太阳能热水系统设备_太阳能热水系统设备生产厂家
1.阳台壁挂太阳能热水器怎么样
2.太阳能热水系统的介绍
3.太阳能热水器的定义是什么?
4.太阳能热水系统的结构特点
5.自制太阳能热水器方法 太阳能热水器系统构造
1天普太阳能空气热水器介绍
1.1运行原理
天普太阳能空气热水器由承压水箱和室外机组成。热水器利用太阳能把空气加热,然后利用热空气中的热量来加热生活热水。该技术突破了狭义太阳能界限,创造性的把利用太阳能的方式扩展到了广义太阳能领域,利用空气作为介质,从根本上解决了之前太阳能热水系统在住宅建筑应用上出现的问题。
1.2节能效果分析
1吨水完全靠电加热由15℃加热到60℃所需耗电:Q=1000×(60-15)/(860×0.9)=58KWH。根据住宅建筑太阳能热水系统的相关技术规范,太阳能系统的保证率一般为50%。以太阳能与电加热辅助热源结合的系统为例,1吨水所需热量的50%需要靠电提供。则1吨水需耗电58KWH×50%=29KWH。天普太阳能空气热水器的能效比为1:3.7,利用天普太阳能空气热水器加热1吨水需耗电:58KWH/3.7=15.7KWH。天普太阳能空气热水器的太阳能保证率为:(58-15.7)/58=73%。
1.3天普太阳能空气热水器的安装
天普太阳能空气热水器有卧式和立式两种,可悬挂安装在室内厨房、卫生间、阳台等离用水点最近的位置(见图3、图4)。天普太阳能空气热水器的室外机与空调的室外机很相似,室外机悬挂安装在住宅建筑的建筑立面上。室外机的外面可安装百叶等围护设备,便于与建筑一体化结合(见图5)。
2、天普太阳能空气热水器的特点
(1)采用广义太阳能设计理念,利用热空气中的能量,不受采光条件的限制,尤其适用于屋面可利用面积较小,楼间距小,南阳台和南立面采光不好的住宅建筑。(2)室外机可安装在建筑外墙里面,外观与空调一样,可利用成熟的空调与建筑一体化技术,不会对建筑的外观造成破坏,便于与建筑结合。(3)每户设计安装一台热水器,利用用户自己家中的水和电,避免了后期物业管理纠纷。(4)本项目选用的热水器能效比大于3,因此太阳能保证率为70%左右。保证率远远高于太阳能热水系统。(5)盘管承压水箱安装在卫生间或离浴室最近的阳台上,系统管路短。(6)热水器利用空气作为加热介质,不存在泄露和防冻问题。(7)热水器可随时启动和停止,不会出现过热现象。
3、应用前景展望
随着能源危机的进一步加剧,住宅建筑推广太阳能的范围会越来越广,力度越来越大,对太阳能系统和技术要求越来越高。因此,迫切需要在理念上的突破和技术上的创新。天普太阳能空气热水器创造性的采用了广义太阳能理念,采用空气作为加热介质,解决了常规住宅建筑太阳能热水系统的问题和缺点。可应用于任何形式的住宅建筑。因此,其将逐渐取代现有的住宅建筑太阳能系统技术。具有广阔的发展前景。但由于长期以来,对太阳能认识的局限性,以及在此基础上制定的现行标准、规范和政策的引导,将导致该产品在推广过程中受到一定的限制。
4、结论
天普太阳能空气热水器是一款适合各种类型住宅建筑的新型太阳能热水系统。该产品具有建筑一体化程度高,节能效果更明显,可靠性更好的特点。该产品的大力推广必将改变现有的住宅建筑太阳能热水系统的现状,掀起一场住宅建筑太阳能应用技术领域的革命。
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阳台壁挂太阳能热水器怎么样
一、原理:
1.壁挂式太阳能热水器是通过平板集热器的翅片集热的,就是通过它将太阳的辐射装换成了热能,这样使得水箱中的水温不断的增高。
