【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 根據(jù)使用加工材料的不同可分為不銹鋼保溫水箱和玻璃鋼保溫水箱。下面就兩種水箱的材料組成、特點(diǎn)、應(yīng)用現(xiàn)狀及價(jià)格方面通過列表的方式進(jìn)行比較，如表31所示?？紤]現(xiàn)場(chǎng)的外部環(huán)境及設(shè)備的性價(jià)比，本設(shè)計(jì)所選水箱為1m179。的立方體不銹鋼保溫水箱，水箱設(shè)有安全閥，確保不因水箱內(nèi)部溫度及壓力過高而發(fā)生險(xiǎn)情，并設(shè)計(jì)有溫度傳感器及液位傳感器的安裝孔，使其能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。太陽能集熱器是吸收太陽輻射并將產(chǎn)生的熱能傳遞到傳熱工質(zhì)的裝置。太陽能集熱器雖然不是直接面向消費(fèi)者的終端產(chǎn)品，但是太陽能集熱器是組成各種太陽能熱利用系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。無論是太陽能熱水器、太陽灶、主動(dòng)式太陽房、太陽能溫室還是太陽能干燥、太陽能工業(yè)加熱、太陽能熱發(fā)電等都離不開太陽能集熱器，都是以太陽能集熱器作為系統(tǒng)的動(dòng)力或者核心部件的.按集熱器內(nèi)是否有真空空間太陽能集熱器可分為真空管集熱器和平板式集熱器。下面就兩種集熱器的工藝組成、特點(diǎn)、應(yīng)用現(xiàn)狀、價(jià)格通過列表的形式進(jìn)行比較，如表32所示，從而選取合適的應(yīng)用于本設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)所考慮的最低溫度為20℃，所以要選抗凍型的集熱器。系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要較高的熱效率及較長的使用壽命來降低成本。綜上本設(shè)計(jì)所選集熱器為一款型號(hào)為TMRQB5816型 的集熱器。設(shè)備具體參數(shù)如下：產(chǎn)品名稱：熱管真空管集熱器 產(chǎn)品型號(hào) TMRQB5816型 外形尺寸 13502050150 mm 自重 85kg 集熱器件 全玻璃真空集熱管 規(guī)格數(shù)量 Φ581800mm16支 集熱膜層 三靶磁控濺射吸熱膜層 涂層吸收率≥95%，發(fā)射率≤5% 德國進(jìn)口（400W/mK無氧銅）集熱條帶 玻璃罩管 傳熱器件 Φ814mm 超導(dǎo)紫銅熱管及鋁翼 集熱面積 m178。 空曬溫度 180℃ 承壓能力 集管材料 Φ25mmΦ38mm不銹鋼管 外殼材料 鋼板噴塑鋁合金扣蓋 保溫材料 40mm聚氨酯整體發(fā)泡 支架材料 熱鍍鋅板折彎型材噴塑 表32 集熱器種類表集熱器類型工藝組成特點(diǎn)應(yīng)用現(xiàn)狀價(jià)格真空管集熱器有內(nèi)管及外管組成，內(nèi)管內(nèi)壁有水銀涂層，內(nèi)管外壁有吸熱涂層，內(nèi)外管之間為真空層。內(nèi)外管均采用高硬度的高硼硅玻璃新技術(shù)、高效率，熱效率可高達(dá)93%；使用壽命長，散熱小，看抗凍能力強(qiáng)廣泛應(yīng)用于太陽能熱利用系統(tǒng)，目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)太陽能熱水器都使用真空管集熱器，在我國占有95%的市場(chǎng)份額5002000/平方米平板式集熱器主要有吸熱板、透明蓋板、隔熱板和外層等幾部分組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、成本低、承壓能力強(qiáng)、吸熱面積大；熱效率低、使用壽命偏低，散熱快、無抗凍能力應(yīng)用于太陽能熱利用系統(tǒng)，但市場(chǎng)占有份額小，正逐步被真空集熱管代替2001500/平方米178。，178。集熱面積，所以選四套裝置串聯(lián)使用。 太陽能電池板的設(shè)計(jì)及選型太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。 太陽能發(fā)電方式太陽能發(fā)電有兩種方式，一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式，另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式?！　。?） 光—熱—電轉(zhuǎn)換方式通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換成工質(zhì)的蒸氣，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。前一個(gè)過程是光—熱轉(zhuǎn)換過程；后一個(gè)過程是熱—電轉(zhuǎn)換過程，估計(jì)它的投資至少要比普通火電站貴5～～25億美元，平均1kW的投資為2000～2500美元。