搜索
1太阳能热水工程技术培训手册编制人：编制单位：公司技术部编制日期：2011年12月12日2第一讲工程产品一、工程集热器一）真空管1、规格47*1200、47*1500、58*1500、58*1800、58*2100、102*20002、容水量47*1200/1.05公斤47*1350/1.19公斤47*1500/1.34公斤58*1500/2.25公斤58*1800/2.7公斤3、类型全玻璃真空管（相对与玻璃和金属结构）1）结构：内外两层玻璃构成，内管外表面磁控溅射高吸收率和低发射率的选择性吸收涂层（铝氮铝不锈钢-碳/铜），夹层之间抽成真空，形如拉长的暖水瓶胆。2）缺陷：系统中一管破裂，系统瘫痪。易炸管、结垢、漏水、不承压U型管1）结构：全玻璃真空管内插入带有翅片的U型铜管。2）翅片：圆柱型和平板型热管3）结构：管壳和工作介质组成，管内抽成真空，注入工作液体再密封。4）分类：重力热管和水平热管（毛细管作用的多孔性材料）其他如直通式真空集热管、储热式真空集热管4、技术参数玻璃性能高硼硅3.3透光性能、热稳定性能、耐热冲击性能、机械强度、抗化学浸蚀等3空晒温度高于200℃吸收率：大于0.95发射率小于0.06真空度P≤5*10-2二）工程集热器（1）分类1、真空管集热器组成真空管、联箱、尾座、支架规格Φ47（横放）（竖放）管间距(北方赛尔)Φ47（65MM）Φ58（75MM）2、U型管集热器组成真空管、U型铜管和集管、联箱、尾座、支架规格Φ47Φ583、热管集热器组成真空管、热管和集管、联箱、尾座、支架规格Φ58Φ1024、平板集热器组成外框、板芯、盖板、保温材料分类按吸热板结构分管板式、翼管式、扁盒式规格1000*2000*75（国标）特制注：排管：平板型集热器吸热板上纵向排列并构成流体通道的部件。集管：平板型集热器吸热板上下两端横向连接若干根排管并构成流体通道的部件。4（2）几种集热器比较组成系统费用比较平板〈真空管〈U型管〈热管适用范围承压能力真空管不承压其它承压效率平板≮真空＞U型管≮热管在我国绝大部分地区的春夏秋三季，平板型热水器的热效率比真空管热水器高，究其原因有两个：一是因为在相同的采光面积内，平板型集热器的吸热板面积比真空管集热器大；二是在太阳热水器的工作温度内，平板型集热器的瞬时效率不一定比真空管集热器低。正因为如此，目前全世界太阳热水器的90％以上都是平板。冬季真空管效率优于平板型热水器。与建筑结合二、工程水箱一）分类1、不锈钢水箱全不锈钢水箱：内胆和外皮都是不锈钢，内胆为304食品级不锈钢（厚度0.5-1.2MM）一般不锈钢水箱：内胆为304食品级不锈钢，外皮为彩钢板可以做成圆形或方形。保温材料为聚氨脂整体发泡，厚度为50MM。2、钢板焊接水箱由热轧钢板焊接成型的水箱，通常在施工现场焊接成型。通常为方形。热轧钢板厚度为5-8MM。二）价格不锈钢水箱通常报价2000-2200元/吨，钢板水箱通常报价1500-2000元/吨5第二讲真空管与集热器有关面积一、标称面积中国太阳行业约定俗成的面积，现好多太阳能企业采用。其实这种表示方法是不科学的，不正确的。1、Φ47*1200：10支一平方2、Φ47*1500：8支一平方3、Φ58*1500：6支一平方4、Φ58*1800：5支一平方5、Φ102*2000：4支一平方真空管集热器：47*1200*60S：6平米47*1500*60S：7.5平米58*1800*26：5.2平米二、采光面积国标《太阳能热利用术语》上定义：非会聚太阳辐射进入集热器的最大投影面积。注：采光面积不包括那些当太阳辐射从垂直于采光平面方向入射时太阳辐射被遮挡的透明部分。1、平板集热器A=内边框长×宽1、真空管集热器（无反光板）A=真空管有效长度×真空管外管内径×真空管数量三、吸热体面积吸热体定义：太阳集热器内吸收太阳辐射能并向传热工质传递热量的部件。吸热体面积：吸热体的最大投影面积。注：不包括那些当太阳辐射从垂直于采光平面方向入射时太阳辐射不能到达的6部分。