【正文】 壽命長 ， 適用范圍廣 ， 可廣泛用于建筑的冷 、 熱水供水系統(tǒng) 71 系統(tǒng)管路選擇與設(shè)計 常用管材選擇 GBJ1588《 建筑給水排水設(shè)計規(guī)范 》 （ 1997版 ） 對管材的選用作了如下規(guī)定： 對于洗浴熱水供應(yīng)系統(tǒng) ， 熱水管管徑小于及等于 150mm時 ， 應(yīng)采用鍍鋅鋼管和相應(yīng)的配件；賓館 、 高級住宅 、 別墅等建筑 ， 宜采用銅管 、 聚丁烯管或鋁塑復(fù)合管 。它可以采用熔接方式連接，連接可靠，其廢料還可再利用，是名副其實的綠色建材 69 系統(tǒng)管路選擇與設(shè)計 常用管材種類（ 3） 新型管材 ⑤ 鋁塑復(fù)合管 （ PAP） 有兩種類型，一種是采用 HDPE的 PAP管材， 只能用于低溫介質(zhì)的輸送；另一種是采用 PEX的 PAP管材，氣密性好，耐壓較高，耐爆破應(yīng)力大，熱膨脹系數(shù)小，抗靜電，使用壽命長，可輸送包括飲用水和熱水在內(nèi)的各種流體，可在 95℃ 高溫和小于 1MPa壓力的條件下長期工作。 ② 聚乙烯 (PE)和高密度聚乙烯 (HDPE)管材 可耐多種化學(xué)介質(zhì)侵蝕的管材 ， 據(jù)有良好的撓性 ， 可以盤卷 ， 具有良好的耐沖擊強度 。 以公稱直徑 DN表示 。 （ 3） 系統(tǒng)各部分的距離 系統(tǒng)布局應(yīng)盡量使集熱器距水箱的距離 、 水箱距用熱水點的距離 、 冷水供水點距集熱器和水箱的距離相距較近 ， 以減少管路過長造成的熱損失， 并減少安裝用料 ， 降低工程成本 。 左右布局 水箱可以在左邊 ， 也可以在右邊 ， 主要根據(jù)承重 、 管路短近等因素確定 。 對于直流式定溫放水系統(tǒng) ， 設(shè)計時也有意將從集熱器進入水箱的熱水管延伸至水箱的下部 ， 以達到混合水箱水溫的作用。 54 貯水箱設(shè)計 貯水箱的開口位置與尺寸（ 4） 在滿足以上要求的前提下 ， 水箱的開口位置還應(yīng)盡量注意消除死水區(qū) ， 或者盡量減少死水區(qū) 。 溢流口： 開式常壓系統(tǒng)的水箱應(yīng)留有溢流口，應(yīng)不小于進水口，且最小不應(yīng)小于 25mm 52 貯水箱設(shè)計 貯水箱的開口位置與尺寸（ 2） 用熱水口： a)對于承壓水箱，用熱水口應(yīng)位于水箱的頂部； b)對于頂水使用的開式水箱，用熱水口應(yīng)位于水箱的中上部，且不能低于上循環(huán)口； c） 對于落水使用的開式水箱，用熱水口應(yīng)位于水箱的底部，但應(yīng)不低于排污口； d)對于底部帶有電加熱管的水箱，用熱水口應(yīng)高于電加熱管的位置，以確保電加熱管始終浸沒在水中，防止電熱管無水干燒。方形水箱的承壓能力差，需要在水箱內(nèi)部或外部加拉筋。 圓球形狀的水箱體面比最小 ， 但制作困難 。因此應(yīng)考慮水的體積膨脹量對儲熱水箱容量的影響 。 45 太陽集熱器面積確定 確定原則 理論上，集熱器面積應(yīng)根據(jù)用戶所需熱負(fù)荷來確定。 27′ 式中： 23176。， θ= Ф – δ = Ф +10176。 對于固定式集熱器，為了得到最大的太陽輻射量，應(yīng)使當(dāng)?shù)卣绲奶柟饩€與集熱器的采光面垂直。 一般來說 ， 較小面積的系統(tǒng) ， 如果水箱可高置 ， 多采用自然循環(huán)系統(tǒng)；較大面積和水箱不能高置的系統(tǒng) ， 多采用強制循環(huán)系統(tǒng)；需要 24小時或白天需要使用熱水的 ， 多采用直流系統(tǒng)；每天都需要熱水的 ， 應(yīng)配置輔助加熱系統(tǒng) 。 