2.壁挂式太阳能热水器利用了热液密度小、冷液密度大的特点,然后通过壁挂式太阳能热水器的循环水管路线,在集热器和水箱之间形成一个冷热循环的自然循环使得水箱里面的温度升高,达到水加热的目的。
热水系统是平板集热器里面的翅片将吸收的太阳辐射转换成热能,使得集热器换热管内中的工质的温度不断升高,利用热液密度小,冷液密度大的特点,通过循环管路,在集热器与水箱之间形成冷水自上而下,热水自下而上的自然循环。通过这种循环,使水箱内的水逐渐升温。由于平板集热器内的工质为抗低温液体,能保持在零下40度不冻。所以即使高寒地区,一年四季也可正常运行。
二、构造
此种太阳能热水器,其结构部件主要由6部分组成,分别为:
1、太阳能集热器。其主要完成太阳能由光能到热能的接收和转换。应用在阳台壁挂上的太阳能集热器形式主要有平板型、U型真空管型和热管真空管型三种。
平板型太阳能集热器在欧美地区得到广泛使用,我国由于全玻璃真空管的大规模发展,所以平板集热器在我国的占有比例较低。但它具有热效率高、承压性好、不存在过热隐患等优点,是一种非常理想的与建筑结合的太阳能集热器。
U型真空管型太阳集热器是在全玻璃真空管中插入弯成U型的金属管,在U型管和玻璃真空管之间有与两者紧密接触的金属翅片,作为二者之间的传热体。这种真空集热管有两种形式,一种是选择性吸收涂层在玻璃管上,真空集热管吸热后通过翅片把热量传递给U型管中的介质,另一种是选择性吸收涂层在U型管的金属翅片上,U型管直接吸热传给介质。
热管真空管型太阳能集热器的热管元件安装在全玻璃真空管内,热管上有紧密接触的金属翅片,直接由翅片吸热,然后传递给热管中的流体介质,继而加热联集管中的水。热管真空管型太阳集热器是一种非常有前途的集热器,也非常适合与建筑进行结合设计。
2、贮热水箱。用于贮存由集热器转换而来的热量,供用户使用。水箱密闭承压,带温度表、压力安全阀,有的还配备电辅助加热器。
目前市场上贮热水箱结构按换热方式的不同,主要分为三种:
一是双层内胆结构。在原热水器内胆外增加一个封闭夹层空间,该空间用于贮存换热介质,通过介质把太阳能集热器吸收的热能传递到内胆里的水中,从而把内胆里的水加热。
该结构的优点是换热速度快,换热介质在双层内胆的夹层里,能够把太阳能集热器吸收的热量快速地传递给内胆里的水。缺点是:焊缝较多,易出现焊接缺陷,同时由于夹层的间隙较小(一般在10mm左右),夹层内壁上无法进行防腐处理,夹层结构抗腐蚀性较差,影响使用寿命。
二是内置盘管结构。该结构是在原热水器内胆里增加换热盘管。换热介质在盘管内流动,通过盘管把热量传递给内胆里的水。此种换热结构的水箱在市场上占有率较高。
该结构的优点是盘管用铜管弯曲成形,防腐性能可靠,使用寿命长。缺点是:铜管的价格较贵,成本较高;由于盘管与内胆里的水接触面积一般会小于双层内胆结构的换热接触面积,因此换热速度比双层结构的换热方式慢。
三是内置小内胆结构。该结构是在原热水器内胆内再增加一个小内胆,用于换热。
该结构的优点是采用这种结构可对大内胆和小内胆都做搪瓷防腐处理,解决双层内胆夹层内不能做防腐处理的缺点,延长了使用寿命,同时又比铜盘管结构节约成本。缺点是:一般是在小内胆和大内胆焊接成形后,再进行搪瓷,但这很难保证大内胆内壁和小内胆外壁上的搪瓷层厚度均匀;而如果先搪瓷小内胆,再把搪瓷后的小内胆焊接在大内胆上,最后搪瓷大内胆内壁,但是这个工艺不仅会造成小内胆二次搪烧,而且小内胆与大内胆焊接处的搪瓷质量也难以保证。
3、控制器。控制器是整个系统的大脑,通过各个位置传感器的电信号来控制整个系统的运行,目前有两种形式,一种是直接安装在水箱上的控制器,另一种为了用户的使用方便,安装在便于操作的卫生间或其他客户要求的位置。
