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正文內(nèi)容

五星太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)培訓(xùn)(留存版)

  

【正文】 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(zhì)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(zhì)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(jīng)濟(jì)性 造價(jià)低 比流道式平板高 造價(jià)較高 比全玻璃式高 比全玻璃管高 39 太陽(yáng)集熱器選型與擺放方位 太陽(yáng)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(yáng)輻射能。 當(dāng)真空管集熱器東西橫放時(shí),具有季節(jié)自動(dòng)跟蹤功能,無(wú)論太陽(yáng)是在南、北回歸線之間任何位置,有效采光面積都一樣。而使用熱水的時(shí)間卻并不一定都在白天,因此,需要將白天產(chǎn)生的熱水儲(chǔ)存,以供其它時(shí)間使用。方形水箱不承壓,不易設(shè)計(jì)的太高。 上、下循環(huán)口的尺寸也應(yīng)根據(jù)單位時(shí)間的流量大小來(lái)確定,一般不應(yīng)大于 1m/s。 58 系統(tǒng)整體布局的原則與方法 布局原則 布局設(shè)計(jì) , 應(yīng)從多方面綜合考慮 , 使系統(tǒng)緊湊合理 、 可靠實(shí)用 、 美觀協(xié)調(diào) 、 維護(hù)方便 。以外徑壁厚表示。 PEX和 PB管材可作為包括飲用水和熱水在內(nèi)的各類流體 。 (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(shí)應(yīng)注意介質(zhì)的流向應(yīng)該是下進(jìn)上出。 (10)電磁閥和電動(dòng)閥 電磁閥和電動(dòng)閥的作用是根據(jù)控制元件給出的通斷電信號(hào) , 自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉閥門 , 從而起到自動(dòng)控制的作用 。 容積式泵: 容積式泵是靠機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) , 內(nèi)部的工作容積不斷產(chǎn)生變化 , 對(duì)流體產(chǎn)生擠壓, 使流體獲得能量 。 它可以用泵的流量和揚(yáng)程進(jìn)行計(jì)算 , 計(jì)算公式見(jiàn) ( 5) 。 b) 集熱器串聯(lián)連接時(shí),集熱器的阻力較大,應(yīng)單獨(dú)計(jì)算。 (6)模擬電路 可按預(yù)先編制好的程序 , 實(shí)現(xiàn)水溫 、 水位 、 時(shí)間 、 壓力 、 流量等多種控制功能 。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(fèi);后一種方法合理,但應(yīng)注意溫控儀感溫探頭的位置一定要放置在最容易結(jié)冰的位置。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。 ( 1) 接地保護(hù)的范圍 將用電設(shè)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(hù) 。 這一數(shù)值 , 稱為臨界濕度 。 造成縫隙腐蝕的條件有:金屬結(jié)構(gòu)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 。例如:應(yīng)將排水管設(shè)計(jì)在最低處,容器的壁與底部設(shè)計(jì)成園角過(guò)渡等,以防止放空時(shí),由殘余液體留在容器底部,同時(shí)也便于用水清洗。覆蓋層的作用是使金屬表面與外界介質(zhì)隔離開(kāi)來(lái),以阻止金屬表面的腐蝕。 當(dāng)必須把不同的金屬裝配在一起時(shí) , 應(yīng)該用不導(dǎo)電的材料把它們隔離起來(lái) 。是一種腐蝕集中于金屬表面得很小范圍內(nèi),并深入到金屬內(nèi)部的蝕孔狀腐蝕形態(tài)。 腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩大類 化學(xué)腐蝕是因金屬表面與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用而引起的,它的特點(diǎn)是在作用進(jìn)行中沒(méi)有電流產(chǎn)生。 防凍液防凍液是一種主動(dòng)防凍的方案,具有可靠防凍的優(yōu)點(diǎn),適應(yīng)各種類型的集熱器。 從而達(dá)到防止結(jié)冰的目的 。 ③ 定溫循環(huán): 定溫循環(huán)有兩種控制方法。 當(dāng)太陽(yáng)集熱器水溫高于水箱水溫時(shí) , 溫差控制儀可自動(dòng)給出通電或斷開(kāi)信號(hào);當(dāng)太陽(yáng)集熱器水溫不高于水箱水溫時(shí) , 溫差控制儀可自動(dòng)給出斷開(kāi)或通電信號(hào) 。 從上式可知:太陽(yáng)熱水系統(tǒng)循環(huán)水泵的揚(yáng)程取決于兩個(gè)因素, 一個(gè)是水泵提升水的高度,另一個(gè)是系統(tǒng)循環(huán)回路的流動(dòng)阻力。 