【正文】 與真空管法線方向的夾角 。在不考慮投資 /場地等因素時，太陽能系統(tǒng)得到的有用能量應等于用戶所需要的熱負荷能量。一般在 5%以內。 因此儲熱水箱的形狀一般都選擇圓柱形或方形 對于圓柱形水箱 ， 當高度等于直徑時 ， 表面積最小 。方形水箱只能用于不承壓的系統(tǒng)中。 用熱水口的尺寸應根據熱水流量大小來確定，一般承壓系統(tǒng)不應大于 1m/s； 常壓系統(tǒng)不應大于 。 但為了防止頂水使用時冷水供應不上 ， 造成熱水斷流的問題 ， 有意在水箱出熱水口上部留出一部分熱水高度 ， 當冷水供應不上時， 起緩沖作用 。 56 輔助熱源選擇與設計 輔助熱源種類的選擇 輔助熱源一般應具有可靠、穩(wěn)定、隨時可以供給等特點 燃氣（天燃氣 /煤氣 /石油液化氣 /沼氣等） 燃油 （煤油 /柴油） 電能 蒸汽 暖氣 熱泵 57 輔助熱源選擇與設計 輔助熱源功率的確定原則 輔助加熱系統(tǒng)的目的是當陰雨天或太陽能不足時 ， 由輔助加熱系統(tǒng)提供所需的熱能 。 集熱器陣列水箱集熱器陣列60 系統(tǒng)整體布局的原則與方法 布局形式（ 2） 左中右布局 水箱在中間，集熱器圍繞水箱前后左右排列。 （ 4） 協(xié)調性與方便性 系統(tǒng)整體應協(xié)調、可靠、美觀，施工和維護管理應方便。 將有縫鋼管鍍鋅處理后，其抗腐能力提高，內壁不易生銹，可以保護水質。 主要用于輸送水 、 可燃性氣體 、 腐蝕性流體等 。 PAP管的缺點是管材連接不能用熱熔連接和膠粘接，只能用專用銅制管件，廢品不能回收再用 ⑥ ABS管材 由丙烯腈 、 丁二烯 、 苯乙烯組成的共聚物或共混物 。 對于飲用水管 ， 應采用銅管 、 不銹鋼管 、 鋁塑復合管 、 聚丁烯管 ， 配件應采用與管材相同的材料 。當塞子中心的通孔與管路的進出方向一致時，閥門全開，垂直時閥門全關。逆止閥有方向性，安裝時應特別注意 （ 6） 浮球閥 浮球閥可以自動控制水箱中的水位。 低壓閥門的使用壓力 PN≤ ， 中壓閥們的使用壓力 ＜PN≤ ， 高壓閥門的使用壓力 10MPa≤ PN≤ 100MPa， 超高壓閥門的使用壓力 PN＞ 100MPa （ 3） 根據公稱壓力 、 介質特性和溫度 ， 選擇密封面材料 。 （ 7） 根據閥門的公稱壓力 、 公稱直徑 、 介質特性和工作溫度選擇閥門類別、 結構形式和型號 。 77 系統(tǒng)管路選擇與設計 水泵的工作參數(shù)（ 1） 流量： 流量是泵的重要參數(shù)之一 ， 如果流量發(fā)生變化 ， 其他參數(shù) （ 如揚程 、 功率、 效率 ） 也將相應的跟著變化 。 當轉速發(fā)生變化后 ， 這些參數(shù)都隨之變化 。 它是水泵比較重要的技術經濟指標 ， 名牌上所標的效率是指這臺水泵在額定轉速下運行時可以達到的最高效率 。 從上式可知：太陽熱水系統(tǒng)循環(huán)水泵的揚程取決于兩個因素， 一個是水泵提升水的高度，另一個是系統(tǒng)循環(huán)回路的流動阻力。 （ 2） 在滿足生產工藝要求的前提下 ， 力求使控制線路簡單 、 經濟 a)盡量選用標準電器元件 ， 選用相同的電器元件 ， 減少電器元件的數(shù)量 b)選用經過實踐考驗的控制元件；減少不必要的觸點 ， 簡化電氣線路； c)盡量縮短連接導線的長度； d)在工作狀態(tài) ， 除必要的電器元件必須通電外 ， 其余的盡量不通電 。 當太陽集熱器水溫高于水箱水溫時 ， 溫差控制儀可自動給出通電或斷開信號；當太陽集熱器水溫不高于水箱水溫時 ， 溫差控制儀可自動給出斷開或通電信號 。 這些保溫措施可以顯著地減少熱能散失 ， 同時也可延緩系統(tǒng)結冰 ， 但這些保溫措施 ， 不能確保系統(tǒng)不結冰 。 ③ 定溫循環(huán)： 定溫循環(huán)有兩種控制方法。 當溫度低于某一溫度值時 ， 溫控儀使電加熱帶通電；當溫度高于某一溫度值時 ， 溫控儀使電加熱帶斷電 。 從而達到防止結冰的目的 。 因此， 循環(huán)防凍一般用于真空管太陽熱水系統(tǒng)的防凍 。 防凍液防凍液是一種主動防凍的方案，具有可靠防凍的優(yōu)點，適應各種類型的集熱器。 ③ 電纜金屬的外皮及電纜接線盒 。 腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩大類 化學腐蝕是因金屬表面與介質發(fā)生化學作用而引起的，它的特點是在作用進行中沒有電流產生。 94 系統(tǒng)防腐蝕措施 金屬腐蝕的種類（ 3） 土壤腐蝕： 埋設在地下的金屬構件 （ 如管道 、 電纜等 ） 會受到土壤腐蝕 。是一種腐蝕集中于金屬表面得很小范圍內，并深入到金屬內部的蝕孔狀腐蝕形態(tài)。 不銹鋼 、 鋁合金 、 鎂和金 、 鎳基合金都存在晶間腐蝕問題 。 當必須把不同的金屬裝配在一起時 ， 應該用不導電的材料把它們隔離起來 。近年來，常采用聯(lián)胺 N2H4作為除氧藥劑，在鍋爐工作的條件下， N2H4與氧氣發(fā)生反應，生成水和氮氣，從而達到除氧的目的 另一種是加入能減緩腐蝕速率的緩蝕劑。覆蓋層的作用是使金屬表面與外界介質隔離開來，以阻止金屬表面的腐蝕。 b) 犧牲陽極法是利用陽極與被保護的金屬之間的電勢差所產生的電流來達到保護的目的。例如：應將排水管設計在最低處，容器的壁與底部設計成園角過渡等，以防止放空時，由殘余液體留在容器底部，同時也便于用水清洗。 97 系統(tǒng)防腐蝕措施 金屬防腐蝕方法 （ 1） 正確選取金屬材料 ， 合理設計金屬結構 應當根據它周圍介質的性質來正確選擇適當?shù)牟牧?。 造成縫隙腐蝕的條件有：金屬結構的鉚接 、焊接 、 螺紋連接等；金屬與非金屬的連接 ， 如金屬與塑料 、 橡膠 、 木材、 石棉等 。 95 系統(tǒng)防腐蝕措施 金屬腐蝕的種類（ 4） 根據腐蝕破壞的形式，還可以把腐蝕分為均勻腐蝕和局部腐蝕兩大類。 這一數(shù)值 ， 稱為臨界濕度 。 （ 2） 漏電開關保護 太陽熱水系統(tǒng)應單獨設立電氣控制柜，電氣控制柜應安裝漏電保護開關，以確保系統(tǒng)漏電時，能自動切斷電源，避免觸電事故發(fā)生。 （ 1） 接地保護的范圍 將用電設備上與帶電體相絕緣的金屬外殼做接地連接稱為接地保護 。 排空防凍是一種主動防凍的方案 ， 防凍比較可靠 ， 尤其是回流排空防凍。目前使用的防凍液多為乙二醇、水和緩蝕劑組成的混合溶液。由此可見，自限溫伴熱帶具有溫度自調功能。兩種定溫循環(huán)防凍的方法相比，前一種方法可靠，但存在浪費；后一種方法合理，但應注意溫控儀感溫探頭的位置一定要放置在最容易結冰的位置。 86 系統(tǒng)防凍設計 防凍方法（ 1） （ 1） 循環(huán)防凍 ① 連續(xù)循環(huán) ：在冬季結冰的季節(jié) ， 使循環(huán)水泵連續(xù)不停的循環(huán) ， 以防止結冰 。 (6)模擬電路 可按預先編制好的程序 ， 實現(xiàn)水溫 、 水位 、 時間 、 壓力 、 流量等多種控制功能 。 （ 5） 力求操作 、 維護 、 檢修方便 設置電氣隔離，避免帶電檢修；設置手動、自動轉換開關，以備急用；設置緊急情況下，人工停止按鈕等。 b） 集熱器串聯(lián)連接時，集熱器的阻力較大，應單獨計算。 （ 1） 流量的確定 太陽熱水系統(tǒng)循環(huán)泵的流量的計算方法如下： Q = qA 式中： q — 系統(tǒng)設計流量 （ M3/㎡ 它可以用泵的流量和揚程進行計算 ， 計算公式見 （ 5） 。 泵標牌上的揚程 ， 一般是指通過額定流量時的揚程 ， 所以又稱額定揚程 。 容積式泵： 容積式泵是靠機械運轉時 ， 內部的工作容積不斷產生變化 ， 對流體產生擠壓， 使流體獲得能量 。 (5)根據閥門的用途和要求 ， 選擇閥門的驅動方式 。 (10)電磁閥和電動閥 電磁閥和電動閥的作用是根據控制元件給出的通斷電信號 ， 自動開啟或關閉閥門 ， 從而起到自動控制的作用 。以實現(xiàn)蝶閥的開啟和關閉。 (2)截止閥和節(jié)流閥 截止閥閥芯的端部是平的，節(jié)流閥閥芯是錐形的，安裝時應注意介質的流向應該是下進上出。 70 系統(tǒng)管路選擇與設計 常用管材種類（ 2）新型管材 ⑦銅管和塑覆銅管 隨著人們對飲用水衛(wèi)生性能要求的愈來愈高 ， 銅管和塑覆銅管在城市的高層 、 超高層以及中高檔商品房中大量使用 。 