给排水设计中太阳能热水系统应用.pdf

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1、城市建筑I水·暖·电IURBANISMANDARCHITECTUREWATERHEATERELECTRICITY给排水设计中太阳能热水系统应用一程磊落[}商要J随着经济的快速发展，能源的消耗不断加剧，建设节能经济己成为了当代经济快速发展的必然要求。随着建筑规模及多元化的不断扩大，各种能源的消耗不断增加。太阳能是永不枯竭的清洁绿色能源，太阳能热水系统能够为用户提供舒适卫生的热水用水环境，是一项有效的节能技术，应当大规模推广应用。本文介绍了太阳能热水系统主要控制及分类，最后实例分析了太阳能热水系统在建筑给排水方面的应用。[关键词】太阳能热水系统建筑给排水太阳能作为一种热辐射能源，是一种取之不尽

2、的清洁环保能源，近年来太阳能的利用已有很大发展，在日照较长的地区取得的效果更佳。《建筑给水排水设计规范》(GB50015～2003)(2009年版)中5．2．2A规定：当日照数大于I400h／年且年太阳辐射量大于4200MJ／m2及年极端最低气温不低于45。C的地区，宜优先采用太阳能作为热水供应热表1集热器特点和适用环境源。便是对太阳能大量应用提出了迫切需求。一、太阳能热水系统的主要组成部分1．太阳能集热器集热器是太阳能加热系统的主要部件，主要有平板型、全玻璃真空管、金属一玻璃真空管集热器三种。集热器的特点和适用环境等见表l。选用时应根据运行期内最低环境温度、水质条件、经济条件、维护管理等

3、多方面因素综合确定。集热器类型项目平板型全玻璃真空管型金属玻璃真空管型高于0℃可用运行期内最低环境温度低于0℃需要采取防冻措旖需考虑最低环境温度值及阴天持续时间可用全年集热效率低由高运行方式承压、非承压非承压承压、非承压易损程度低高由价格低中晶2．储热水箱(罐)在太阳能热水系统中，贮水箱是用于储存由太阳能集热器产生的热量，有时也称为“储热水箱”。利用液体(特别是水)进行储热，是各种热储存方式中理论和技术都最成熟、推广和应用最普遍的一种。通常希望所用液体除具有较大的比热容之外，还具有较高的沸点和较低的蒸气压，前者是避免发生相变(变为气态)，后者则是为减小对储热容器产生的压力。在低温液态蓄热介

4、质中，水是性能最好，因而也是最常使用的一种。3．辅助热源太阳能热水供应系统应设辅助热源及其加热设施。辅助热源宜因地制宜选择城市热力管网、燃气、燃油、电、热泵等。在农村或市政基础设施配套不全，热水用水要求不高的地区，可根据当地的实际情况，适当降低辅助热源的供热量标准。4．控制中心太阳能热水系统的控制中心主要负责整个系统的监控、运行、调节等功能，通常温差控制较为普及，有时还同时应用用温差控制和光电控制两种。现在的技术已经可以通过互联网远程控制系统的正常运行。太阳能热水系统控制中心主要由电脑软件及变电箱、循环泵组成。二、建筑给排水中太阳能热水系统的主要分类及控制1．太阳能热水系统的主要分类国际标

5、准对太阳能热水系统提出了科学的分类方法，即按照太阳能热水系统的七个特征进行分类，本文主要讲述太阳能系统分类中的两类(第l特征及第2特征)。(1)第l特征系统中太阳能与其他能源的关系①太阳能单独系统，没有任何辅助热源的太阳能热水系统。多用于农村或热水要求保障率低的地区，常见的形式如太阳能热水器。②太阳能预热系统，在水进入任何其他类型加热器之前，对水进行预热的太阳能热水系统。③太阳能带辅助能源系统，联合使用太阳能和辅助能源，并可不依赖于太阳能而提供所需热能的太阳能热水系统。(2)第2特征系统表示集热器内传热工质是否为用户消费的热水①直接加热系统，传热工质(水)最终被用户消费或循环流至用户的热水

6、直接流经集热器的系统，亦称为单循环系统或单回路系统。当原水总硬度<150mg／L或冬季日最低气温>5℃，可采用直接加热系统。②间接加热系统，传热工质(比如乙二醇)不是最终被用户消费，或循环流至用户的水不做为传热工质而是其他传热工质流经集热器的系统，亦称为双循环系统或双回路系统。当原水总硬度≥150mg／L或冬季日最低气温≤5℃，宜采用间接加热系统。2．太阳能热水系统的控制(1)运行控制①定温控制，直流式系统主要采用定温放水的控制方式，当集热器放水点温度高于设定温度时，温控阀开启将热水放入贮热水箱。采用非承压水箱，定温放水温度宜取40～60"C。适用于供热水规模小、用水时间固定的建筑。②温差

7、控制，强制循环系统宜采用温差控制，温度控制器一般设置在水箱下部和集热系统出水口，控制集热系统循环水泵开启的温差宜取5～10℃，水泵停止工作的温差为2～5℃。适用于供热水规模大，供热水要求高的建筑。(2)防冻控制太阳能热水系统中的集热器及其置于室外的管路，在严冬季节常常因积存在其中的水结冰膨胀而胀裂损坏，尤其是高纬度寒冷地区，因此必须从技术上考虑太阳能热水系统的“越冬”防冻措施。常用的太阳能热水系统防冻措施大致有以下几种。