當(dāng)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化后 , 這些參數(shù)都隨之變化 。 ( 7) 根據(jù)閥門的公稱壓力 、 公稱直徑 、 介質(zhì)特性和工作溫度選擇閥門類別、 結(jié)構(gòu)形式和型號(hào) 。逆止閥有方向性,安裝時(shí)應(yīng)特別注意 ( 6) 浮球閥 浮球閥可以自動(dòng)控制水箱中的水位。 對(duì)于飲用水管 , 應(yīng)采用銅管 、 不銹鋼管 、 鋁塑復(fù)合管 、 聚丁烯管 , 配件應(yīng)采用與管材相同的材料 。 主要用于輸送水 、 可燃性氣體 、 腐蝕性流體等 。 ( 4) 協(xié)調(diào)性與方便性 系統(tǒng)整體應(yīng)協(xié)調(diào)、可靠、美觀,施工和維護(hù)管理應(yīng)方便。 56 輔助熱源選擇與設(shè)計(jì) 輔助熱源種類的選擇 輔助熱源一般應(yīng)具有可靠、穩(wěn)定、隨時(shí)可以供給等特點(diǎn) 燃?xì)猓ㄌ烊細(xì)?/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(shè)計(jì) 輔助熱源功率的確定原則 輔助加熱系統(tǒng)的目的是當(dāng)陰雨天或太陽(yáng)能不足時(shí) , 由輔助加熱系統(tǒng)提供所需的熱能 。 用熱水口的尺寸應(yīng)根據(jù)熱水流量大小來(lái)確定,一般承壓系統(tǒng)不應(yīng)大于 1m/s; 常壓系統(tǒng)不應(yīng)大于 。 因此儲(chǔ)熱水箱的形狀一般都選擇圓柱形或方形 對(duì)于圓柱形水箱 , 當(dāng)高度等于直徑時(shí) , 表面積最小 。在不考慮投資 /場(chǎng)地等因素時(shí),太陽(yáng)能系統(tǒng)得到的有用能量應(yīng)等于用戶所需要的熱負(fù)荷能量。 日期 δ值 21 13 0 10 19 23 21 13 0 10 19 23 全年各月代表日太陽(yáng)赤緯角的近似值 42 太陽(yáng)集熱器選型與擺放方位 太陽(yáng)集熱器朝向與傾角( 4) 當(dāng)真空管集熱器南北豎放時(shí),具有日自動(dòng)跟蹤功能。 目前國(guó)內(nèi)的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)多采用開(kāi)式系統(tǒng) , 別墅型太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)多采用閉式承壓二次回路系統(tǒng) 。 儲(chǔ)熱水箱可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,擺放在任一安全的位置。 27 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式( 16) 強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)常見(jiàn)形式 ( 4) 太陽(yáng)能常壓 /水箱承壓間接系統(tǒng) 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 。 缺點(diǎn): 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 。 ? 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 14 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式( 4) 自然循環(huán)系統(tǒng) (13) 頂水使用的系統(tǒng) 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 。 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 。 9 用戶情況與要求( 4) 個(gè)人體會(huì) ? 要有為用戶負(fù)責(zé)的態(tài)度去做這件事,而不是一味的唯用戶是是是 ? 要引導(dǎo)用戶,公正客觀地向用戶解釋清楚 ? 如:只要裝了太陽(yáng)能,就能 100%解決你的問(wèn)題。 18 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式( 8) 自然循環(huán)系統(tǒng) (21) 以多臺(tái)家用熱水器組成的系統(tǒng) 采用多臺(tái)家用太陽(yáng)熱水器串并聯(lián)的方式,組成一個(gè)較大的太陽(yáng)熱水系統(tǒng)。 缺點(diǎn):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) 23 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式( 13) 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。 該系統(tǒng)可用于別墅太陽(yáng)能系統(tǒng) 30 太陽(yáng)能系統(tǒng)常見(jiàn)的運(yùn)行方式( 19) 強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)常見(jiàn)形式 ( 7) 太陽(yáng)能承壓 /水箱承壓間接系統(tǒng) 太陽(yáng)能加熱回路采用防凍液作為循環(huán)介質(zhì) , 解決了一次回路循環(huán)系統(tǒng)防凍和防垢的問(wèn)題 。 