該系統(tǒng)不僅解決了儲熱水箱水滿溢流的問題，還充分利用了太陽能?？梢詫崿F(xiàn)隨時使用熱水。 可在高寒地區(qū)使用 ， 并比承壓系統(tǒng)顯著降低工程成本 、 且安全可靠 。 可以解決陰雨天熱水供應(yīng)不足的問題 。 當(dāng)最后幾臺熱水器水箱內(nèi)的水溫溫度低于設(shè)定值時 ， 電輔助加熱自動啟動 。可隨時用熱水，冷水上水也是自動完成，因此管理很方便。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。 因此，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)常常分解成多個并聯(lián)的小系統(tǒng) 13 太陽能系統(tǒng)常見的運行方式（ 3） 自然循環(huán)系統(tǒng) (12) 落水使用的系統(tǒng) ? 在白天太陽能加熱期間，由于水箱內(nèi)的水溫達不到使用溫度，所以不能使用。 ? 在了解了實際情況后，設(shè)計人員應(yīng)將其了解的情況向用戶反饋。 7 用戶情況與要求（ 2） 用太陽能系統(tǒng)的要求 ? （ 1）安裝太陽能系統(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 。 ? （ 4）其它要求 管理方式 ， 有無專人管理 /是否要求全自動控制 /是否要求自動計量計費等。 10 太陽能系統(tǒng)常見的運行方式（ 1） 基本的運行方式 以加熱介質(zhì)的流動方式分 自然循環(huán)系統(tǒng) 強制循環(huán)系統(tǒng) 直流系統(tǒng) 實際應(yīng)用的太陽熱水系統(tǒng)是以上某一種基本運行方式為主的多種運行方式的組合，由于現(xiàn)場的情況不同，用戶的要求不同，因此，組合的形式也多種多樣 11 太陽能系統(tǒng)常見的運行方式（ 2） 自然循環(huán)系統(tǒng) ? 自然循環(huán)系統(tǒng)的兩大類別 ? 類型一： ? 由水箱、支架、管路和多個集熱器等部件在工程現(xiàn)場連接成一個較大的自然循環(huán)系統(tǒng)。 如果冷水供應(yīng)慢 ， 熱水下水快， 就會造成斷斷續(xù)續(xù)出熱水 如果沒有冷水 ， 就無法將熱水頂出 。這種系統(tǒng)實際上是把單個自然循環(huán)系統(tǒng)表 轉(zhuǎn)化、工廠化生產(chǎn) 。 21 太陽能系統(tǒng)常見的運行方式（ 11） 自然循環(huán)系統(tǒng) (24) 多臺家用熱水器串、并聯(lián)組成的定溫放水系統(tǒng) 使用：當(dāng)最后一臺熱水器水溫達到設(shè)定溫度時，電磁閥自動打開，熱水流入另外一個大的儲熱水箱，同時，冷水從第一臺熱水器補入，依次將熱水頂入下一臺水箱；當(dāng)最后一臺熱水器水箱上部熱水出口處的水溫低于設(shè)定溫度時，電磁閥自動關(guān)閉。 ? 缺點 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)運行得可靠性； 要求較高的施工技術(shù)。 這種系統(tǒng)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)用問題； 這種系統(tǒng)太陽能加熱系統(tǒng)的循環(huán)介質(zhì)可以采用普通的水 。 熱水供應(yīng)系統(tǒng)為承壓系統(tǒng) ， 利用自來水的壓力將水箱中的熱水自動頂出 ， 實現(xiàn)了“ 開閥門用水 ， 關(guān)閥門走人 ” 的傻瓜化管理 。