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集中集热分户储热太阳能热水系统讲解.ppt 16页
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集中集热—分户储热太阳能热水系统 太阳能和辅助加热结合使用方案 集中集热分户储热太阳能热水系统 一、简介
集中集热-分户储热太阳能热水系统，是将集热器在建筑屋面集中放置，每户配置一套相对独立的储热水箱，储热水箱内置换热装置和辅助加热装置，公用设备集中放置在设备间或楼顶。太阳能集热器收集的热能通过循环管道输送至户内储热水箱中的换热装置进行换热来加热储热水箱中的水。当太阳光照不足时，或储热水箱中的水未达到设定温度时，用户可以使用储热水箱内置的辅助加热装置加热供用户使用。 二、集中集热分户储热太阳能热水系统特点 集中集热分户储热太阳能热
水系统较适宜安装在多层公寓住宅中； 系统集热器集中放置，有利于建筑一体化设计； 系统集热器集中使用，可以实现集热器资源共享，降低运行成本； 系统集热器楼顶放置，不受楼间距影响，集热器采光好系统效率高；
集中集热分户储热太阳能热水系统特点 E. 系统集中收集太阳能并转化
为热量，免费供用户使用； F.
住宅建筑入住率较低时，不
影响用户使用太阳能热水系
统； G. 储热水箱分户放置、分户控制可满足用户不同用水的使用要求。 三、系统运行原理 太阳能集热器通过收集太阳辐射能，并将太阳辐射能转化为热能贮存在热媒中，系统循环装置通过定温温差循环控制方式将热媒输送至每户储热水箱的换热装置将热能传递给每户储热水箱中的热水。 四、集中集热分户储热热水系统优势 1.系统初投资较分户承压型低; 2.系统运行较稳定，运行成本较低; 3. 集热部分可承压运行，系统闭式循环可避免因水质
引起管路和集热器结垢，将热水储存于每户中，这
样可以减少水箱占用屋面或地下室面积整个系统的
管路在建筑中也不影响建筑美观; 4.集热系统为开式，便于安装、维护; 5.配品、配件较为普及，便于维护。 五、系统设计参数的确定
1.热水用水标准:有集中热水供应和沐浴设别最高日用
水定额为60~100L/d,取60L/(d·人)计算；
2.供水温度：热水供应系统中储热水箱的出口温度为
60 ℃，配水点最低温度为50 ℃；
3.水源及水质：水源为市政自来水，水质卫生标准应
符合《生活饮用水标准》的要求。 六、集热器种类及其布置
集热器 真空管集热器 平板型集热器 玻璃-金属真空管集热器 全玻璃真空管集热器 平板型集热器 平板型太阳能集热器结构简单，运行可靠，成本低廉，热流密度较低，即工质的温度也较低，安全可靠，与真空管太阳能集热器相比，它具有承压能力强，吸热面积大等特点，是太阳能与建筑一体结合最佳选择的集热器类型之一 。
集热器在国内外使用概况
根据IEA报告，截止到2004年底，平板型集热器占总市场份额的35%，真空管集热器占41%。如果不统计无盖板的太阳能集热器，欧洲、日本和以色列等国家均是以平板型集热器为主，约占市场份额的90%；国内市场以真空管为主2005年约占市场份额的87%，平板型集热器只占12%。
国内平板集热器从上世纪80年代的市
场统治地位逐步下滑到12%左右，有众  多因素造成的：1.直接系统的平板热水器在冬季不能防冻
须排空，因此冬季不能使用并维护复杂2.全玻璃真空管热水器在大部分地区可全
年使用；3.全玻璃真空管由于技术创新，成本大幅
度降低，生产企业迅速增加，促进太阳
能热水器市场迅速扩大。因此，可以预
见在家用热水器中低挡市场中仍将是全
玻璃真空管热水器为主。
