多種太陽能熱水系統(tǒng)運行方式原理、優(yōu)缺點

文章出處：公司動態(tài) 責任編輯：廣東尚而特太陽能有限公司發(fā)表時間：2018-08-10

　　一、自然循環(huán)系統(tǒng)
自然循環(huán)系統(tǒng)是最原始的太陽能熱水工程系統(tǒng)運行方式，在太陽能技術(shù)開發(fā)初期應(yīng)用極為廣泛,目前在大型熱水工程中已經(jīng)擯棄。
運行原理：在太陽光照條件下，真空管吸熱加熱管內(nèi)的熱水，集熱器內(nèi)的水溫被進步，與儲熱水箱內(nèi)的水溫相比，水溫差距較大。因此集熱器內(nèi)的水的比重減小變輕，開始慢慢上升到高位的儲熱水箱中，而儲熱水箱內(nèi)的水由于溫度低，因此比重增大變重，水自然流回處于較低位的集熱器內(nèi).如此不斷的循環(huán)，使儲熱水箱內(nèi)的水溫逐漸進步，但這是一個緩慢的過程。水箱內(nèi)的水位通常采用機械浮球控制。
系統(tǒng)優(yōu)點：運行方式簡單，投資小，設(shè)備可維護用度少，適合普通單機太陽能熱水器。
系統(tǒng)缺點：儲熱水箱必須要高于集熱器，而且高度差要大，通常1--2m。儲熱水箱內(nèi)的水升溫比較緩慢，而且對管道和坡度都有嚴格的要求，不宜做成較大（30m2以內(nèi)）的熱水工程系統(tǒng)。
二、定溫放水系統(tǒng)
運行原理：這種方式應(yīng)用較為廣泛，大、小型熱水系統(tǒng)均適用。在太陽光照條件下，在太陽能集熱器的出水末端增加一個溫度探頭（水箱內(nèi)的水位可以采用機械浮球控制也可以采用控制器控制水位探頭）。當集熱器內(nèi)的水溫達到設(shè)定值時，控制器發(fā)出信號，控制打開電磁閥，冷水把已經(jīng)達到設(shè)定溫度的熱水頂進儲熱水箱并儲存起來；當集熱器內(nèi)水溫低于設(shè)定值時，控制器開始動作使電磁閥自動封閉。如此不斷循環(huán)使儲熱水箱內(nèi)的高溫水不斷增多，當儲熱水箱內(nèi)的水位達到最大水位時，系統(tǒng)封閉，不再進水。
系統(tǒng)優(yōu)點：系統(tǒng)運行相對自然循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)熱水速度大大進步，系統(tǒng)運行由控制器控制，智能化進步，系統(tǒng)相對比較穩(wěn)定，這種適用于大型熱水工程。
系統(tǒng)缺點：對儲熱水箱保溫性能要求高，當儲熱水箱內(nèi)的水溫降低而水箱又處于滿水位時，無法使集熱器內(nèi)的高溫水繼續(xù)進進水箱，造成浪費。系統(tǒng)增加控制器及溫度探頭，設(shè)備維護用度進步。
三、溫差循環(huán)系統(tǒng)
運行原理：這種運行方式在大型熱水工程中基本都采用。在太陽光照條件下，在在太陽能集熱器的出水末端和水箱內(nèi)均增加一個溫度探頭，采用控制器控制，通過設(shè)定溫差控控制功能，當集熱器內(nèi)的水溫與儲熱水箱中的水溫之差達到設(shè)定值時，控制器開始動作，控制啟動熱水循環(huán)泵，把集熱器中的高溫水和儲熱水箱中的低溫水交換循環(huán)；當集熱器中的水溫與儲熱水箱中的水溫之差低于設(shè)定值時，控制器開始動作，停止熱水循環(huán)泵工作；如此不斷循環(huán)，從而使整個儲熱水箱中的水溫升高。
系統(tǒng)優(yōu)點：系統(tǒng)運行相對定溫放水系統(tǒng)產(chǎn)熱水速度又大大進步，通過采用循環(huán)泵，換熱頻率進步，可以始終保持儲熱水箱內(nèi)的水溫相對較高，當水箱為滿水位時，當集熱器的水溫較高時仍然可以循環(huán)換熱，大大進步集熱器的利用率。
系統(tǒng)缺點；增加了熱水循環(huán)泵，系統(tǒng)投資用度相對較高，產(chǎn)生一定的運行用度。系統(tǒng)維護用度也相應(yīng)的進步。
四、定溫放水+溫差循環(huán)系統(tǒng)
原理：采用定溫放水，使進進水箱內(nèi)的水始終是某以較溫度值，當水箱內(nèi)的水溫降低時，采用了溫差循環(huán)控制系統(tǒng)，使水箱內(nèi)的水和集熱器內(nèi)的水交換，從而始終保持水箱內(nèi)的水溫為較高溫度時，同時可以采用輔助熱源這樣就能保證全天候產(chǎn)熱水。