工程成本較高； 應(yīng)注意選用可靠的控制裝置，以確保系統(tǒng)運行的可靠性。 35 太陽能系統(tǒng)常見的運行方式（ 24） 直流系統(tǒng)常見形式 （ 4) 程序控制的全自動供水系統(tǒng) 控制器（ PLC編程）可根據(jù)系統(tǒng)集熱器的水溫、水箱水溫、水位、管路水溫等信號，依照事先設(shè)計好的程序，實現(xiàn)定溫、滿水位溫差循環(huán)、太陽能不足輔助加熱、低水位保護、任意時間自動控制等功能，并可遠(yuǎn)傳、監(jiān)視等。 在不結(jié)冰地區(qū)全年使用或雖是結(jié)冰地區(qū)，但僅在春、夏、秋季不結(jié)冰的時候使用時，一般選擇平板集熱器。放置，使集熱器在下午能得到更多的太陽輻射能。但當(dāng) Ω大于臨界夾角 Ω0時，相鄰的真空管之間將產(chǎn)生光線遮擋。 Ω0計算公式為：︱ Ω0︳ = cos1 [（ D1+ D2） /2B] 式中： D1 D2—分別為真空管內(nèi) 、 外管的直徑 ， 如： D1=37mm，D2=47mm?？梢詫⒐こ谭殖梢黄诙趤砜紤]，以解決資金問題 46 太陽集熱器面積確定 注意事項 注意不同產(chǎn)品的集熱效率不同； 注意灰塵的影響，一般在 ～ ； 注意管路和水箱散熱的影響，在 ～ ； 注意系統(tǒng)加熱方式的影響 間接系統(tǒng)在 ～ ； 注意太陽能系統(tǒng)運行方式影響，強迫循環(huán)的運行方式，其平均熱效率比自然循環(huán)和直流系統(tǒng)低 3～ 5%。 因此必須考慮系統(tǒng)的回流水量 。 要求水箱承壓的系統(tǒng) ， 圓柱形水箱的兩個端蓋應(yīng)采用球形端蓋 ， 材料厚度應(yīng)加厚 ， 制作完成后 ， 應(yīng)按要求作耐壓試驗 。 塑料水箱 由于貯水箱儲存的是熱水，不宜采用耐溫性能差的水箱。 上循環(huán)口位于水箱的中上部，不高于用熱水口。 對于需要水箱水溫分層的儲熱水箱 ， 如頂水使用的儲熱水箱 ， 應(yīng)降低管口流速。 對于太陽熱水系統(tǒng)來說 ， 太陽能完全不起作用的情況就是最不利的情況 。 如水箱放在地面或低處 。 65 太陽集熱器陣列 排與排之間的連接（ 3） ? 串并聯(lián)連接 ? 當(dāng)集熱器數(shù)量超過兩排時，在每排集熱器的數(shù)量不太多時，為了管道連接的方便，有時會采用此種連接方式 66 太陽集熱器陣列 前后排間距 前后排集熱器之間應(yīng)留有一定的距離，以避免前排集熱器影響后排集熱器的采光 當(dāng)春夏秋季使用時，只要保證春分、秋分日前后排不遮擋，其它時間就不會遮擋 當(dāng)全年使用時，只要保證冬至日（此時）前后排不遮擋，其它時間就不會遮擋。 ③ 鑄鐵管 耐腐蝕性強，但質(zhì)脆，承壓能力低。 PEX管材一般只有小口徑管 (2063mm)， 熱膨脹系數(shù)較大 ， 采用金屬管件受壓連接 ， 其配件成本較高 ， 連接時問題較多 。 在 40～ 100℃ 范圍內(nèi)能保持韌性和剛度 。 72 系統(tǒng)管路選擇與設(shè)計 常用閥門種類（ 1） （ 1） 閘板閥門 無方向性，比較嚴(yán)密，安裝長度較短，由于閘板閥的進出口和閥底在同一直線位置，故介質(zhì)流動的局部阻力很小，異物也不易被阻塞，因而其常用作排污和管道系統(tǒng)或水箱底部的泄水閥。但它密封面易磨損，適合低溫低壓和粘度較大的介質(zhì)管道和要求快開快關(guān)的的部位。 （ 8） 安全閥 （ 泄壓閥 ） 安全閥的作用是自動泄除管道或設(shè)備中的過高的壓力 ， 當(dāng)壓力恢復(fù)正常后， 自動關(guān)閉 。 （ 4） 根據(jù)管道的管徑計算值 ， 確定閥門的公稱直徑 。 