器：,平板型太阳能集热器：是太阳能低温热利用的基本器件。平板型太阳能集热器主要由吸热体、透明盖板、外壳和隔热层等部件组成。它的结构如图所示。 平板型
3、太阳能集热器是利用太阳光辐射透过透明盖板后，投射在吸热体上，其中大部分太阳辐射能被吸热体吸收并转化为热能，然后将热能传递给吸热体内的传热工质。这样，传热工质被加热后，温度逐渐升高，作为集热器的有用热能输出。同时，由于吸热体内的温度升高，通过透明盖板和外壳向周围环境散失热量，成为平板型太阳集热器的各种热损失。,1、太阳能平板式集热器：,平板型太阳能集热器： 平板型太阳能热水器 可分为管板式、翼管式、蛇管式、扁盒式、圆管式和热管式。其优点：具有整体性好、寿命长、故障少、安全隐患低、能承压运行，安全可靠，吸热体面积大，易于与建筑相结合，耐无水空晒性强等优点，其热性能也很稳定。其缺点由于盖板内为非真空
4、，保温性能差，故环境温度较低时集热性能较差，采用辅助加热时相对耗电。环境温度低或要求出水温度高时热效率较低。如冻坏需更换整个集热板，适合冬天不结冰的南方地区选用。,2、太阳能真空管集热器：,2、太阳能真空管集热器：,2、太阳能真空管集热器：,2、太阳能真空管集热器：,太阳能真空管集热器： 可细分为全玻璃真空管式、热管真空管式、U型管真空管式。常用的为全玻璃真空管式，其优点：安全、节能、环保、经济。尤其是带辅助电加热功能的太阳能热水器，它以太阳能为主，电能为辅的能源利用方式使太阳能热水器全年全天候正常运行，环境温度低时效率仍然比较高。其缺点在于体积比较庞大、玻璃管易碎、管中容易集结水垢、不能承压
5、运行。但是清华阳光研究出的一种热管式真空集热玻璃管,它是以导热介质为导热媒进行热能传递,它就充分解决了玻璃管易碎、管中容易集结水垢、管中结冰等诸多不利因素并且它的集热效果比其它集热管还高出近十个百分点,3、太阳能聚焦型集热器：,3、太阳能聚焦型集热器：,太阳能聚光型集热器： 聚光型集热器利用聚焦原理，即利用光线的反射和折射原理，采用反射器或折射器使阳光改变方向，把太阳光聚集集中照射在吸热体较小的面积上，增大单位面积的辐射强度，从而使集热器获得更高的温度。 聚焦型太阳能集热器具有热能吸收密度高、运行效率好的优点,有抛物面槽式、菲涅尔透镜、菲涅尔反射镜和复合式四种典型聚焦型集热器。,太阳热水系统的
6、分类,2、太阳集热器对比：,3、 太 阳 能 特 点 比 较,太阳能热水器控制系统,太阳能控制仪表,系统有两路输入信号： 一个支路提取水箱中的水位信号，当水位低于下限时，声光报警，并启动水泵加水，当水位到达上下限之间时，停止声光报警，但要继续加水，直到水位到达上限为止，若开机时水位在上下限之间时，不作任何处理，直到低于下限或超过上限时才处理，若超过上限，则关掉水泵，并打开出水阀门，并声光报警，直到水位下降到上下限之间； 一个支路提取水箱中的水温信号，当水温未达到设置温度时，启动加热器进行加热，由于水在太阳能的作用下，温度一般比较接近设置温度或超过了设置温度，所以加热并不需要太长时间，可以充分的
7、节约电能，除非在冬天经常没有太阳的照射，但此时有电加热器加热，又不会使水温太低。,阐述：,控制器应有的5大功能：,一般的太阳能热水器控制器从安全性和方便性角度出发 至少具有以下功能： (1)水箱的恒温控制。一般允许将水箱内的冷水加热到80 以下的某个设定值，水箱设计寿命均在30年以上，采用SMC玻璃钢组装式保温水箱和不锈钢组合式水箱。 (2)防止干烧。防止由于意外原因在水箱尚未注水情况下的 加热管干烧。 (3)水温设定和显示。设定加热时间后，控制器在设定时间内根据水温判断是否需要自动启动加热功能，最高可以设定99。 (4)水位的控制。实现自动上水，一般采用五级水位显示 。 (5)故障声光报警。
8、当没水、水满、水温太高或太低时报警。,太阳集热器阵列 -太阳集热器间的连接,并联连接,串联连接,并串联连接,太阳能集热器排列方式：排与排串联方式（1）,当集热器只有两排，且每排集热器的数量不太多时，可采用此种连接方式。 可节约循环管道,太阳能集热器排列方式：排与排并联方式（2）,太阳集热器阵列 -排与排之间的串、并联连接（3）,当集热器数量超过两排时，在每排集热器的数量不太多时，为了管道连接的方便，有时会采用此种连接方式,贮水箱设计 -贮水箱的开口位置与尺寸（1）,检修人孔：大于3m3的水箱应留检修人孔，以备将来检修时 用。人孔的尺寸不应小于400400mm2，圆形人孔的直径不 应小于400m
