【正文】 太陽(yáng)熱水系統(tǒng) —— 系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí) 主要內(nèi)容 太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的主要組成 太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的分類 太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的主要方面 太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的詳細(xì)內(nèi)容 太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的組成 ? 設(shè)備與管道支架 ? 太陽(yáng)集熱器 ? 貯水箱 ? 管路、泵、閥 ? 設(shè)備防腐與保溫 ? 自動(dòng)控制系統(tǒng) ? 輔助能源設(shè)備 太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的分類 特征 類型 類型 1 類型 2 類型 3 有無(wú)輔助熱源 純太陽(yáng)能加熱式 太陽(yáng)能預(yù)熱式 太陽(yáng)能加輔助熱源式 按儲(chǔ)水箱水被加熱方式 直接式 間接式 按傳熱工質(zhì)與大氣相通 敞開(kāi)式 開(kāi)口式 封閉式 按集熱器內(nèi)介質(zhì)狀況 充滿式 回流式 排放式 按加熱工質(zhì)循環(huán)動(dòng)力 自然循環(huán) 強(qiáng)制循環(huán) 按加熱工質(zhì)流動(dòng)方式 循環(huán)式 直流式 接集熱器與儲(chǔ)水箱位置 分離式 緊湊式 悶曬式 太陽(yáng)熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要方面 ? 用戶情況與要求 ? 系統(tǒng)運(yùn)行方式確定 ? 太陽(yáng)集熱器選型 ? 太陽(yáng)集熱器面積確定 ? 貯水箱設(shè)計(jì) ? 輔助熱源選擇與系統(tǒng)設(shè)計(jì) ? 系統(tǒng)布局 ? 太陽(yáng)集熱器傾角與前后排間距確定 ? 泵 、 閥及管路選型與管路系統(tǒng)設(shè)計(jì) ? 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ? 1 管路與設(shè)備的保溫與防凍 ? 1系統(tǒng)安全防護(hù)（防雷 /防雨 /防漏電 /防腐蝕 /抗風(fēng)雪等） 用戶情況與要求（ 1） 原始資料收集 （ 1）用戶所處地理位置和環(huán)境條件 （ 2）水源情況 （ 3）電力供應(yīng)情況 （ 4）安裝場(chǎng)地情況 獲取以上資料的方法： — 與客戶勾通，向用戶了解有無(wú)特殊情況；（如安裝現(xiàn)場(chǎng) 是否在風(fēng)口、易發(fā)生雷擊的地方等） — 查閱當(dāng)?shù)貧庀筚Y料； — 實(shí)地勘察現(xiàn)場(chǎng)。 用戶情況與要求 太陽(yáng)能系統(tǒng)的要求 （ 1）安裝太陽(yáng)能系統(tǒng)的用途： — 用于生活熱水供應(yīng) /工業(yè)用熱水 /游泳池加熱 /采暖、制冷等。 — 太陽(yáng)能全年工作 /季節(jié)性工作。 （ 2）用水方式： — 定時(shí)用熱水 /全天 24 小時(shí)用熱水 — 用水溫度 /全天總用水量 /用水流量 /用水壓力。 （ 3）輔助能源情況 ： — 是否要求配置輔助能源 /配置輔助能源的種類（電 /燃油 /燃?xì)?/ 蒸汽 /暖氣 /熱泵等） — 如果使用原有的輔助能源設(shè)備，應(yīng)了解設(shè)備的型號(hào)、類別，供熱方式等。 （ 4）其它要求 ： — 管理方式，有無(wú)專人管理 /是否要求全自動(dòng)控制 /是否要求自動(dòng)計(jì) 量計(jì)費(fèi)等。 用戶情況與要求 原始資料核實(shí) ● 太陽(yáng)能系統(tǒng)的技術(shù)性相對(duì)比較專業(yè)，用戶可能不能全面、 清楚地表達(dá)其要求 。 有些用戶所表達(dá)的要求與其實(shí)際上真正 的需要不一致 。有些用戶所提的要求可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 ● 設(shè)計(jì)人員必須對(duì)用戶所提供的情況進(jìn)行分析判斷，或者進(jìn) 行現(xiàn)場(chǎng)考察核實(shí)，以便掌握真實(shí)客觀的第一手資料。 ● 在了解了實(shí)際情況后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將其了解的情況向用戶 反饋。