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  • 太阳能热水工程自然循环、强制循环介绍

    所有的太阳能热水工程系统均设有集热区和储水箱。通常,集热器由一个绝缘的盒子组成,该盒子包含缠绕在金属板或散热片上的水管绕组阵列,这些金属板或散热片被涂成浅黑色以吸收太阳辐射。大多数收集器都有钢化玻璃或塑料制成的盖子,以更好地容纳太阳能。无盖玻璃的太阳能热水器的主要用途是为游泳池加热水。这些低温收集器通常不会将水加热到80摄氏度以上,这对于游泳池来说已经足够了。
     
    太阳能面板图
     
    被动系统(自然循环)不使用泵将水从收集器循环到存储或其他位置。他们采用三种方式:重力,热水上升到高于冷水的趋势和水压。
     
    被动式太阳能热水系统可分为直接或间接两种。直接的被动式太阳能热水系统是最简单的。直接被动式太阳能热水的最原始形式是将储水罐涂成黑色以吸收热量。过去,这种系统曾在夏季的营地中使用,那里的设施大多在一年中的温暖,阳光明媚的时期使用。这些系统必须在季节结束时排干,以免因冷冻而损坏。
     
    这种系统必须小心,以免烫伤,因为水箱中的水在晴天可能会达到很高的温度。另外,这些系统只能容纳与水箱容纳的一样多的水。这意味着,如果每个人都希望在一天结束时的同一时间洗个澡,有些人可能最终会洗个冷水澡。被称为整体收集器存储系统,这些系统的现代版本通常将存储箱封闭在一个带有一层或多层玻璃窗的隔热箱中,以使太阳进入而不会轻易散发热量。
     
    接下来是复杂的被动式直接系统,该系统将水存储在与集水区分开的水箱中。术语“直接”是指建筑居民使用的水直接流经太阳能集热器。一种类型称为热虹吸系统。箱式集水器加热水,储水箱的位置高于集水器,因此,对流无需使用泵即可将加热后的水向上吸到储水箱中。
     
    在主动式太阳能热水系统(强制循环))中,水泵将水从储水箱循环到集热器。被动系统(自然循环)不使用泵。下图显示了活动系统的基本元素,但是有许多可用的变体。在曲靖、文山等地州,最重要的变化是直接系统和间接系统之间的差异。
     
    在直接系统中,建筑居民要使用的水直接流经太阳能集热器。在间接系统中,水或另一种导热液体流经集热器,然后流经热交换器以加热建筑居民使用的水。热交换器需要的管道数量超过上图所示的数量。根据工作条件,冷水输送管的位置应允许水通过热交换器回路或直接流向储水箱。
     
    在曲靖、文山等地州,任何设计用于全年使用的太阳能热水系统都应该是间接系统,其使用的传热流体应包含抗冻剂(例如无毒丙二醇),从而可以避免冷冻造成的损害。每三到五年需要更换传热流体,以避免系统故障。
     
    热量积聚过多也会损害系统。控制器通常是固态设备,用于引导太阳能热水系统中的泵以最佳方式将热量从集热器传递到储存器,以避免在集热器中产生危险的热量积累。备用系统中加热元件的操作有时也与系统的控制器绑定在一起。
     
    太阳能热水系统中的热交换器类似于一个较大管道中的一个或多个管道。装有待加热水的管子穿过一条较大的管子,该管子使流体从集热板中流出,从而使太阳的热量传递到水中。如上图所示,大多数用于水加热的集热器都是中温类型的。太阳能热水的某些工业和机构应用使用“真空管”收集器。将集热金属板焊接到水管上并将其放置在真空管内可以使设备将水加热到100摄氏度。选择一种类型的系统而不是另一种类型的系统时,必须考虑成本权衡。
     
    这些系统中使用的泵体积。1/100至1/12马力之间,因为它们通过闭环移动的液体相对较少。现在,一些制造商提供了光伏板,这些光伏板附接到其太阳能热水器收集器上,以为这些泵供电。这种做法之所以行之有效,是因为仅需很少的功率即可操作泵,并且当太阳不发光时,泵也不需要运行。


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