因此，目前只能小規(guī)模地應(yīng)用于特殊的場(chǎng)合，而大規(guī)模利用在經(jīng)濟(jì)上很不合算，還不能與普通的火電站或核電站相競(jìng)爭(zhēng)。　?。?） 光—電直接轉(zhuǎn)換方式該方式是利用光電效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光—電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽能電池。太陽能電池是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，是一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管，當(dāng)太陽光照到光電二極管上時(shí)，光電二極管就會(huì)把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流。當(dāng)許多個(gè)電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。一般太陽能電池板可分為：晶體硅電池板、非晶硅電池板和化學(xué)染料電池板。其中市場(chǎng)上主流的產(chǎn)品為晶體硅電池板，非晶硅電池板和化學(xué)染料電池板在發(fā)展中，下面就三種電池板的組成工藝、特點(diǎn)、使用現(xiàn)狀進(jìn)行列表分析，如表33所示。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，太陽能電池板轉(zhuǎn)換的電量儲(chǔ)存在專用蓄電池中，確保系統(tǒng)隨時(shí)可以用電。由于是工業(yè)應(yīng)用，所以要保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，及對(duì)外部環(huán)境要有很強(qiáng)的適應(yīng)性，使用壽命高且性價(jià)比高。綜合以上比較本設(shè)計(jì)系統(tǒng)所選太陽能電池板為多晶硅薄膜電池板。具體規(guī)格如表34所示。表33 太陽能電池板種類表電池板種類工藝組成特點(diǎn)使用現(xiàn)狀晶體硅電池板主要有晶體硅材料構(gòu)成，分為多晶體硅和單晶體硅兩種轉(zhuǎn)換效率高、技術(shù)最成熟、價(jià)格較高是目前主流的太陽能電池板，廣泛應(yīng)用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)，太陽能熱電系統(tǒng) 非晶硅電池板分為非晶硅薄膜電池板和有機(jī)太陽能電池成本低、轉(zhuǎn)換效率較高、便于大規(guī)模生產(chǎn)、重量輕但穩(wěn)定性不高由于其穩(wěn)定性不高，應(yīng)用范圍較小化學(xué)燃料電池板主要是指以染料敏化多孔納米結(jié)構(gòu)TiO2薄膜為光陽極的一類半導(dǎo)體光電化學(xué)電池成本低、壽命長、效率高、可大規(guī)模生產(chǎn)、制造簡(jiǎn)單等由于技術(shù)不成熟，處在研究中所以應(yīng)用較少，有廣闊的發(fā)展空間表34 多晶硅電池板規(guī)格表規(guī)格標(biāo)稱功率峰值電壓峰值電流最大開路電壓短路電流使用壽命20W/12V20W2025年考慮到本系統(tǒng)需要連續(xù)運(yùn)行，所以需要一個(gè)長期穩(wěn)定的供電電源來給系統(tǒng)供電，由此便需要一個(gè)大容量的蓄電池來維持整個(gè)系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。由式（2—12）可得系統(tǒng)的總阻力損失為：由式（2—7）可得：則循環(huán)水泵的有效功率：式中： 代入數(shù)據(jù)得：，取15%的安全余量，則可求得電動(dòng)機(jī)的功率，既 （3—1）實(shí)際水泵選10W的，則連續(xù)工作三天所需電量為：選12V蓄電池，則蓄電池容量根據(jù)設(shè)計(jì)需要，選出了以下幾種，如表35所示。表35 蓄電池種類表種類容量特點(diǎn)使用范圍價(jià)格免維護(hù)鉛酸蓄電池12V120AH安全密封、免維護(hù)、自放電低、安裝方便、使用壽命長太陽能系統(tǒng)、UPS電源系統(tǒng)，供發(fā)電站、變電站等直流系統(tǒng)使用800元金武士鉛酸免維護(hù)電池PW12UPS150AH壽命長、綠色環(huán)保、可靠性高、內(nèi)阻小、自放電低、安全性高UPS后備電源、控制設(shè)備、電信設(shè)備、醫(yī)療器材、安全系統(tǒng)、應(yīng)急電源、電動(dòng)工具、電子儀器等1200元12V100AH太陽能光伏專用儲(chǔ)能蓄電池/膠體蓄電池100AH安全性高、使用壽命長、自放電低、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)太陽能系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、電信系統(tǒng)、電動(dòng)工具等1000元考慮成本及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，本設(shè)計(jì)選12V100AH太陽能光伏專用儲(chǔ)能蓄電池。 