雙方認(rèn)可后，設(shè)計(jì)人員才能根據(jù)雙方已經(jīng)確認(rèn)的設(shè) 計(jì)條件和要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 用戶情況與要求 正確處理客戶要求 — 客戶要求是我們?cè)O(shè)計(jì)太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的依據(jù)之一，有些要 求盡量去實(shí)現(xiàn)，求但有的是無(wú)法實(shí)現(xiàn)，應(yīng)細(xì)仔地勾通解釋， 不能一味答應(yīng)。 — 要引導(dǎo)用戶，公正客觀地向用戶解釋太陽(yáng)熱水系統(tǒng)所能 實(shí)現(xiàn)的效果。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 基本的運(yùn)行方式 按工質(zhì)的流動(dòng)方式分類： — 自然循環(huán)系統(tǒng) — 強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng) — 直流系統(tǒng) ◆ 太陽(yáng)熱水系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中是以上某一種基本運(yùn) 行方式或某種方式為主的為主的多種運(yùn)行方式的組 合，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況不同和用戶的具體要求，在設(shè) 計(jì)中要靈活應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、 節(jié)能的目的。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 自然循環(huán)系統(tǒng) 自然 循環(huán) 系統(tǒng) 類型 1 由水箱、支架、管路和多個(gè)集熱器 等部件在工程現(xiàn)場(chǎng)連接成一個(gè)較大的自 然循環(huán)系統(tǒng)。 類型 2 以多臺(tái)家用太陽(yáng)熱水器組成的熱水系 統(tǒng)。由于每臺(tái)家用太陽(yáng)熱水器實(shí)際上也是 一個(gè)小型的自然循環(huán)系統(tǒng)，因此，這種設(shè) 計(jì)方式也屬于以自然循環(huán)系統(tǒng)中的一類。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 自然循環(huán)系統(tǒng) (11) 多個(gè)集熱器與一個(gè)水箱連接組成的系統(tǒng) 自然循環(huán)系統(tǒng) 是不需要外來(lái)動(dòng)力，依靠系統(tǒng)流體本身的 密度差實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)的太陽(yáng)能系統(tǒng)。 — 自然循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)水箱底必須高于太陽(yáng)集熱器頂 至 ； — 由于系統(tǒng)流體本身的密度差形成的動(dòng)力很小，因此必須采 取多種措施減小系統(tǒng)循環(huán)阻力（如：選用較大的管徑，管路 盡量短，盡量少拐彎）； — 防止出現(xiàn)反坡，造成氣堵等； — 自然循環(huán)系統(tǒng)的規(guī)模一般較小，較大規(guī)模的自然循環(huán)系 統(tǒng)常常分解成多個(gè)并聯(lián)的小系統(tǒng) 。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 自然循環(huán)系統(tǒng) (12) 落水使用的系統(tǒng) 水箱自來(lái)水集熱器●在白天太陽(yáng)能加熱期間，由于水箱內(nèi)的水溫達(dá)不到使用溫度，所以不能使用。 ●儲(chǔ)熱水箱上部水溫高，下部水溫低，若水箱下部水溫未達(dá)到使用溫度，則使用熱水時(shí)，需將下部未達(dá)到溫度的溫水放掉，才能用上部達(dá)到溫度的熱水，因此存在能量和水資源的浪費(fèi)問(wèn)題。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 自然循環(huán)系統(tǒng) (13) 頂水使用的系統(tǒng) 自來(lái)水水箱補(bǔ)水箱集熱器● 使用時(shí)，冷水從水箱下部進(jìn)入水箱，而將熱水從上部頂出。 ●避免了落水系統(tǒng)的缺點(diǎn)，可以隨時(shí)使用熱水，而且冷水上水也是自動(dòng)完成，因此管理也很方便。 ●如果冷水供應(yīng)慢，熱水下水快， 就會(huì)造成斷斷續(xù)續(xù)出熱水 ●如果沒(méi)有冷水，就無(wú)法將熱水頂出。 ●存在冷熱水混水問(wèn)題，造成熱水使用率下降。