PEX和 PB管材可作為包括飲用水和熱水在內的各類流體 。其規(guī)格以公稱直徑表示，分低壓、普壓、高壓三種。以外徑壁厚表示。 （ 1） 水箱承重 在系統(tǒng)布局中 ， 首先需要考慮水箱的位置 。 58 系統(tǒng)整體布局的原則與方法 布局原則 布局設計 ， 應從多方面綜合考慮 ， 使系統(tǒng)緊湊合理 、 可靠實用 、 美觀協(xié)調 、 維護方便 。 以上措施 ， 可以有效降低進出水管處造成的混水問題 。 上、下循環(huán)口的尺寸也應根據單位時間的流量大小來確定，一般不應大于 1m/s。人孔的尺寸不應小于 400 400mm2， 圓形人孔的直徑不應小于 400mm。方形水箱不承壓，不易設計的太高。 49 貯水箱設計 貯水箱形狀確定 貯水箱的結構形狀應根據其容量大小 、 結構的合理性 、 現(xiàn)場放置的位置 、 水箱制作的難易等因素來確定 。而使用熱水的時間卻并不一定都在白天，因此，需要將白天產生的熱水儲存，以供其它時間使用。實際上，不同地方在不同季節(jié)的實際太陽輻照量是不同的。 當真空管集熱器東西橫放時，具有季節(jié)自動跟蹤功能，無論太陽是在南、北回歸線之間任何位置，有效采光面積都一樣。 ， θ= Ф – δ = Ф 當側重于夏季使用時 ,可認為該期間的平均赤緯角為 10176。 高寒地區(qū)全年使用的，可選擇熱管集熱器，也可選擇各種金屬流道式真空管集熱器，做成雙回路系統(tǒng) 38 太陽集熱器選型與擺放方位 太陽集熱器選型（ 2） 平板型 真空管型 流道式平板集熱器 熱管式平板集熱器 玻璃真空管集熱器 熱管真空管集熱器 金屬流道真空管集熱器 抗凍性 不抗凍 ，板芯易凍 抗凍 零下 20℃以上抗凍 抗凍 防凍液 介質抗凍 承壓性 能承壓 承壓 不能承壓 承壓 承壓 熱水溫度 60℃ 以下熱水 60℃ 以下熱水 90℃ 以下熱水 80℃ 以下熱水 80℃ 以下熱水 熱性能 中低溫區(qū)熱性能好 比流道式平板差 中溫區(qū)熱性能好 比全玻璃管稍差 比全玻璃管稍差 質量穩(wěn)定性 好 取決熱管 取決于 真空管 取決真空管和熱管 取決于 真空管 經濟性 造價低 比流道式平板高 造價較高 比全玻璃式高 比全玻璃管高 39 太陽集熱器選型與擺放方位 太陽集熱器朝向與傾角（ 1） 集熱器朝向與傾角的確定主要使集熱器得到最大的太陽輻射能。 36 太陽能運行方式設計與選擇原則 上述列舉了十幾種方式 ， 實際設計中還有其它更多的方式。 32 太陽能系統(tǒng)常見的運行方式（ 21） 直流系統(tǒng)常見形式 （ 1) 單一直流式定溫系統(tǒng) 當集熱器內的水溫達到設定溫度時 ， 電磁閥打開 ，冷水進入集熱器 ， 并將達到設定溫度的熱水頂入儲熱水箱 。 該系統(tǒng)可用于別墅太陽能系統(tǒng) 。熱水供應為開路系統(tǒng)的間接換熱強制循環(huán)系統(tǒng)。 25 太陽能系統(tǒng)常見的運行方式（ 15） 強制循環(huán)系統(tǒng)常見形式 （ 2) 定溫循環(huán)系統(tǒng) ? 循環(huán)水泵受溫控器控制。 b） 單個水箱的溫水蓄存了較多的有用能量，從而造成了能量浪費 。 缺點： 多個小儲熱水箱帶來的管理和用水不便； 多個小儲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 輔助加熱系統(tǒng)不便與整個系統(tǒng)匹配等 19 太陽能系統(tǒng)常見的運行方式（ 9） 自然循環(huán)系統(tǒng) (22) 多臺家用熱水器并聯(lián)組成的系統(tǒng) ? 使用：將家用熱水器充滿冷水，白天經過太陽能加熱后，每個水箱內的水溫都達到了使用溫度，下午或晚上從水箱下部落水法用水。 15 太陽能系統(tǒng)常見的運行方式（ 5） 自然循環(huán)系統(tǒng) (14) 定溫放水形式的自然循環(huán)系統(tǒng) 當循環(huán)水箱上部水溫達到設定溫度時，熱水出水管上的電磁閥自動打開，熱水自動流入另外一個儲熱水箱，同時