太陽能熱水管的設(shè)計(jì)及選型由第2章的計(jì)算可知，單井儲(chǔ)油罐底部設(shè)計(jì)需180176。彎頭113個(gè)。本設(shè)計(jì)中，由于管路直接纏繞于儲(chǔ)油罐，所以所需管路要有很強(qiáng)的耐腐蝕性、可塑性，內(nèi)壁光滑以降低管路的阻力損失，綜合上述概況由以下幾種可供選擇，如表36所示。 表36 太陽能熱水管種類表種類特點(diǎn)導(dǎo)熱系數(shù)使用范圍價(jià)格PERT管綠色環(huán)保、耐酸堿、抗蠕變、抗老化、抗沖擊、阻力小、高柔韌性、可焊接、使用壽命長等廣泛應(yīng)用于室內(nèi)供暖系統(tǒng)、地?zé)嵯到y(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)等鋁塑復(fù)合管耐溫范圍廣、耐壓強(qiáng)度高、使用壽命長、抗靜電、阻燃、耐腐蝕、不結(jié)垢廣泛應(yīng)用于冷熱給水、燃?xì)?、采暖、純凈水、化工、醫(yī)藥、食品管道系統(tǒng)及船舶配管和電器導(dǎo)管等PEX管耐高溫、承壓能力強(qiáng)、阻力小廣泛應(yīng)用于太陽能熱水器冷熱管原油從地底被抽取到儲(chǔ)油罐時(shí)，本身溫度會(huì)在40—60℃左右，所以進(jìn)入儲(chǔ)油罐的原油在一段時(shí)間內(nèi)是不需要被加熱的，當(dāng)原油經(jīng)過一段時(shí)間的散熱溫度會(huì)降低這時(shí)就需要加熱系統(tǒng)來給原油進(jìn)行加熱，而在這之前盡量使原油不散熱或者散熱速率降低是儲(chǔ)油罐保溫加熱系統(tǒng)的重要一環(huán)。所以所選太陽能熱管導(dǎo)熱系數(shù)不應(yīng)過大以降低原油的散熱效率，結(jié)合低成本的要求本設(shè)計(jì)選PETR（202）管作為系統(tǒng)的熱水循環(huán)管路。由于PERE管具有熱熔性，所以彎頭不需要另選特殊的彎頭，直接焊接即可，這樣也解決了儲(chǔ)油罐底部設(shè)計(jì)需要大量彎頭的難題。為防止系統(tǒng)由于長期使用造成水垢阻塞管路的正常循環(huán)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)有排污系統(tǒng)及外部加水系統(tǒng)。排污系統(tǒng)即定期將儲(chǔ)水罐及管路中的水排空一次來沖洗管路，使管路可以長期穩(wěn)定運(yùn)行。外部加水系統(tǒng)即由水罐車定期給系統(tǒng)加水，由于采油廠一般都在偏遠(yuǎn)的地區(qū)，就地沒有自來水系統(tǒng)只能靠水罐車來定期給系統(tǒng)換水及沖洗。排污及外部加水系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下： 圖31 排污及外部加水系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖排污時(shí)，首先將儲(chǔ)水箱內(nèi)水放空，然后關(guān)閉閥門3，打開閥門5，將水車的出水口和系統(tǒng)的加水口練接，借助水車的壓力將左側(cè)水管沖洗一遍，左側(cè)沖洗完后，關(guān)閉閥門2，打開閥門3，沖洗右側(cè)管路。加水時(shí)，閥門4打開，閥門6關(guān)閉，將水車的出水口與系統(tǒng)的加水口連接，用水車給系統(tǒng)加水。所用閥門均為普通手動(dòng)截止閥。系統(tǒng)的循環(huán)需要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)來完成，由式3—1可得，目前市場(chǎng)上主流的小功率水泵主要有以下幾種，如表37所示。 表37 水泵種類表種類流量功率特點(diǎn)適用范圍價(jià)格普蘭迪12v直流隔膜泵23L/min10W壓力大、耗電量小、壽命長、耐油、耐熱、耐酸堿腐蝕等廣泛應(yīng)用于通用工業(yè)設(shè)備、醫(yī)藥設(shè)備、化工設(shè)備、農(nóng)業(yè)、車輛清洗、水凈化及水處理設(shè)備等58元直流微型隔膜水泵24L/min 5W運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可長時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，使用壽命長、能耗小、耐腐蝕、耐熱、耐油等運(yùn)用于家庭供水、太陽能工業(yè)、水凈化業(yè)。食品飲料加工設(shè)備、車輛船舶沖洗設(shè)備等