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 自然循環(huán)系統(tǒng) (14) 自來(lái)水循環(huán)水箱M儲(chǔ)水箱補(bǔ)水箱集熱器感溫頭定溫放水式 ● 當(dāng)太陽(yáng)能貯水箱上部水溫達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，熱水出水管上的電磁閥自動(dòng)打開(kāi)，熱水自動(dòng)流入另外一個(gè)儲(chǔ)熱水箱，同時(shí)，冷水自動(dòng)補(bǔ)入循環(huán)水箱下部；當(dāng)水箱上部水溫低于設(shè)定溫度時(shí)，電磁閥自動(dòng)關(guān)閉。 ●這種系統(tǒng)必須解決儲(chǔ)熱水箱水滿溢流的問(wèn)題 ； ●適用于全天供熱水要求。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 自然循環(huán)系統(tǒng) (15) 水箱M自來(lái)水蒸汽電加熱鍋爐感溫頭集熱器帶輔助加熱的系統(tǒng) ● 當(dāng)陰雨天或太陽(yáng)能不足時(shí)，用輔助能源將水箱內(nèi)的水加熱到所需溫度。輔助能源系統(tǒng)可以用電加熱， 也可以用蒸汽加熱， 還可以用燃油（氣）鍋爐加熱。 ●帶輔助加熱的自然循環(huán)系統(tǒng)，可以解決僅靠太陽(yáng)能加熱存在的熱水供應(yīng)受天氣影響的問(wèn)題，達(dá)到天天有熱水供應(yīng) 。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 自然循環(huán)系統(tǒng) (16) 自來(lái)水水箱集熱器集熱器共一個(gè)貯熱水箱的系統(tǒng) ● 可以解決因一個(gè)系統(tǒng)采光面積過(guò)大，造成管徑過(guò)大、循環(huán)管過(guò)長(zhǎng)、不便安裝的問(wèn)題。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 自然循環(huán)系統(tǒng) (21) 多臺(tái)家用熱水器組成的系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)： 安裝簡(jiǎn)單，施工方便，不需要大型號(hào)儲(chǔ)熱水箱，省去了因 儲(chǔ)熱水箱的承重、安放、吊裝或制作帶來(lái)的麻煩； 工程成本相對(duì)較低。 缺點(diǎn)： 多個(gè)小儲(chǔ)熱水箱帶來(lái)的管理和用水不便，故障點(diǎn)多； 多個(gè)小儲(chǔ)熱水箱單位體積的散熱面積是大水箱的好幾倍甚 至十幾倍，在同等保溫條件下，小水箱的散熱量明顯較大，系 統(tǒng)總熱效率低； 輔助加熱系統(tǒng)不便與整個(gè)系統(tǒng)匹配等。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 自然循環(huán)系統(tǒng) (22) 多臺(tái)家用熱水器并聯(lián)組成的落水系統(tǒng) 自來(lái)水家用熱水器●水箱上部水溫高，下部水溫低，若水箱下部水溫未達(dá)到使用溫度，需將下部未達(dá)到溫度的溫水放掉，才能用上部的熱水，存在能量和水資源的浪費(fèi)問(wèn)題 . ●各個(gè)獨(dú)立熱水器上冷水時(shí)的水力不易平衡，會(huì)出現(xiàn)有些熱水器溢流。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 自然循環(huán)系統(tǒng) (23) 多臺(tái)家用熱水器并聯(lián)組成的頂水系統(tǒng) 自來(lái)水補(bǔ)水箱 a) 如果冷水供應(yīng)慢，熱水下水快，就會(huì)造成斷斷續(xù)續(xù)出熱水； b) 如果沒(méi)有冷水，就無(wú)法將熱水頂出。 C) 存在冷熱水混水問(wèn)題，造成熱水使用率下降。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 自然循環(huán)系統(tǒng) (24) 多臺(tái)家用熱水器串并聯(lián)組成的定溫放水系統(tǒng) 自來(lái)水儲(chǔ)水箱Ma)需解決儲(chǔ)熱水箱水滿溢流的問(wèn)題。 b） 單個(gè)水箱的溫水蓄存了較多的有用能量，從而造成了能量浪費(fèi)，系統(tǒng)投資成本增加。 。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 自然循環(huán)系統(tǒng) (25) 多臺(tái)承壓家用熱水器串、并組成的熱系統(tǒng) 自來(lái)水承壓家用熱水器電加熱 電加熱● 這種系統(tǒng)能保證隨時(shí)使用熱水 。 ● 輔助加熱貯存的熱水有限 ， 當(dāng)陰雨天時(shí) ， 熱水不能保證供應(yīng) 。