控制方式有多种,可通过温差控制、最高温控制、定时加热控制等方式来调节水箱水温。
4、泵站。泵站内设置循环泵、流量指示调节器、单向阀、泄压阀和压力表等[2]。
循环泵一般采用屏蔽式热水循环泵。流量指示调节器指示系统循环时的流量值,并根据流量的大小调节循环泵的转速。单向阀能在泵停止运转后防止倒流。泄压阀能保证系统的安全,当系统内的压力超过所能承受的最大值时开阀泄压。压力表显示系统中的压力值。
泵站和控制器可以组合成一体化的太阳能工作站。
5、膨胀罐。整个系统是闭式液体循环系统,运行压力一般设在0.6~0.8MPa。介质被加热时会出现体积和压力的膨胀,为了平衡容量和压力,系统中需要使用膨胀罐。膨胀罐是一个由隔膜将气体(一般是氮气)与系统分成两部分的密闭式容器,它可以吸收和容纳因受热而体积膨胀的液体,平衡系统的容积和压力。系统冷却时,预充氮气的压力将隔膜推到底部;系统升温时,压力增大,系统液体压力高于预充氮气的压力,加热膨胀的介质流入膨胀罐。
6、连接管路。集热器与贮热水箱,还有其他部件之间的连接一般采用铜管或者PP-R管,外面包裹保温材料减小热损。
安装注意事项
安装阳台壁挂太阳能时候一定要与小区物业沟通,因为有的楼房外层是隔热层,不允许打孔。另外阳台壁挂式太阳能因为安装有一定的倾斜角度,会挡到楼下邻居的光线,造成邻里纠纷,因为是侵犯邻里权益,打官司往往失利,安装的时候要尽量避免这个问题。
参考资料:
太阳能热水系统的介绍
热水器我们大家都不陌生,在我们生活中也经常会使用到。在我们选择的时候也都希望可以选择一款好质量的来使用。在我们选择的时候才发现热水器的种类及品牌有很多,而阳台壁挂太阳能热水器只是其中的一种,它怎么样呢?我们就跟大家一起来看看阳台壁挂太阳能热水器怎么样及特点有哪些吧!
阳台壁挂太阳能热水器怎么样
1、它本身就配备了承压水箱,并且是可以和自来水连接的,因此不会出现水压不够,水上不来的情况。
2、它使用的是热循环方式,即使是冬天的天气低于负30度,也不会出现结冰的现象,并且它的系统安全性比较的高,我们不用考虑安全问题。
3、它的安装比较方便,即使我们将它安装在一楼或是底层地面也可以向高层供水,不需要任何的外加动力装置。
4、就算没有太阳,是阴雨天,我们也不用担心它的使用,因为它是光电齐用的,也可以用电能加热,让没有太阳的冬天也能享受热水。
5、它的价格比较高,因此它的安装费用也比较高,就普通100L左右的太阳能,它的价格大约在四五千左右。
6、由于它的水箱比较的小,如果我们是一个人使用的话,就比较适用太阳能的,如果是一家人就比较适用电能或者燃气的热水器了。
7、它的地域性比较明显。因为会受太阳直接影响,因此它在南方使用的比较广,比较频繁,而在南方就比较少用。
阳台壁挂太阳能热水器优势
1、分体安装:热水系统的集热器部分与水箱完全分离,集热器在阳台安装,水箱充分利用阳台的室外空间,解决了高层建筑的用户无法安装太阳能热水系统的问题,实现了太阳能与建筑的结合。
2、承压运行:水循环系统为承压系统,出水压力稳定,能达到恒温恒压,洗浴更加舒适。
3、系统节能:工质循环系统为自然循环,所以在阳光充足的情况下,提供用户热水,但是整个系统为零能耗。
4、单向换热:平板集热器换热管内不走水,集热器和水箱是换热式工作。并且换热属于单向换热。
在我们选择热水器的时候需要对它的性能有一定的了解。以上就是小编今天为大家介绍的阳台壁挂太阳能热水器怎么样及特点有哪些到这里就结束了。
太阳能热水器的定义是什么?