葉片式泵： 葉片式泵是由裝在主軸上的葉輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)作用 ， 對流體做功 ， 使流體能量增加 。一般泵在這個流量下工作 ， 效率最高 ， 如偏離這個流量 ， 效率就會下降， 偏離愈多 ， 效率下降愈多 。 78 系統(tǒng)管路選擇與設(shè)計 水泵的工作參數(shù)（ 2） 功率 泵的功率包括有效功率 、 軸功率和配套功率三種 。 不同類型的泵 ， 其比轉(zhuǎn)數(shù)差別很大 ， 離心泵的比轉(zhuǎn)數(shù)一般在 30～ 300之間；混流泵的比轉(zhuǎn)數(shù)一般在 300～ 600之間；軸流泵的比轉(zhuǎn)數(shù)一般在 500～ 1400之間 ， 某些低揚程的軸流泵的比轉(zhuǎn)數(shù)可達 1800左右 。 對于開式循環(huán)回路 ， 當(dāng)水箱與集熱器同在一個水平面上 ， 且最高水位一樣時 ， Hs=0； 當(dāng)水箱與集熱器不在一個水平面上， 或雖在一個水平面上 ， 但最高水位不一樣時 ， Hs等于二者最高水位的高度差 。 （ 4） 保證電氣控制線路的安全性 應(yīng)具有完善的保護環(huán)節(jié) ， 避免發(fā)生事故 。 84 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 常用控制元件（ 2） （ 4） 水位儀 可顯示和控制儲熱水箱水位 。 系統(tǒng)防凍包括太陽集熱器防凍和管路防凍。另一種方法是由溫控儀根據(jù)太陽熱水系統(tǒng)管路內(nèi)水的溫度來自動控制水泵，當(dāng)管路水溫低于某一溫度值時（一般為 2℃ ），溫控儀使循環(huán)水泵啟動；當(dāng)管路水溫高于某一溫度值時（一般為 6℃ ），溫控儀使循環(huán)水泵停止。 ②自限溫伴熱防凍 ：伴熱帶本身的發(fā)熱電阻水溫度變化而變化。 89 系統(tǒng)防凍設(shè)計 防凍方法（ 4） （ 4） 防凍液防凍 對于雙回路太陽熱水系統(tǒng)，一次回路的循環(huán)采用防凍液作為循環(huán)介質(zhì)，從而達到防凍的目的。 但伴熱帶只能解決管路的防凍問題 ， 不能解決太陽集熱器的防凍問題 。因此防凍液防凍一般用于雙回路分體太陽熱水系統(tǒng)。 ⑤ 靠近帶電電器的金屬支架 、 護欄等 。 93 系統(tǒng)防腐蝕措施 金屬腐蝕的種類（ 2） 電 化學(xué)腐蝕在進行的過程中有電流產(chǎn)生 。 在電解質(zhì)溶液中的腐蝕： 在淡水和海水中的金屬構(gòu)件會造成淡水或海水腐蝕 。點腐蝕是一種破壞性和隱患較大的腐蝕形態(tài)之一。當(dāng)兩種金屬或合金相接觸，可以發(fā)現(xiàn)在溶液中電位較負(fù)的金屬腐蝕速度加大，而電位較正的金屬受到保護，這種現(xiàn)象就是電偶腐蝕。 陽極和陰極的面積相對大小對腐蝕速率有很大的影響 ， 如果兩種不同電勢的金屬必須接觸 ， 應(yīng)盡可能不要把作為陰極部分的面積弄得過大而把陽極部分的面積弄得過小 ， 因為這樣會使陽極的電流密度過大 ， 從而加速陽極金屬的腐蝕 。常用的緩蝕劑主要有陽極緩蝕劑、陰極緩蝕劑、有機緩蝕劑、揮發(fā)性緩蝕劑、油溶性緩蝕劑等 99 3)采用電化學(xué)保護法 陰極保護可以通過兩種方法來實現(xiàn)，一種方法是利用外加電流，使被保護的金屬結(jié)構(gòu)整個表面變成陰極，這種方法叫做外加電流的陰極保護；另一種方法是在要保護的金屬設(shè)備上連接一種電勢更負(fù)的金屬或合金，這種方法叫做犧牲陽極的陰極保護法， 又叫保護器保護