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)： — 系統(tǒng)的動(dòng)力來(lái)自于循環(huán)水泵，單個(gè)系統(tǒng)可以不受采光面 積的限制，可以做到上百甚至上千平方米； — 儲(chǔ)熱水箱放置位置不受限制，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，擺放 在任一安全的位置。 缺點(diǎn)： — 需要配置循環(huán)水泵、電控裝置等，工程成本較高； — 應(yīng)注意選用可靠的控制系統(tǒng)，以確保系統(tǒng)運(yùn)行得可靠性； — 要求較高的施工技術(shù)。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)常見(jiàn)形式 （ 1) 感溫頭自來(lái)水儲(chǔ)熱水箱循環(huán)泵集熱器排氣控制器常規(guī)強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng) 系統(tǒng)的循環(huán)水泵可以選用溫差 /光照 /定時(shí)任一控制器控制； 溫差控制是最合理的循環(huán)方式，近年來(lái)被較多地采用； 光照控制常用于需要大流量的游泳池太陽(yáng)能加熱和太陽(yáng)能溫水養(yǎng)殖系統(tǒng)； 定時(shí)控制用于比較簡(jiǎn)易的系統(tǒng)。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)常見(jiàn)形式 （ 2) 定溫控制器定溫循環(huán)系統(tǒng) 循環(huán)水泵受溫控器控制。當(dāng)集熱器的出口溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，循環(huán)水泵自動(dòng)啟動(dòng)，將水箱下部的冷水泵入集熱器，同時(shí)將集熱器內(nèi)達(dá)到設(shè)定溫度的熱水頂入儲(chǔ)熱水箱上部； 采用定溫循環(huán)和頂水用水方式，可以使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)使用熱水。 當(dāng)儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的水溫全部達(dá)到溫控儀設(shè)定水溫時(shí)，循環(huán)水泵將一直循環(huán)。 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)常見(jiàn)形式 （ 3) 鍋爐蒸汽電加熱控制器當(dāng)太陽(yáng)能不足時(shí)，用輔助能源（電 /燃油 /燃?xì)?/蒸汽）將水箱內(nèi)的水加熱到所需溫度。 可以解決陰雨天熱水供應(yīng)不足的問(wèn)題。 帶輔助加強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng) 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)常見(jiàn)形式 （ 4) 暖氣換熱器回流水箱在太陽(yáng)能系統(tǒng)中設(shè)置了一個(gè)回流水箱，循環(huán)水泵將回流水箱內(nèi)的熱水泵入換熱器換熱后，被送到太陽(yáng)集熱器加熱，然后又會(huì)到回流水箱，構(gòu)成了開(kāi)路循環(huán)回路。 開(kāi)路循環(huán)回路的循環(huán)介質(zhì)容易蒸發(fā)散失，利用回流水箱可以很方便地添加循環(huán)介質(zhì)。解決了不能承壓的集熱器在承壓熱水供應(yīng)系統(tǒng)上的應(yīng)用問(wèn)題； 這種系統(tǒng)太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)的循環(huán)介質(zhì)可以采用普通的水 。 集熱器常壓 /水箱承壓間接系統(tǒng) 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)常見(jiàn)形式 （ 5) 壓力表膨脹罐換熱器溫差控制器排氣泄壓閥太陽(yáng)能集熱器加熱的一次回路采用防凍液作為循環(huán)介質(zhì)，解決了一次回路循環(huán)系統(tǒng)防凍和防垢的問(wèn)題。熱水供應(yīng)為開(kāi)路系統(tǒng)的間接換熱強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)。 該類型系統(tǒng)適合于高寒地區(qū)全年使用的大規(guī)模平板太陽(yáng)熱水系統(tǒng)。 集熱器承壓 /水箱常壓間接系統(tǒng) 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式 強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)常見(jiàn)形式 （ 6) 集熱器常壓 /水箱常壓間接系統(tǒng) 換熱器溫差控制器排氣口排氣◆太陽(yáng)能加熱回路采用防凍液作為循環(huán)介質(zhì)，解決了一次回路