9、m。,通气孔：常压水箱应留有通气孔，以避免形成负压，使水箱 受损，并使下水通畅。,排污口：排污口应留在水箱最低的位置，以利于排污。排污 口的尺寸不应小于25mm。,溢流口：开式常压系统的水箱应留有溢流口，应不小于进水 口，且最小不应小于25mm 。,贮水箱设计 -贮水箱的开口位置与尺寸（2）,用热水口： a)对于承压水箱，用热水口应位于水箱的顶部； b)对于顶水使用的开式水箱，用热水口应位于水箱的中上部， 且不能低于上循环口； c）对于落水使用的开式水箱，用热水口应位于水箱的底部， 但应不低于排污口； d)对于底部带有电加热管的水箱，用热水口应高于电加热管 的位置，以确保电加热管始终浸没在水中
10、，防止电热管无水 干烧。,注：用热水口的尺寸应根据热水流量大小来确定，一般承压 系统不应大于1m/s；常压系统不应大于0.5m/s。,贮水箱设计 -贮水箱的开口位置与尺寸（3）,上、下循环口： 1、下循环口位于水箱的底部，但应不低于排污口，不高于用 热水口（落水法）。 2、上循环口位于水箱的中上部，不高于用热水口。对于顶水 使用的承压水箱，上循环口应在水箱的中下部，但无论何种 系统，上循环口都应高于下循环口。 3、上、下循环口的尺寸也应根据单位时间的流量大小来确定， 一般不应大于1m/s。 其它开口： 有些系统还需预留测量水温、水位、压力的开口。带有 辅助加热的系统还需留有辅助加热系统所需要的
11、各种开口， 设计者应根据系统要求合理设计。,贮水箱设计 -贮水箱的开口位置与尺寸（4）,在满足以上要求的前提下，水箱的开口位置还应尽量注意消 除死水区，或者尽量减少死水区。但为了防止顶水使用时冷 水供应不上，造成热水断流的问题，有意在水箱出热水口上 部留出一部分热水高度，当冷水供应不上时，起缓冲作用。,太阳热水系统的分类,太阳能系统常见的运行方式 -强制循环系统常见形式（1),常规强制循环系统,1、系统的循环水泵可以选用温差/光照/定时任一控制器控制； 2、温差控制是最合理的循环方式，近年来被较多地采用； 3、光照控制常用于需要大流量的游泳池太阳能加热和太阳能温水养殖系统； 4、定时控制用于比
12、较简易的系统。,太阳能系统常见的运行方式 -强制循环系统常见形式（2),定温循环系统,1、循环水泵受温控器控制。当集热器的出口温度达到设定温度时，循环水泵自动启动，将水箱下部的冷水泵入集热器，同时将集热器内达到设定温度的热水顶入储热水箱上部； 2、采用定温循环和顶水用水方式，可以使系统实现随时使用热水。 3、当储热水箱内的水温全部达到温控仪设定水温时，循环水泵将一直循环。,太阳能系统常见的运行方式 -强制循环系统常见形式（3),1、当太阳能不足时，用辅助能源（电/燃油/燃气/蒸汽）将水箱内的水加热到所需温度。 2、可以解决阴雨天热水供应不足的问题。,带辅助加强制循环系统,太阳能系统常见的运行方
13、式 -强制循环系统常见形式（4),1、在太阳能系统中设置了一个回流水箱，循环水泵将回流水箱内的热水泵入换热器换热后，被送到太阳集热器加热，然后又会到回流水箱，构成了开路循环回路。 2、开路循环回路的循环介质容易蒸发散失，利用回流水箱可以很方便地添加循环介质。解决了不能承压的集热器在承压热水供应系统上的应用问题； 3、这种系统太阳能加热系统的循环介质可以采用普通的水。,集热器常压/水箱承压间接系统,太阳能系统常见的运行方式 -强制循环系统常见形式（5),1、太阳能集热器加热的一次回路采用防冻液作为循环介质，解决了一次回路循环系统防冻和防垢的问题。热水供应为开路系统的间接换热强制循环系统。 2、该
14、类型系统适合于高寒地区全年使用的大规模平板太阳热水系统。,集热器承压/水箱常压间接系统,太阳能系统常见的运行方式 -强制循环系统常见形式（6),集热器常压/水箱常压间接系统,太阳能加热回路采用防冻液作为循环介质，解决了一次回路循环系统防冻和防垢的问题。贮热水箱为常压系统。 可在高寒地区使用，并比承压系统显著降低工程成本、且安全可靠。,太阳能系统常见的运行方式 -强制循环系统常见形式（7),集热器承压/水箱承压间接系统,太阳能加热回路采用防冻液作为循环介质，解决了一次回路循环系统防冻和防垢的问题。热水供应系统为承压系统，利用自来水的压力将水箱中的热水自动顶出，实现了“开阀门用水，关阀门走人”的傻瓜化管理。,技术方案：住院楼管道示意图,减压阀,热水循环系统,蒸汽辅助加热系统,技术方案：门诊楼顶管道布置示意图,技术方案：太阳能管线控制示意图,技术方案：,技术方案：楼顶平面布置图,谢谢,