系統(tǒng)優(yōu)點：系統(tǒng)可以完全智能化，而且運行用度比單獨溫差循環(huán)系統(tǒng)大大降低，最大限度的進步集熱器的利用率，假如采用輔助熱源即可保證任意時刻的熱水供給，不受天氣限制。
系統(tǒng)缺點：系統(tǒng)對控制器功能要求高，系統(tǒng)投資用度較高，設(shè)備維護用度相對較高。
上述幾種運行方式也是比較典型的太陽能熱水系統(tǒng)運行方式，尤其是最后一種復(fù)合系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣泛的。下面再介紹幾種在上述方式基礎(chǔ)上新增加的系統(tǒng)運行方式。
五、定溫分區(qū)供水
運行原理：這種方式是在定溫放水+溫差循環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上產(chǎn)生的。這種系統(tǒng)運行方式中通常是在不采用輔助熱源的情況下使用。采用自來水先進進儲熱水箱，通過儲熱水箱內(nèi)的水溫水位探頭將水箱分為若干往高度區(qū)域，首次使用自來水上水至一小高度區(qū)域，通過定溫放水+溫差循環(huán)系統(tǒng)的方式使這一小區(qū)域水溫較快提升，然后溫度達到設(shè)定值，控制器打開電磁閥，使水箱內(nèi)的水再上升至一小高度區(qū)域，然后再提升，再進水，如此不斷循環(huán)，使水溫保持在固定范圍內(nèi)的情況不斷進步水箱內(nèi)的水位。我們稱這種方式為定溫分區(qū)供水。
系統(tǒng)優(yōu)點：進步集熱器利用率，水溫提升速度大大進步，始終保持儲熱水箱內(nèi)的水溫在一固定范圍，節(jié)省能源利用。
系統(tǒng)缺點：需要通過具體數(shù)據(jù)計算來設(shè)定分區(qū)的大小。例如：設(shè)定水溫55℃，最低水溫45℃，也就是首先計算集熱器內(nèi)滿水時的體積V，然后計算V從水溫由55℃降到45℃所開釋的熱量Q，再計算Q可以提升多大體積（V1）從15℃的冷水到55℃。然后通過水箱的總體積和V1來確定分區(qū)的大小及數(shù)目。
六、副水箱上水定溫放水系統(tǒng)
運行原理：在定溫放水的基礎(chǔ)上的創(chuàng)新，可以用于典型系統(tǒng)的二、四方式中?；驹硗胤潘恢?，只是在上水的方式上有所改變，即采用副水箱上水，自來水先進副水箱，然后水再從副水箱進至集熱器，下面的方式就同定溫放水一致了。
系統(tǒng)優(yōu)點：這種方式也是在實際的運行中總結(jié)出來的，可以克服自來水壓力不穩(wěn)定的題目，避免了壓力過大，損壞水箱的的題目。
系統(tǒng)缺點：系統(tǒng)投資本錢增加，副水箱體積大小要經(jīng)過公道的計算。
七、定溫管道循環(huán)系統(tǒng)
運行原理：在使用熱水的供熱水末端增加一溫度探頭，自動檢測供水末端管路水溫，當水溫低于設(shè)定溫度時，控制器動作，控制啟動管道熱水循環(huán)泵，把管路中的水與儲熱水箱中的水交換，從而使管路中的水溫不低于一設(shè)定值，用戶一打開水龍頭就是熱水。
系統(tǒng)優(yōu)點：滿足現(xiàn)代人24小時全天候熱水需求，可以有效的防止管道凍壞之憂。
系統(tǒng)缺點：增加初始投資用度，系統(tǒng)運行用度進步，控制功能相應(yīng)增加。

以上探討的幾種類型是在典型運行方式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，隨著人們生活水平的進步，對熱水工程要求也不斷進步，因此太陽能熱水工程運行方式也隨之特殊化。不同的地域條件下，采取的方式不同，這就要求我們工程設(shè)計職員也要不斷進步自己能力，不斷創(chuàng)新！走理論與實際結(jié)合的道路，在實際設(shè)計中不斷進步！

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