1、平板集热器A=翅片长×翅片宽×翅片数量＋集管有效长×集管直径＋翅片未遮盖铜排管部分长×排管直径×排管数量2、真空管集热器A=真空管有效长度×真空管内管外径×真空管数量（玻璃管厚1.5）二、总面积（参见《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》P49页）顾名思义，集热器总面积：整个集热器的最大投影面积。不包括那些固定和连接传热工质管道的组成部分。A=集热器的长与宽的乘积7第三讲用水量确定在工程设计和销售中，用户日用水量是首先要确定的，因为用水量是设计太阳能热水系统规模大小最主要的依据。（一）、洗浴热水用水量及水温表1-1、给出了不同类别情况下的洗浴热水用水量和热水温度，在设计中应根据具体情况做适当的选择。表1-1类别卫生器具名称用水量（Kg/人·次）水温（℃）住宅淋浴50~7037~40集体宿舍淋浴70~10037~40公共浴室淋浴100~15037~40宾馆浴盆和淋浴淋浴150~20070~1004037~40医院浴盆125~15040工业车间淋浴40~6037~40剧院淋浴6037~40体育场淋浴4035幼儿园浴盆淋浴100303535托儿所浴盆淋浴30153535理发室洗脸盆10~2535注：1.类别：类别在设计中，是确定每人每天用水量的主要根据。（二）计算公式1．用水量公式：用水总人数/天×用水量/人·天=总用水量（1）用水总人数：用水单位每天的用水人数。用水量：每人每天的用水量（参看上表），一般宾馆、招待所、医院每人每天取80-100KG；其它如学校、工厂一般取60KG。水温：一般情况下，洗浴用水温度为37—40℃，在设计中按45℃计算。8第四讲太阳能面积确定在工程设计和销售中，太阳能面积是首先要确定的，因为太阳能面积是衡量太阳能热水系统规模大小最主要的依据。太阳能集热面积是根据热水负荷（即热水用量和水温）、集热器自身效率、系统热效率以及使用地区的气象条件、日照、环境温度、风速等来确定。目前太阳能面积确定有以下两种方法：（一）概算法正常晴天条件下（曝辐量≥17000KJ/D·M2），每M2太阳能每天可产40℃热水（15℃左右冷水时）：夏季80—120KG；春秋季60—80KG；真空管集热器冬季30—40KG。按平均70-100KG/M2计算（可以按80KG/M2），根据每天实际用水量确定太阳能面积。（二）公式法根据GB/T18713-2002《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》直接系统集热器总面积估算：AC=QWCW（Tend–Ti）F/JTηcd(1—ηL)式中：AC：直接系统集热器采光面积，M2QW：日均用水量，kgCW:水的定压比热容，KJ/（kg·℃）Tend：储水箱内水的终止温度，℃Ti：水的初始温度，℃F:太阳能保率，无量纲，(取0.7)JT：当地春秋或秋分所在月集热器受热面积上月均日辐照量，KJ/M2ηcd：集热器全日集热效率，无量纲；(取0.55)ηL：管路及储水箱热损失率，无量纲(取0.15)(三)太阳能设计软件根据太阳能辐射基本资料及用户基本情况自动生成太阳能面积参数。9第五讲基本概念1、集热器总面积（Ag）集热器采光平面上包括外壳边框在内接收太阳辐射的最大投影面积。单位为平方米（m2）。2、集热器倾角太阳能集热器与水平面的夹角。3、集热器效率传热工质从太阳集热器中获得的能量与入射在集热器采光面积上的太阳辐射能量之比。4、太阳能预热系统为其他加热系统提供预热水或空气等预热流体的太阳能系统。5、太阳能带辅助热源系统太阳能系统与辅助热源联合的太阳加热系统。其中也可由太阳能系统单独加热。6、循环系统传热工质在集热器与储热器（或换热器）之间循环流动的太阳加热系统。7、自然循环系统仅利用传热工质内部的密度变化来实现集热器与贮水箱之间或集热器与换热器之间进行循环的太阳能热水系统。8、强制循环系统利用泵迫使传热工质通过集热器（或换热器）进行循环的太阳能热水系统。