热水系统设计原理

    主体工程——新型集热器联集管式太阳能中央热水系统

    本系统利用强制循环方式，利用循环水泵使循环水箱里的水在集热器里循环加热。水在集热器里受太阳能辐射加热，水温升高，当集热器水温高于水箱内的水温且达到设定温度时，循环水泵自动工作，将热水顶到水箱上部，而水箱底部温度较低的水进入集热器阵，继续受太阳能辐射加热，如此循环使水箱中水温不断升高，当集热器阵与水箱两处水温相等或集热器阵水温低于水箱水温时，即停止循环。

    辅助工程

    为使太阳能中央热水系统全自动、更科学地运行，有必要配置辅助工程：

    1.自动控制系统

    热水系统自动控制装置的合理供应与科学与否，是关系到系统能否合理运行，能否将聚集的热水合理供应到热水终端，能否做到最大限度减少运行故障的关键。控制系统的制作应具备以下几点：

    a.须由具有资质的专业人员设计和制作。
    b.电器元件的选用要实事求是，宜进口则进口，宜国产则国产，唯质量标准决定取舍。
    c.辅助加热的自动控制与太阳能主体的自动控制合二为一，不能分开控制，减少故障环节。
    d.所有控制部分须设置故障自检功能既让用户准确知道故障所在，又便于我公司维修。
    e.在设置自动控制的同时又增加人工控制功能，便于自动控制有故障时尚有人工控制保证系统正常运行。

    太阳能集热系统强制循环控制采用温差调节控制循环水泵运行。控制系统共有两路温度探测，其一为集热器出口处水温T1（此处温度为集热器最高温），其二为储水箱底部水温T2，通过比较两个温度的大小，由其差值来控制循环水泵的自动启停，当两者之差值△T=T1-T2大于设定值K1（比如10℃）时，自动启动循环泵；当两者之差值△T=T1-T2小于另一设定值K2（比如3℃）时，自动停止循环泵，从而迅速高效地将集热器收集的太阳能热水传送至储水箱储存。

    2.自动回水装置  当热水管较长，在使用热水时可能要放掉管中很多冷水方可用到热水，此时只需增加自动回水装置，即可保证一打开热水龙头即可使用热水，回水系统原理是利用加压回水泵将主热水管中的水压到热水箱中，通过集热器或辅助加热系统重新加热以保持热水管中的水是热的，从而确保使用效果，防止不必要的水资源浪费以及辅助能源的消耗。

    3.真空管余热回收　　在太阳能热水系统中真空管内会有热水，这部分热水一般情况无法被直接利用，本设计根据设定，在特定的时间和温度的控制下，利用外力把真空管内的热水推出流至保温储水箱，从而增加供水量。

    4.循环管道及管道保温  管道采用国家标准的热镀锌管，管道保温采用优质岩棉，并用锡铂胶带扣缝包扎，散热系数少，热效率高，同时又美观，其热效率比同类产品高10%以上。

    热水系统设计参数

    建筑层数：一栋楼；

    用水人数：共1200人，采用三班轮流用水的方式，即每天用水人数为400人；
    用水量：按当地人花洒洗澡用水习惯60公斤/人·日(花洒出水量一般为8L/分钟)；

    1.用水方式：花洒用水；
    2.用水温度：40℃~80℃；
    3.正常日照条件下，全玻璃真空管太阳能热水器（强制循环）每支管（Φ58×2.1m）日产40~80℃热水13公斤；
    在春、夏、秋三个季节，可利用余热回收系统（A型）把在真空管内无法被直接利用的热水推出至保温水箱以充分利用，容量为：2L/管；

    4.实际需水量：60公斤/人·日×400人＝24000公斤/日；

    5.太阳能集热系统实际配水量：

    根据贵公司现场施工情况，经我司勘察，可安装1140支（Φ58×2.1m）真空管集热模块，可供应的热水量为：
    正常产水量+真空管余热回收量＝（13Ｌ/管×1520管）+（2L/管×1520管）
＝22800Ｌ≈23吨      
    注：因楼面预留面积较少，无法安装满足24000公斤要求的集热器，为保证用

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