廣泛用于賓館 、 飯店等要求 24小時(shí)供熱水的單位 。 考慮到早上氣溫低,易有霧,光照不好,而下午氣溫高,一般光照較好,因此也可將集熱器正南偏西 5176。 當(dāng) Ω大于臨界夾角 Ω0時(shí) , 相鄰的真空管之間產(chǎn)生光線遮擋 。 儲(chǔ)熱水箱的循環(huán)回流水量 VH 對(duì)于常壓系統(tǒng) , 當(dāng)循環(huán)水泵停止后 , 回水管道內(nèi)的水要回流到水箱里;對(duì)于回流防凍的系統(tǒng) , 當(dāng)循環(huán)水泵停止后 , 集熱器和管道內(nèi)的水都要回流到水箱里來(lái) 。 50 貯水箱設(shè)計(jì) 貯水箱的材料 鋼板水箱 搪瓷水箱 不銹鋼水箱 玻璃鋼預(yù)制水箱 水泥預(yù)制水箱。 死水區(qū)流水區(qū)55 貯水箱設(shè)計(jì) 貯水箱進(jìn)出水管的布置 當(dāng)水箱進(jìn)出水口處流速 、 溫差過(guò)大時(shí) , 容易造成水箱混水 。這種布局可以很方便的共用一個(gè)水箱做成幾個(gè)并聯(lián)的自然循環(huán)系統(tǒng) 上下布局 水箱和集熱器上下放置 。鍍鋅鋼管常用于生活飲用水管道及熱水供應(yīng)系統(tǒng)。 它是通用塑料中強(qiáng)度和韌性較好的一種 。球閥和旋塞啟閉迅速,流動(dòng)阻力小,流量大,操作簡(jiǎn)單快捷。 使其最高使用溫度不低于介質(zhì)工作溫度 。 泵標(biāo)牌上的流量 , 通常是指額定流量 ,泵的尺寸和形狀是根據(jù)這一特定的流量設(shè)計(jì)的 , 因此又稱為設(shè)計(jì)流量 。 比轉(zhuǎn)數(shù) 比轉(zhuǎn)數(shù)又稱比速 , 泵的比轉(zhuǎn)數(shù)愈高 , 其流量就愈大 , 揚(yáng)程愈??;反之 ,比轉(zhuǎn)數(shù)愈低 , 其流量就愈小 , 揚(yáng)程愈大 。 ( 3) 保證電氣控制線路的可靠性 包括正確連接觸點(diǎn) , 正確連接電器的線圈 , 避免出現(xiàn)寄生電路等 。 因此 , 太陽(yáng)熱水系統(tǒng)必需考慮防凍問(wèn)題 。 監(jiān)測(cè)的溫度可以是環(huán)境溫度 , 也可以是管路的水溫 。 伴熱帶防凍也是一種被動(dòng)防凍的方案 , 可以在高寒地區(qū)使用 。 ④ 電力線路的金屬保護(hù)管 、 敷線的鋼索 、 各種金屬接線盒等 。 土壤的電阻率 、 土壤中的含氧量 、 土壤的 PH值 、 土壤中的細(xì)菌 、 埋在地下的導(dǎo)電體因絕緣不良而泄失出來(lái)的電流等 , 都會(huì)對(duì)金屬形成土壤腐蝕 。 電偶腐蝕 : 電偶腐蝕又稱接觸腐蝕或異金屬腐蝕。能使金屬的腐蝕速率大大降低。 a)外加電流法所用的輔助陽(yáng)極 , 主要是為了使外加電流通過(guò)它輸送到被保護(hù)的金屬體上進(jìn)行陰極極化 , 常用的材料有廢鋼 、 石墨 、 高硅鐵 、 磁性氧化鐵 、 鉛銀合金 、 鍍鉑的鈦等 。在工程技術(shù)中,采用不同的金屬組合是不可避免的,所以電偶腐蝕也是一種常見(jiàn)的腐蝕形式。 在熔融鹽中的腐蝕: 例如在熱處理車間,熔鹽加熱爐中的鹽爐電極與所處理的金屬發(fā)生的腐蝕。 ⑥ 其它有可能造成帶電的金屬構(gòu)件 。 因此也能用于集熱器抗凍的真空管太陽(yáng)熱水系統(tǒng) 。當(dāng)溫度升高時(shí),發(fā)熱電阻增大,通過(guò)伴熱帶的電流減??;當(dāng)溫度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)(一般為 60~ 85℃ ),發(fā)熱電阻很大,幾乎使伴熱帶不導(dǎo)電;當(dāng)溫度下降后,發(fā)熱電阻又逐步變小。對(duì)于平板集熱器,如果冬季在結(jié)冰地區(qū)使用,就必須考慮防凍問(wèn)題;對(duì)于真空管集熱器,當(dāng)在低于 20℃ 的環(huán)境下使用時(shí),也需要考慮防凍問(wèn)題;對(duì)于管路系統(tǒng),當(dāng)在低于 0℃ 的環(huán)境下使用時(shí),也需要考慮防凍問(wèn)題。 如:短路保護(hù) 、 過(guò)電流保護(hù) 、 過(guò)載保護(hù) 、漏電保護(hù)等 。 79 系統(tǒng)管路選擇與設(shè)計(jì) 水泵的選型 (1) 選擇泵時(shí),主要看其揚(yáng)程和流量是否符合實(shí)際需要。 揚(yáng)程 : 泵的揚(yáng)程是指泵能揚(yáng)水的高度 。 一般情況下 , 閥門的公稱直徑和管道的公稱直徑相同 。 ( 4) 蝶閥 蝶閥可以圍繞閥座內(nèi)的一個(gè)固定軸旋轉(zhuǎn) 90176。 但它的耐候性較差 。分為給水鑄鐵管和排水鑄鐵管。 水箱集熱器61 系統(tǒng)整體布局的原則與方法 布局選擇原則 布局形式的選擇 , 主要應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形確定 , 并考慮以下幾點(diǎn) 。 在設(shè)計(jì)水箱進(jìn) 、 出水口處水管的布置時(shí) , 下循環(huán)管口流出的為低溫水 , 其在水箱內(nèi)的開(kāi)口方向應(yīng)水平或向下;上循環(huán)口流進(jìn)水箱的水為高溫水 , 其在水箱內(nèi)的開(kāi)口方向應(yīng)水平或向上;冷水補(bǔ)水進(jìn)口
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