国外太阳能市场始终以平板集热器为主，是因为国外太阳能系统设计理念的不同。初投资高，但系统可靠、维护成本低、水质不会污染和系统寿命长。其优势：1.平板集热器最适合用于承压系统；2.最适合于双循环的太阳能热水器；3.最有利用实现太阳能热水器与建筑结合；4.系统寿命长，维护费用低；5.大多数情况下可以提供更多的生活热水；6.平板集热器用于太阳能采暖系统时能较方便
解决非采暖季节的系统过热问题。因此，在
太阳能系统工程、分体式太阳能热水器和对
太阳能与建筑一体化有要求的场所，平板集
热器比全玻璃真空管集热器在系统寿命、系
统维护等方面具有明显优势。 集热器的布置要求 1.太阳能集热器方位角宜朝向正南，集热器的安装倾角宜取与当地纬度相等；
2.在偏重与冬季使用时，倾角应加大至约比当地纬度大
3.在偏重于夏天使用时，则宜比当地纬度小10度。
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保定万和平板太阳能热水器的优点
&保定万和的优点：
&&&&& 一、美观大方
&&&&&&特别适合与建筑一体化要求。平板太阳能热水器由于其平面结构特性，在太阳能的建筑一体化应用中，形态结构灵活随意，设计时不受形态或尺寸的约束，易于实现与建筑构件的结合。再加上它的集热板为金属材质，可方便采用丝结、焊接等连接方式，为安装维护和使用提供了便利。
&&&&& 二、吸热效果好
&&&&&&具有较高的热效率，因为真空管太阳能集热器是由若干根真空管组成的，管子之间存在着间隙，在被太阳光照射时，有一部分太阳能没有被集热器所接受。平板太阳能集热器却是一个连续的平面，整个集热器表面都可以接受太阳光。所以，在相同的采光面积和日照强度下，平板太阳能热水器的日平均效率一般要高于真空管太阳能热水器日平均效率6%以上。
&&&&&&三、承压性强
具有良好的承压性能，由于平板太阳能的吸热板是由金属材料制成的，集热器与贮水箱的连接也采用金属零件，因此，可承受来自自来水和循环泵的压力。目前，城市用水一般都采用集中供水系统，自来水压力较高，这就要求从太阳能热水器出来的热水要有一定的压力，从而，减小热水器出水口与自来水出水口之间的压差，为用户使用提供方便和舒适。
另外，对于一些大型的场所，如宾馆、游泳馆、工厂等地方，在使用太阳能热水器时，往往需要很多太阳能集热器组成大规模的供水系统。如果采用平板太阳能集热器，在集热器与系统之间用金属连接，而不是和真空管太阳能热水器那样用橡塑件连接，就可以保证整个系统的稳定性，因此，在建立大规模太阳能热水系统的时候，往往采用平板太阳能集热。由于平板太阳能热水器结构简单，加工方便和易于规模化生产，还使得它具有制造成本低，安装费用省和使用寿命长等特点。河北合和节能科技有限公司保定市长城南大街156号（东风公园对面）
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别墅太阳能热水系统，是使用高效整板太阳能集热器，水箱的容量也比较大，能满足一家人日常对热水的需求，那么别墅太阳能热水系统怎么样呢？
舒适100网讯　别墅和一般住宅相比，在很多方面都做得更好一些。当前不少别墅都在使用太阳能这样的更为节能环保的能源。别墅太阳能热水系统，是使用高效整板太阳能集热器，水箱的容量也比较大，能满足一家人日常对热水的需求，那么别墅太阳能热水系统怎么样呢？别墅太阳能系统—别墅太阳能热水系统已经从传统转向了家庭型别墅太阳能热水系统已经走向了家庭型的使用，已经改变了传统的那种模式。太阳能热水器的使用，还有燃气热水器、电热水器等，已经不能满足人们的生活需求了，而在不断寻找更好的更为舒适的热水供应的产品。这种更为先进、舒适的热水系统，现在在别墅当中使用，是非常流行的，已经为人们的生活提供了多方面的好处。别墅太阳能系统—别墅太阳能热水系统能满足别墅生活的热水需求别墅太阳能热水系统，是集舒适、安全、方便于一体的提供热水的系统，在别墅当中使用，是相当高档的，回去之后，只需要将水龙头打开了，就能享受到舒适的热水的供应。