9、太阳热水系统将太阳能转换为热能并在必要时与辅助热源配合使用以加热水所需的子系统与部件的组合。1010、家用太阳热水器适合家庭及小集体用的小型太阳热水器。11、自然循环式〔太阳〕热水器仅利用水内部温度梯度产生的密度差所形成的自然对流，使水在集热器和储水箱之间循环的太阳热水器。12、直接系统在集热器中直接加热供水的太阳热水系统。13、间接系统利用换热器间接加热供水的太阳热水系统。集热器中的传热工质可为除水以外的其他流体。同义词双回路系统14、封闭系统传热工质被完全密封在装置内，不与大气相通的太阳热水系统。同义词密封系统15、开口系统传热工质与大气的接触处仅限于给水箱和膨胀水箱的自由水面或系统排气管的太阳热水系统。16、回流系统当循环泵停止运转时，传热工质便从集热器及露天管道流回储热器的防冻式太阳热水系统。17、防冻防止集热器及露天管道中的流体因受冻而损坏系统装置的措施。18、直流式系统传热工质一次流过集热器加热后，进入储水箱或用热水处的非循环太阳能11热水系统。19、分体式系统集热器与储热器相互分开一定距离安装的太阳热水系统。20、紧凑式太阳热水器集热器与储热器靠在一起，且安装在一个共用支架上的太阳热水器。21、整体式太阳热水器集热器与储水箱合为一体的太阳热水器。22、太阳能保证率太阳加热系统中由太阳能提供的负荷与总负荷之比。23、节能率采用太阳能系统节约的常规能源耗能量占原耗能量的百分率。24、太阳热水系统效率规定时段内，太阳热水系统输出的能量与输入的太阳辐射能量之比。25、平均日效率全天累积太阳辐照量大于规定值的条件下，太阳热水器储水全天所获得的能量与入射在其采光面积上的太阳辐射能量之比。它表示试验当天气候条件下太阳热水器的热性能。26、太阳辐照量接收到太阳辐射能的面密度。12第六讲太阳能热水系统分类和特点太阳能热水系统主要由集热器、贮热水箱、控制器、管道与支架等组成。一、系统分类1、按供热水范围分类集中供热水系统：集中集热器和集中的水箱给一栋或几栋建筑物供热水的系统。集中-分散供热水系统：集中集热器和分散的水箱给一栋建筑物供热水的系统。分散供热水系统：分散的集热器和分散的水箱给各个用户供热水的小型系统（家用太阳能热水器）。2、按系统运行方式分类自然循环系统强制循环系统直流式系统3、按生活热水与集热器内传热工质的关系分类直接系统间接系统4、按使用集热器类型分类平板集热器系统真空管集热器系统U型管集热器系统热管集热器系统5、按用热水的时间分类13定时供热水系统24小时供热水系统6、按辅助能源启动方式分类全日自动启动系统定时自动启动系统按需手动启动系统二、各种系统介绍和特点一）自然循环系统原理：在光照条件下，集热器内的水被加热，与贮热水箱内的水相比，集热器内的水温较高，比重减小变轻，上升到处于较高位置的水箱内，水箱内的水由于温度低、比重大，自动流到较低位置的集热器内，如此不断循环，将贮热水箱内水加热。(循环动力：水的密度差)优点：不需电等常规能源，也不需专人管理，可实现自动循环，工程造价较低，系统较稳定、可靠。缺点：1、水箱必须置于太阳能集热器高的位置。2、由于冷热水比重差很小，因此循环缓慢，要求较粗管径和严格的坡度，以减小阻力。3、系统不宜太大，应小于4吨。二）强制循环系统原理：在光照条件下，利用机械循环动力使水在集热器和储水箱之间循环的太阳热水系统。优点：1、水箱位置不受限制，可以根据现场情况（考虑承重的情况下）灵活布置。2、系统大小不受限制。缺点：1、循环动力需用电。2、工程造价相对于自然循环系统较高。141、温差强制循环系统原理：在光照条件下，集热器内水被加热升温。当集热器水温高于水箱水温时，温差控制器自动打开循环水泵，将集热器内热水泵入水箱；当集热器内水温低于水箱水温时，自动关闭水泵。适用范围：定时、定人洗浴的单位使用2、定温放水系统在光照条件下，集热器内水被加热升温。当集热器水温达到洗浴水温时，控制器自动打开自来水管上水泵或电磁阀，将集热器内热水泵入水箱；