太阳能热水系统是利用太阳能集热器,收集太阳辐射能把水加热的一种装置,是目前太阳热能应用发展中最具经济价值、技术最成熟且已商业化的一项应用产品。 太阳能热水系统的分类以加热循环方式可分为:自然循环式太阳能热水器、强制循环式太阳能热水系统、储置式太阳能热水器等三种。
太阳能热水系统的结构特点
太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的加热装置,将水从低温加热到高温,以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器,主要以真空管式太阳能热水器为主,占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关零配件组成,把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管,真空集热管利用热水上浮冷水下沉的原理,使水产生微循环而得到所需热水。高科技产品,铜铝阳极化复合板芯或全紫铜板芯,表面处理工艺高,传热性能好,吸热能力强,产水量大。
阳光穿过吸热管的第一层玻璃照到第二层玻璃的黑色吸热层上,将太阳光能的热量吸收,由于两层玻璃之间是真空隔热的,传热将大大减小(辐射传热仍然存在,但没有了热传导和热对流),绝大部分热量只能传给玻璃管里面的水,使玻璃管内的水加热,加热的水便轻沿着玻璃管受热面往上进入保温储水桶,桶内温度相对较低的水沿着玻璃管背光面进入玻璃管补充,如此不断循环,使保温储水桶内的水不断加热,从而达到热水的目的。系统保温性能好,蓄热能量大,保温水箱有蓄水功能,可满足大批量人员集中使用热水,亦可作停水时应急水源之用。太阳能热水器系统全自动静态运行,无需专人看管、无噪音、无污染、无漏电、失火、中毒等危险,安全可靠,环保节能利国利民。具有排污净化功能 ,水源洁净无污染。真空管式太阳能热水器保温性能好,抗冻能力强。大面积安装对楼面有隔热作用。
自制太阳能热水器方法 太阳能热水器系统构造
系统组成:真空管集热器、可连接水箱、可调整支架、换热器。
无动力循环即热式太阳能热水系统运行原理:真空管内的水遇到阳光辐射后,开始升温,管内的水升温后密度变小,自然循环到水箱内,逐步把水箱内的水加热,升温后的水储存在具有聚氨酯发泡保温的的水箱内。室内冷水经过水箱内固定好的波纹管流道流过,把带有压力的自来水温升到几乎与水箱内水温相同的温度(温差小于2度)流出。从而获得稳定、有压力的、洁净的热水。 自然循环太阳能热水系统是依靠集热器和储水箱中的温差,形成系统的热虹吸压头,使水在系统中循环;与此同时,将集热器的有用能量收益通过加热水,不断储存在储水箱内。
系统运行过程中,集热器内的水受太阳能辐射能加热,温度升高,密度降低,加热后的水在集热器内逐步上升,从集热器的上循环管进入储水箱的上部;与此同时,储水箱底部的冷水由下循环管流入集热器的底部;这样经过一段时间后,储水箱中的水形成明显的温度分层,上层水首先达到可使用的温度,直至整个储水箱的水都可以使用。
用热水时,有两种取热水的方法。一种是有补水箱,由补水箱向储水箱底部补充冷水,将储水箱上层热水顶出使用,其水位由补水箱内的浮球阀控制,有时称这种方法为顶水法;另一种是无补水箱,热水依靠本身重力从储水箱底部落下使用,有时称这种方法为落水法。 强制循环太阳能热水系统是在集热器和储水箱之间管路上设置水泵,作为系统中水的循环动力;与此同时,集热器的有用能量收益通过加热水,不断储存在储水箱内。
系统运行过程中,循环泵的启动和关闭必须要有控制,否则既浪费电能又损失热能。通常温差控制较为普及,有时还同时应用温差控制和光电控制两种。
温差控制是利用集热器出口处水温和贮水箱底部水温之间的温差来控制循环泵的运行。
早晨日出后,集热器内的水受太阳辐射能加热,温度逐步升高,一旦集热器出口处温和贮水箱底部水温之间的温差达到设定值(一般8~10℃)时,温差控制器给出信号,启动循环泵,系统开始运行;遇到云遮日或下午日落前,太阳辐照度降低,集热器温度逐步下降,一旦集热器出口处水温和贮水箱底部水温之间的温差达到另一设定值(一般3~4℃)时,温差控制器给出信号,关闭循环泵,系统停止运行。