洗澡淋浴和浴缸斗是可以使用的，而且洗漱用水，在厨房也能直接连接上，甚至还能满足游泳，还有等使用，甚至喜欢养殖热带鱼的用户也是可以选择使用这种热水系统的，使用效果相当理想。别墅太阳能系统—别墅太阳能热水系统可以与其他能源辅助联合使用别墅太阳能热水系统在使用的时候，不仅可以单独运行，而且还能与散热片、、风机盘管等设施连接配套使用，能满足热水供应，而且还能满足制热等需求使用。不仅在别墅当中单独使用，同时还能在复式楼房当中进行使用等。别墅太阳能热水提供现在避免了当前不少提供热水系统的缺点，从而满足人们生活多方面的需求，能让人们的生活品质得以提升，为品质生活的实现起到促进作用。别墅当中可以使用热水系统，而在不少的公共场所也是可以选用的。安装应找正规而专业的公司帮忙完成，让今后使用更理想。
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附近体验店太阳能热水系统储热水箱温度分层的研究进展--《节能技术》2015年06期
太阳能热水系统储热水箱温度分层的研究进展
【摘要】：水箱的温度分层现象可以有效地提高太阳能热水系统的集热性能,并能够减少能源消耗,容易满足不同的用水需求。对于水箱温度分层现象,综合国内外相关文献资料,从储热水箱温度分层的原理及作用、影响因素、研究模型和方法等方面进行介绍与分析。最后结合当前的研究情况,对今后的太阳能热水系统水箱温度分层的研究趋势进行了展望。
【作者单位】：
【基金】：
【分类号】：TK515【正文快照】：
太阳能作为一种清洁的可再生新能源,其丰富性、利用简便性、清洁性等优势越来越受到人们的青睐。太阳能利用技术主要包括热利用和发电,现今,太阳能热利用是商业化程度最高,应用最普遍的技术之一。储热水箱作为太阳能热水系统的储热设备,具有储存能量和调节用水的功能,其储热性
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太阳能热水系统设计计算
作者：太阳能热水器 /来源： /日期： 11:06:39 /人气： /标签：
太阳能热水系统的设计工作包括与建筑物的结合设计和太阳能热水系统自身设计。本文只讨论太阳能热水系统的设计计算不涉及与建筑同步设计问题。太阳能热水系统的设计计算包括：太阳能热水系统的选型设计、热水需求量计算、集热面积计算、储热水箱体积计算、控制系统设计和辅助能源设计等内容，辅助能源设计计算部分将单独论述。
1、太阳能热水系统选型
根据用户用水习惯和建筑物情况，可以选择不同的太阳能热水系统。针对居住建筑，尤其是新建商品房可以采用阳台壁挂系统或者集中集热分户储热系统；对于别墅型建筑建议选择间接分体式热水系统；对于酒店、宾馆、部队、学校、工厂等集中用热水的建筑应优先选用集中集热集中供热水系统。对超过12层以上的高层建筑因为楼顶可以安装集热器的面积有限，且楼层高度太高造成供水管道压力过大对太阳能热水系统安全造成一定威胁，建议采用分区安装太阳能方式，从楼顶向下的十层范围建议采用集中集热分户储热太阳能热水系统；十层以下的系统采用阳台壁挂或南立面壁挂太阳能热水系统。对商业住宅小区之所以推荐集中集热分户储热系统和阳台壁挂系统，主要是考虑这种建筑的业主入住时间不统一，太阳能热水系统的运行费用公摊执行起来难度较大，对热水收费还要增加热水计量装置和物业公司查热水表费工作，这会增加系统投资和物业管理费用，且对高层建筑由于屋顶集热面积有限，很难满足对所有业主24小时提供生活热水的需求。
