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第二章 运行原理及说明

2013年08月20日字体:
  第一节 太阳能热水系统
  控制系统原理示意图:(后备)
  系统运行过程如下:
  a、控制系统显示水箱的水温和集热器的温度:
  b、自动上水:保温水箱的上水可以通过液位传感器和控制系统实现自动上水,保持保温水箱中的水处于我们预先设置的水位。
  c、温差循环:(1)在集热器出水口处和保温水箱中各安装一个温度探头,当集热器的温度T1高于水箱的温度T2,达到控制系统设定的启动温差时(即T1-T2≥△T启动),控制系统控制循环泵启动,自来水管道中的低温水进入到联集管集集热器中,集热器中的相对高温水被顶回保温水箱,使保温水箱中的水温升高,当二者的差值降到系统设定的停止温差时(T1-T2≥△T停止),循环泵停止运行,如此反复进行,将热量传递到水箱,使水箱中的水温不断升高:(2)当保温水箱中的水处于设定值(高水位)时,集热器中的水温高于保温水箱的温度(高于循环温差)循环泵启动,当二者的差值降到系统设定的停止温差时,循环泵停止运行:
  d、管路循环:管路循环主要是针对室内的热水管道而言,为了保证一开即有热水同时减少无效冷水的浪费,必须安装热水回水管路,采取管路循环措施。管路循环可以采用定时循环方式,也可以采用定温循环方式。当采用定温循环方式时,在室内热水回水管路中适当的位置安装温度探头和循环泵,设置一个温度范围来控制泵的运行。当探测点的温度低于设定值(如40℃)时,启动管路循环的循环泵,将管路中的低温水打入保温水箱,同时保温水箱中的高温水进入管路,当探测点的温度达到设定值(45℃)时,停止循环泵。
  e、恒温控制(自动电加热):恒温水箱中安装电加热,当探测到保温水箱中的水的温度低于设定温度的时候,启动电加热管加热,达到设定温度后,加热停止。
  f、防冻管道电加热:冬季管道内的温度低于5℃,伴热带电加热自动启动,当达到设定温度时,辅助电加热停止。
  g、防冻循环:室外管道(保温水箱和集热器之间)在寒冷的冬天可能被冻,因此必须有防冻循环功能。当集热器安装的温度探头探测到温度在5-7℃的时候,启动循环泵将保温水箱中的热水打进集热器,防止管路结冻。
  第二节 主要设备选型
  一、联集管集热器
  1、选用清华小博士47-1600-50联集管集热器,其结构参数如下:
  
型号
采光面积(㎡)
管长(㎜)
直径(㎜)
管数
XBS-47-1600-50
约6㎡
1600
Φ47
50支

  每平米全玻璃真空联集管集热器技术参数如下:
  
晴天(辐照大于22MJ/㎡)产水温度
产热水量(kg)
热效率
太阳吸收率
法向热发射率(半球辐射率)
≥90℃
75
60%
≥96%
≤7%

  三高真空管
  国际专利"干渋膜"镀膜技术,吸收率≥96%,散射率≤4%,真空度低于5.0x10??pа,平均热损失≤0.75W/㎡℃。热的更快,热水更多,材质为3.3高硼硅玻璃,抗直径2.5以下冰雹正面冲击。
  1、 高效集热:全新专利镀膜技术,比传统镀膜工艺吸收比更高,发射比更低,热效更强。
  2、耐高温:空晒温度不低于400特有不绣钢氮化铝,解决因空晒造成膜层脱落或老化的难题。
  3、抗高寒:特有超纯铜反射镜面,比铝更稳定,不游离,更少散热,在严冬环境下高效集热。
  全流程在线检测系统,真空度达到10?4 pа,集热性能十几年不衰减
  北京清华小博士集团拥有数千万元建立全流程在线检测系统,整个流程都以电脑严密监控、在线严格检测,真空度均达到10?4 pа,是国标的10倍,劣质真空管的100-1000倍,使用十几年性能几乎不衰减。
  清华小博士太阳热水工程控制系统
  公司针对联集管集热系统和串并联集热系统专门自主研发了具有多种功能的控制系统,以满足用户的不同使用要求。
  控制系统功能齐全,具有定水位上水(温控补水、定时补水、无水补水等)、温差循环、定时定温管道循环、联集管防冻循环、大水箱防冻循环、定时电热、断电记忆、断电保护、循环超时停止功能。
  在本系统中主要应用其上水、温差循环、管道循环、智能恒温等功能。以下是控制柜的介绍:
  整机包括自动控制和手动两个部分,自动控制部分包括功能控制部分、时间控制部分和显示部分。
  主控显示
  集热器温度(温差循环温度设置)设置范围:5~15℃
  水箱温度(水箱温度设置)设置范围:30~80℃
  水管温度(水管保持温度设置)设置范围:10~55℃
  水位(水位设置)设置范围:2~4
  工作状态显示
  进水(绿) 热(红) 循环(黄): 道循环(蓝) 冻(白):
  进水功能简介
  定温进水:集热器水温高于水箱设置温度5-8℃且低于目标水位时,打开进水:水温等于水箱设置温度,立即停水:或达到目标水位后延时10秒停水(主要进水方式)
  手动进水:按进水键后,若低于目标水位则进水,到达目标水位后,延时停水,再次按进水键,停止进水。
  防干烧进水:电加热时,若水位低于50%(或设定水位),则进水至50%
  第三节 重要项校计算及说明
  1、联集管集热器直接采光面积
  Ac=[QW*C*pr(tend-tl)f]/[JT*ηсd*(1-ηl)]
  Ac 直接式系统集热器总面积,㎡ ;
  QW 日平均用热水量,L,
  tend 贮水箱内水饿终止设计温度,℃
  ti 水的初始温度,℃;
  JT 当地集热器总面积上的年平均或月平均日太阳辐照量,kJ/㎡;
  f 太阳能保证率,无量纲,一般在0.30~0.80范围内,根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后;
  已知:依据楼顶情况,系统安装47-1600-50型联结管集热器,在辐照大于16210KJ/m的条件下,能将水从基础水温12℃升高到50℃其余热水、连续阴雨天气以及冬季太阳辐照不好时由辅助能用电加热。
  计算说明:QW=[Ac*c*pr(tend-tl)f]/[JT*ηcd*(1-ηl)]
  Ac 直接式系统集热器总面积,㎡
  QW 日平均用热水量,L,
  tend 储水箱内热水终止温度,℃
  ti 水的初始温度, ℃;
  JT 当地集热器总面积上的年平均或月平均日太阳辐照量,KJ/㎡
  f 太阳能保证率,无量纲,一般在0.30~0.80范围内,根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后;

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