用热水时,同样有两种取热水的方法:顶水法和落水法。
顶水法是向贮水箱底部补充冷水(自来水),将贮水箱上层热水顶出使用;落水法是依靠热水本身重力从贮水箱底部落下使用。在强制循环条件下,由于贮水箱内的水得到充分的混合,不出现明显的温度分层,所以顶水法和落水法都一开始就可以取到热水。顶水法与落水法相比,其优点是热水在压力下的喷淋可提高使用者的舒适度,而且不必考虑向贮水箱补水的问题;缺点也是从贮水箱底部进入的冷水会与贮水箱内的热水掺混。落水法的优点是没有冷热水的掺混,但缺点是热水靠重力落下而影响使用者的舒适度,而且必须每天考虑向贮水箱补水的问题。
在双回路的强制循环系统中,换热器既可以是置于贮水箱内的浸没式换热器,也可以是置于贮水箱外的板式换热器。板式换热器与浸没式换热器相比,有许多优点:其一,板式换热器的换热面积大,传热温差小,对系统效率影响少;其二,板式换热器设置在系统管路之中,灵活性较大,便于系统设计布置;其三,板式换热器已商品化、标准化,质量容易保证,可靠性好。
强制循环系统可适用于大、中、小型各种规模的太阳能热水系统。 直流式太阳能热水系统是使水一次通过集热器就被加热到所需的温度,被加热的热水陆续进入贮水箱中。
系统运行过程中,为了得到温度符合用户要求的热水,通常采用定温放水的方法。集热器进口管与自来水管连接。集热器内的水受太阳辐射能加热后,温度逐步升高。在集热器出口处安装测温元件,通过温度控制器,控制安装在集热器进口管理上电动阀的开度,根据集热器出口温度来调节集热器进口水流量,使出口水温始终保持恒定。这种系统运行的可靠性取决于变流量电动阀和控制器的工作质量。
有些系统为了避免对电动阀和控制器提出苛刻的要求,将电动阀安装在集热器出口处,而且电动阀只有开启和关闭两种状态。当集热器出口温度达到某一设定值时,通过温度控制器,开启电动阀,热水从集热器出口注入贮水箱,与此同时冷水(自来水)补充进入集热器,直至集热器出口温度低于设定值时,关闭电动阀,然后重复上述过程。这种定温放水的方法虽然比较简单,但由于电动阀关闭有滞后现象,所以得到的热水温度会比设定值低一些。
直流式系统有许多优点:其一,与强制循环系统相比,不需要设置水泵;其二,与自然循环系统相比,贮水箱可以放在室内;其三,与循环系统相比,每天较早地得到可用热水,而且只要有一段见晴时刻,就可以得到一定量的可用热水;其四,容易实现冬季夜间系统排空防冻的设计。直流式系统的缺点是要求性能可靠的变流量电动阀和控制器,使系统复杂,投资增大。
直流式系统主要适用于大型太阳能热水系统。 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。在低温液态蓄热介质中,水是性能最好,因而也是最常使用的一种。
优点
①物理、化学和热水学性质很稳定,人们对它了解得十分清楚,使用技术最成熟;
②可以兼作蓄热介质和传热介质,在储热系统内可以免除热交换器;
③传热及液体特性相当好,在常用液体中,其比热容最大,热膨胀系数较小,黏滞性小,很适合于自然循环和强制循环;
④液态-气态平衡时的温度-压力关系十分关系十分适用于平板太阳能集热器;
⑤来源丰富,价格低廉。
缺点
①作为一种电解腐蚀性物质,所产生的氧气易于锈蚀金属,且对于大部分气体(特别是氧气)来说都是溶剂,因而对容器和管道容易产生腐蚀;
②凝固(结冰)时体积膨胀较大(达10%左右),易对容器和管道造成破坏;
③在中温以上(超过100℃),它的蒸气压随其热水温度的升高而指数增大,帮用水来储热,温度和压力都不能超过其临界点(373.0℃,2.2×10Pa),如就成本而言,储热温度为300℃时的成本比储热温度为200℃时的成本要高出2.75倍。
利用水作为蓄热介质时,可以选用不锈钢、搪瓷、塑料、铝合金、铜、铁、钢筋水泥、木材等各种材料制作储热容器,其形状可以是圆柱形、箱形和球形等,但应注意所用材料的防腐蚀性和耐久性。例如选用水泥和木材作为储热容器材料时,就必须考虑其热膨胀性,便防止因长久使用产生裂缝而漏水。