住宅和公共建筑内，生活热水用水定额应根据水温、卫生设备完善程度、热水供应时间、当地气候条件、生活习惯和水资源情况等确定。目前太阳能生活热水系统的用水定额通常根据经验采用简单估算，即共有多少个用水个体，每个用水个体一天用多少热水，两者相乘即得到日热水需求量。由于人们生活水平的提高，洗浴频次的增多，人们单次洗浴的用热水量比GB《建筑给水排水设计规范》规定的热水定额要少。
对于一般的部队、工厂和三星级以下酒店宾馆按每人每天50L50℃热水计算实际工程过程中热水需求量。
2、太阳能集热面积计算
应根据热力学定律和能量守恒定律计算太阳能集热面积，在计算太阳能集热面积之前必须计算出产生热水所需的能量，根据太阳能保证率计算太阳能集热器面积。由于不同季节太阳平均辐照量不同，自来水初温不同，因此产生同容量、同温度的热水在不同季节需要的能量是不同的，因此需要太阳能集热器面积也是不同的。
2.1计算不同月份产生用户需要热水的能量
根据公式：Q=&C×m×△T（1）逐月计算产生太阳能热水需要的能量（如表1&所示）&
2.2.1注意问题
1.这两个公式中的很多参数都具有不固定性和取值范围宽泛的缺点，因此只能用来估算。比较合理的计算方法是逐月计算太阳能集热面积，在计算时我们按晴好天气太阳能保证率为100%来取值；太阳能集热器全日集热效率应根据实验报告给出的效率方程和太阳能集热器的运行状况进行合理选取，目前国内大多数生产厂家的太阳能集热器的效率都可以达到50%，因此一般计算时都按=50%来计算。通过公式（2）逐月计算出每个月的太阳能集热面积填到表2中。
2.计算出12个太阳能集热面积后应进行优化法处理，优化选取的原则是按平均值选取，这样计算出的太阳能集热面积在春秋季的晴好天气可以保证100%的热水供应，在夏季晴好天气热水供应量略有富裕，冬季晴好天气产热水量不足。如果计算出的集热面积使得初投资规模偏大，可以选取晴好天气的保障率＜100%的系数。
3.在计算出集热面积后还要根据建筑物的朝向、建筑物的光照条件、集热器之间的安装间距和维护通道等因素综合计算集热器的面积。
3、储热水箱设计
太阳热水系统水箱的容积既与太阳集热器面积有关，也与用户使用热水情况有关，因此根据热水的用水情况分别计算。因为水箱中的水不可能都放出来，水箱容积要比计算容积大10％～20%。水箱容积的总体计算原则是：太阳能系统只有白天产热水，要能把白天产生并剩下的热水都储存起来，并保证和辅助能源配合时能量储存最大峰值用水。
3.1水箱容积确定
1.在下午定时用水的太阳能热水系统水箱容积只在每天下午太阳落山时定时用水的太阳能热水系统，其储热水箱要存储一天的用水量，容积应按日产热水量的1.2倍计算。
2.白天连续用热水时太阳能水箱的容积确定
由于白天连续使用热水，产生的热水随时使用，因此储热水箱的容积应＜总热水需求量，计算时要按用水习惯列出每小时用水量，储热水箱的容积应是日落后最大用水量。例如某学校日需热水10m3，其小时水量如表3所示。&
根据表3数据，该学校的最大用水量在16:00～20:00，总用水量为6m3，14:00&前总用水量为4m3。16：30&后太阳辐照量很小，基本不再产生热水，因此可以判断其最大热水储量为6m3，因此设计水箱的容积为6m3。这样上午产生的热水不会装满水箱，14:00时总共用掉4m3后水箱还能再储存6m3热水，能满足全天使用。
3.全天连续供热水的太阳能水箱容积确定
由于24小时连续使用热水，而太阳能热水系统只在白天产生热水，因此储热水箱至少要能储存夜晚和次日08:30前的热水用量；因此其容积应小于总热水需求量。计算时要按用水习惯列出24小时用水量表，根据用水量表分析实际用水情况，再确定水箱容积。例如某星级酒店日需热水60m3，酒店提供的用水量如表4所示。&
从表4可以看出，该酒店白天用水量为20吨（8:00~17:00），夜晚用水量为40吨（17:00~&次日08:00），即下午17点前水箱内应该储存至少40吨热水才能保证夜间的热水供应，再考虑到用水波动情况，水箱的容积选择为50m3。
