多用戶太陽能組合熱水系統(tǒng)
Multi-User Solar Hot Water Combined System
 
   多個集熱器的組合方式

前面介紹的太陽能熱水系統(tǒng)都是以單個住戶為單元的,本節(jié)介紹多個用戶的太陽能熱水與采暖系統(tǒng),系統(tǒng)需要有較大的面積以接受較多的太陽能,往往需要由多個集熱器組成集熱器組。兩三個集熱器可直接串聯(lián)或并聯(lián)組合,下圖是串聯(lián)組合,適用于多種集熱器連接。串聯(lián)組合可取得較高的熱水溫度,但水流阻力較大,不可太多個串聯(lián)。

串聯(lián)組合集熱器組

串聯(lián)組合集熱器組

下圖是并聯(lián)組合,也適用于多種集熱器連接。并聯(lián)組合水流阻力較小,適合自然循環(huán)系統(tǒng),有較大的水流量。

并聯(lián)組合集熱器組

并聯(lián)組合集熱器組

較大的系統(tǒng)需多個集熱器組合,采用串并聯(lián)組合,下圖是由四個單端輸出集熱器組成的串并聯(lián)組合,兩個集熱器串聯(lián)后再并聯(lián)。

單端輸出集熱器串并聯(lián)組合

單端輸出集熱器串并聯(lián)組合

下圖是由四個直通集熱器組成的串并聯(lián)組合,也是兩個集熱器串聯(lián)后再并聯(lián)。

直通集熱器串并聯(lián)組合

直通集熱器串并聯(lián)組合

下圖是由四個單通集熱器組成的并串聯(lián)組合,是兩個集熱器并聯(lián)后再串聯(lián)。

單端輸出集熱器并串聯(lián)組合

單端輸出集熱器并串聯(lián)組合

關于直通集熱器組成的并串聯(lián)組合就不再圖示了。大系統(tǒng)往往有十幾個或幾十個集熱器組合,數(shù)目與組合方式要根據(jù)需要的面積、自然循環(huán)還是強制循環(huán)、集熱器的流量與阻力等因素決定。

   多個用戶的熱水采暖系統(tǒng)

系統(tǒng)有多個集熱器構成的集熱器組(圖中用三個集熱器代表),若集熱器環(huán)境溫度常低于攝式0度,集熱器易用改進型的玻璃真空管集熱器、使用熱管的真空管集熱器、內聚光真空管集熱器等。為保證多個集熱器的使用壽命,集熱器循環(huán)用的工質用純凈水,采用換熱器與水箱水隔離(間接系統(tǒng)),在嚴寒地區(qū)還可采用防凍液作工質,例如50%的水加上50%的乙二醇可作防凍液。

一個大的水箱或置于室內或于地下,有較厚的保溫層,集熱器與水箱間采用強制循環(huán)換熱,循環(huán)泵由電腦控制器控制啟停,由于是換熱器傳熱,循環(huán)工質是封閉的必須有膨脹罐來緩沖熱脹冷縮。由于大體積承壓水箱價格昂貴,采用非承壓水箱(常壓水箱),箱內有水位檢測,通過進水電磁閥控制進水。

多用戶太陽能熱水采暖系統(tǒng)

多用戶太陽能熱水采暖系統(tǒng)

水箱內還有電加熱器,在陽光不足水溫不夠時要啟動電加熱。室內采暖用暖氣片(也可用其他形式散熱),采暖用熱水與水箱水也用換熱器隔離,用水泵強制循環(huán)。當水箱位置較低時要啟動熱水水泵提供給水壓力。

以上所有設備起停均由控制器操作。

   雙水箱多用戶熱水采暖系統(tǒng)

系統(tǒng)有兩個集熱器代表多個集熱器組成的集熱器組。系統(tǒng)有兩個水箱,一個是蓄熱水箱,另一個是供熱水箱。

蓄熱水箱僅用于熱量儲存與傳遞,采用常壓水箱雙循環(huán),其基本工作狀態(tài)與上述系統(tǒng)相同。如果集熱器工質采用水可以不用熱交換器直接循環(huán),只要保證蓄熱水箱的水質即可。蓄熱水箱的水不供使用,僅作熱量儲存使用。

供熱水箱是獨立的,通過內部的換熱器從蓄熱水箱獲取熱量。供熱水箱的水一方面供用戶使用,同時為用戶提供暖氣片用熱水。采暖熱水與供熱水箱內水用熱交換器隔離,通過暖氣回水泵進行循環(huán)。

采用雙水箱的的優(yōu)點如下:

根據(jù)所需儲存熱量設計蓄熱水箱,為了能存儲超過一天的熱量,蓄熱水箱容積較大,而供熱水箱可小些,只要滿足用水量與熱交換能力即可。當陽光不足蓄熱水箱水溫不夠時只要加熱供熱水箱內的水,而不需把大量的蓄熱水加熱而多耗能量;而且在天氣寒冷或陽光不足時蓄熱水箱可工作在較低溫度,以便獲得較多熱量。

在天氣寒冷時暖氣片需要更高溫度的熱水,單靠提高供熱水箱的水溫不利于節(jié)能,供熱水箱的水溫達到生活用熱水溫度即可,采暖熱水在進入每個家庭的暖氣片前先通過輔助加熱器加熱,加熱量根據(jù)各戶需要調節(jié),可減少輔助能量消耗。

雙水箱多用戶太陽能熱水采暖系統(tǒng)

雙水箱多用戶太陽能熱水采暖系統(tǒng)
 
   雙水箱加換熱器多用戶熱水采暖系統(tǒng)

該系統(tǒng)與上述系統(tǒng)不同之處是將供熱水箱內采暖用的換熱器改為獨立的板式換熱器,這也是為寒冷地區(qū)使用考慮的,當供熱水箱水溫較低時可關閉采暖回水泵,用輔助熱源獨立供熱,減少熱量回到供熱水箱。

雙水箱加換熱器多用戶太陽能熱水采暖系統(tǒng)

雙水箱加換熱器多用戶太陽能熱水采暖系統(tǒng)

多個用戶的太陽能熱水與采暖組合系統(tǒng)形式多種多樣,以上介紹的是幾種主要的形式,更多的形式可參考有關書籍或資料。

 
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