储热水箱储热水箱是一种既可以储热又可以蓄冷的装置。它是在给建筑物供应热水、供暖以及空调的系统中作为一个组成部件而发展起来的,主要用于调节能源与能耗之间的不平衡,以便提高系统的热利用效率及满足热负荷的需要。
储热水箱由于放热特性(完全压出流、完全混合流和部分混合流)、压力状态(敞开式和封闭式)、水箱数多少(单箱和多箱)、水箱的安装方式(立式或纵式和卧式或横式)、结构材料以及用途等的不同,可以分为各种不同的类型。下面仅就前两者进行重点介绍。 按照储热水箱的放热特性(或储热水箱内的混合特性),可以分为完全压出流、完全混合流和部分混合流三类。如以υ表示水流速度,L表示水箱长度,E表示混合扩散系数,则上述三类可以根据箱内水温的混合程度或混合特性M=υL/(2E)值的大小进行分类。
⑴完全压出流
或称活塞流,即水箱内的完全是活塞式流动,箱内存在冷热两个水域,二者的分界面十分清晰,表明几乎没有混合,这时可以认为E→0或M→∞。当储热水箱放热(冷)时,水流从底(顶)部进入,热量可以全部加以利用,这是一种理想状态,如图2-11所示。假定在储热水箱内盛有100L温度为80℃的热水,然后从底部进口A处缓慢地注入20℃的冷水,而在出口B处流出的则全部是80℃的热水。但当流出的水量风一超过100L,则水温立即降为20℃。
⑵完全混合流
水箱内的温度完全均匀一致,表明混合得非常充分,这时可以认为E→∞或M→0。通常情况下,这只有在储热水箱内安装强力搅拌机,当它一边搅拌一边缓慢地注入冷水时才有可能实现。开始时从出口B处流出的水温是80℃,然后随着时间的推移,水温按指数函数的形式降低,当流出水量刚好达到100L时,水温已降为80×e≈29.3℃左右。
⑶部分混合流
或称为温度分层流,表明水箱内的温度分布不均匀,出现分层情况,这是可以认为E值有限,即0<E<∞,因此M值也有限,0<M<;∞。在通常情况下,一般储热水箱内的情况大都如此。 按照储热水箱的压力状态,可以分为敞开式和封闭式两类。在通常的大气压力下,空间采取何种形式为宜,需视实际情况而定。
⑴敞开式
因水箱与大气相通,承受压力较小,但容易受酸性腐蚀,且由于氧气易溶于水,故对容器的耐腐蚀性要求较高;另外,系统所用消耗伯扬程也要求较高。一般多用于大型太阳能系统。
⑵封闭式
因水箱内充满水,故上方应设置膨胀箱,以避免将储热水箱破坏。其优点是配管系统简单,所需水泵的扬程较小,因而循环泵消耗的动力较少;其缺点是所承受的静压力比较大,对储热水箱的耐压要求也比较高,因而耐压容器的设备费用较高。一般多用于小型太阳能系统。
实际应用中,建筑物的供热水系统和屋顶的储热水箱(与自然循环热水系统配套使用)大都是敞开式的;此外,利用基础梁的空间作为储热水箱以及使用混凝土制的单独储热水箱也都是敞开式的。相反,当系统运行温度在100℃以上时,除非采用特殊的传热介质,否则所用储热水箱必须是封闭的;此外,放置在地面上的强制循环热水系统的储热水箱也大都是封闭式的。
储热水箱的结构材料,敞开式的多用镀锌钢板、不锈钢和玻璃钢等,而封闭式的则多用搪瓷、不锈钢和玻璃钢等。
储热水箱的结构形式,多半采用圆筒形,一则易于加工,易于封闭,比较经济;二则放热性能较好,所形成的死水区域较小;三则具有较好的耐压性(在内压相同的情况下,作用在圆筒壁上的张力与半径成正比)。 ⑴热动态特性的主要参数
①储热水箱内死水区域的大小;
②由储热水箱内不同温度的水的混合程度所确定的混合特性M值的大小;
③储热材料内部所存在的温度梯度;
④热交换器的热容量;
⑤与储热水箱连接的管道系统的热容量;
⑥储热水箱本身以及与其相接触的周围环境的热容量(适用于埋在地下的储热水箱)。
对于利用水作为蓄热介质的储热水箱来说,因为不必使用热交换器,故可不考虑上列③④两项。
⑵影响热动态特性的因素
①水箱内流体的混合状况—在实际使用的储热水箱中,水流线有可能形成非完全活塞流的形式,这样不仅不能充分地储热,也会使所储存的热量不能得到完全的利用。
②水箱的结构和循环水量—主要是指水箱内隔板的数量和配置方式,连通管的数量、管径和设置位置,还有箱的形状和循环水量等。