4.集中集热分户储热过渡水箱容积计算方法
由于太阳能采暖系统和集中集热分户储热系统只利用太阳能系统的热量而不利用水的质量，因此它们的储热水箱只要能保证集热系统和供热系统的正常运行即可，其容积要按能量守恒定律计算。在白天如果太阳能集热系统获得能量有多余，水箱中只储存多余部分的能量，具体计算方法见本连载的第三篇《太阳能采暖系统设计》。
3.2水箱形状设计
在太阳能热利用中，为了便于维护加工，提高水箱的经济性和通用性，蓄热水箱已标准化，目前最常见的水箱形式有圆形和方形。具体选择何种形式要具体问题具体分析。对于室内水箱，为便于施工，一般采用现场拼装或现场焊接形式，对于拼装水箱，目前都是以1000mm×1000mm&和1000mm×500mm&为标准模块进行拼装。
在设计水箱形状时要考虑安装位置和检修通道的问题，水箱四周应留出至少600mm&的检修通道，顶部应留出1000mm的检修空间，水箱的入孔应设计在便于维修人员进出的位置。水箱排污口应设计在便于操作和离排污管道近的地方。
水箱上预留的各种进出水口要考虑便于施工和管道安装的同时还要考虑绝热保护问题。
4、太阳能集热器阵列的设计
4.1集热器的方向
太阳集热器的最佳布置方位是朝向正南面，设计时可以根据建筑物的实际情况进行适当调整，但不应超出南偏东30°或南偏西30°范围，否则影响集热器面接收的太阳辐照量。
4.2集热器的安装倾角
集热器的安装倾角与周围建筑环境相协调，尽可能做到与建筑物结合时，对建筑造型没有影响或把影响控制在最小范围内。全年使用太阳能热水系统，集热器安装倾角等于当地纬度。如系统侧重在夏季使用，其安装倾角推荐＜当地地纬度10°；如系统侧重在冬季使用，其安装倾角推荐采用当地纬度加10°。安装倾角误差一般不超过±3°。
4.3集热器前后排间距
为保证集热器前后排不遮挡，前后两排集热器之间需要留出一定距离，如果我们把太阳光照射到地面的路程看作是一个平面，那我们可以用图1来解释遮挡问题，从图1&中我们可以得到：&
从图1中我们可以看出只要光线落在阴影范围之外，就对后排没有遮挡，即只要光线的入射角度＞琢，前后排之间就没有遮挡，我们求出了琢角就可以根据公式（4）求前后排之间的距离S。&
由于任意时刻太阳高度角与当地纬度、时角、和方位角有关。考虑到太阳系空间位置的影响，公式（4）的正确形式应为：
5、集热器系统管路设计计算
一般来说，集热器的连接方式有三种：串联、并联和串并联。
对于强制循环系统，以上三种连接方式均可采用。集热器并联时，各组并联的集热器数应该相同，这样有利于各组集热器流量的均衡。
通过以上方式连接起来的集热器通常称之为集热器组或集热器矩阵。一个集热器矩阵可以组成一个热水系统，也可以把多个集热器矩阵连接起来形成更大的太阳能集热系统。为保证各集热器组的水力平衡，各集热器组之间的连接推荐采用同程连接。当不得不采用异程连接时，在每个集热器组的支路上应该增加平衡阀来调节流量平衡。
5.1集热管路管道直径计算
根据集热面积和单位面积流量计算出集热系统的总流量，通过不同流速试算管道截面积和直径，根据计算出的管道直径和其对应的流速范围选取合理的管道直径。推荐的单位面积流量为0.01L&/（m2?s）~0.02L&/（m2?s），不同直径管道内冷热水流速如表6所示。100m2太阳能集热面积集热系统管道直径计算数值如表7所示，从表6和表7数据中我们选择公称直径为mm的管道。&
根据表7，流速＞1.2m/s&时的数据都不满足要求，流速＜0.8m/s&的数据也不满足要求，因此选择流速为1m/s&的数据，DN40或DN50的管道都满足要求，考虑到经济性和便于施工我们选择DN40管道。
太阳能热水工程
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