③失热和得热—由于水箱本身具有围护结构表面,故不可避免地会有失热和得热。对于为削平瞬时用热高峰而设置的短期储热水箱来说,如果埋于地下又采取隔热措施,则对其热动态特性反而不利,因为土壤具有热容量,也能起到一定的储热作用。
④储热温度和取热温度—所谓储热温度,是指储热终了时水箱内的平均水温;所谓取热温度,则是指从水箱内取热时的出口水温。热量能否充分地加以利用以及整个储热水箱运行时间的长短,都与这两个温度的取法密切相关。 在使用储热水箱时,出口水温的变化状况对于热负荷来说是重要的。从理论上讲,可以通过求得箱内的水温分布情况来获得输入温度和输出温度(即通常所谓的进、出口温度)之间的函数关系。但这样做就必须应用三维的连续性方程、动量守恒方程和能量守恒方程来求解,步骤十分复杂,所需计算程序也很长。
在实际设计中,并不需要直接了解箱内的水温分布温度,而只需知道输入温度和输入热量随时间的变化情况,并能求得输出温度随时间变化的结果即可。主要使用的是“瞬态响应法”,即把整个水箱视作一个系统。如果假定输入和输出之间存在着线性关系(当进、出口水温相差不大时,即可近似地认为如此),则对于任何输入温度的变化,都可通过卷积积分求得其输出温度的变化。
总之,利用储热水箱作为热水、采暖及空调系统的小规模和短期储热装置,在太阳能热利用中起着重要的作用,并已取得了一系列的实际应用。如果需要进行大规模和跨季度长期储热,近二三十年来已有一些国家开始研究地下含水层作为有效的储热和节能措施。
随着社会的不断发展,节能环保的理念也深入人心,越来越多的人们都更愿意选择安装太阳能热水器,因为太阳能热水器是通过阳光来进行加热储存热水的,所以很多人都会选择太阳能热水器,也有很多人选择自己动手制作太阳能热水器,那么,自制太阳能热水器的方法有哪些呢?太阳能热水器系统构造是什么样呢?
一、自制太阳能热水器方法
1.制作水箱
因为太阳能热水器是细长的,方便于密集排列集热管。用两个废弃的电热水器(优点是进出水口、保温层、防护漆都是现成的)焊接是个不错的选择,而且应当从井口侧对接(用两个汽油桶焊接更简单,但要增加保温这个大工序,而且还有容积过大、以及楼顶承重方面的隐忧)。然后从顶部开个呼吸孔和溢流口、底部开一长排集热管孔就可以了。自制的最大难题在于水流控制,即用什么装置检测加满水、并停止上水,浮子阀简单,但固定、检修较为困难,电磁阀可靠,但又得依赖于可靠的传感器、主板和电源,还有辅助加热功能的选择;因陋就简、不要自动控制也是个不错的选择。
2.制作支架
制作支架时可以自己焊接,也可以直接在安装位置砌一个砖墙替代,关键是承重要均衡、结构要稳固,光照方向要明确。
3.安装集热管
在制作太阳能热水器的时候,集热管和密封圈都得购买,事实上这个工作在设计阶段都已经要考虑进去了,安装到位后就可以注水检漏了。
4.管路连接
将热水器与给水、溢流、用水位置连接起来,这一步与成品的安装是差不多的。
5.试用、使用。
上面所讲的工作完成之后,热水器基本完工了;效果怎么样,得试些日子,或者说试用跟使用是没有界限的,只要能用就凑合用了。
二、太阳能热水器系统构造
1、集热器:热水器系统中的集热元件,其功用相当于电热水器中的电热管。和电热水器、燃气热水器不同的是,太阳能集热器利用的是太阳的辐射热量,故而加热时间只能在有太阳映照的
白昼。
2、保温水箱:和电热水器的保温水箱是一样的,是贮存热水的容器。由于太阳能热水器只能白昼工作,而人们普通在晚上才运用热水,所以必需经过保温水箱把集热器在白昼产出的热水储存起来。容积是每天晚上用热水量的总和。采用同乐搪瓷内胆承压保温水箱,保温效果好,耐腐蚀,水质清洁,运用寿命可长达20年以上。
3、衔接管道:将热水从集热器保送到保温水箱、将冷水从保温水箱保送到集热器的通道,使整套系统构成一个闭合的环路。设计合理、衔接正确的循环管道对太阳能系统能否能到达最佳工作状态至关重要。热水管道必需做保温处置。管道必需有很高的质量,保证有20年以上的运用寿命。
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