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如何提升太阳能热水系统的工作性能

   日期:2012-04-20     浏览:590    评论:0    

 

  我们应该跳出太阳能热水器的结构框架,从系统的角度去考虑这个问题。将朝阳坡屋面底板的结构形状根据太阳能与建筑相结合的要求做相应改变,在设计和浇筑屋面底板时预留储热箱底座,原真空管热水器根据配合的需要对热水箱的圆柱截面形状和与真空管的连接位置做适当调整与改变,以适应与坡屋面结合的需要。去掉热水器支架以屋面为依托,利用不锈钢屋面预制板对屋面底板进行处理。这样既可以通过不锈钢板的反射和烘托提高真空管集热效率,又可以通过不锈钢反射板对屋面起到防水和保温的作用,而且还可以提高施工效率,减轻建筑主体承重。

  六、提高太阳能热效率方便后期管理

  在系统设置上,笔者认为要提高太阳能热效率方便后期管理。在功能和管理的设置上,将系统和用户终端进行分离。系统以改造后的集热管热水器为基础,热水箱横向扩容借鉴列管式换热器的结构形式,对储热箱内部进行改造,构成换热式系统共用储热箱。系统储热箱通过集热管的加热介质对换热管内的水进行加热。

  以往集热管热水器使用过程中的诸多问题如承压、防冻、爆管脱管、结垢、控制失灵、使用千滚混合水等问题都可以通过换热的形式来解决,而且还可以提高太阳能热能的利用效率,简化后期用水计量的管理。真空管与列管式换热器都是成熟的技术,它们的效果毋庸置疑。当然换热与直热效率有差异。由于建筑用热水的特点是不连续性和不规律性,如果采用共用水箱适当增加换热面积、液水比例合理、换热管排列形式得当,满足人们的使用应该是没有问题的。

  以往的不成功在于换热面积或液水比例不合理或者是换热管排列形式不当。该系统集热管与公用储热箱一体,结构简单,性能稳定,承担太阳能加热、换热、储热和输送的任务。可简化系统设置,减少因循环需要而设置的系统控制装置和运转机械,保持系统的自然循环运转状态,实现无机运行。减少因循环造成的热损失、运转机械及控制装置的运转耗能和因故障导致的维修和管理费用,宜于后期集中管理。用户用水控制终端承担辅助加热和调控的功能,而且还有对管道内的冷水循环加热和在管网供水压力不足时进行增压供水等功能,在以往的太阳能与建筑相结合方案中大多数是在储水箱和系统储水箱中进行辅助加热。

  因为建筑应用太阳能热水的不连续性,在用水少的时间段,为保持热水温度,对系统储热箱进行加热,容易形成加热—冷却—再加热。造成无效辅助加热耗能和系统辅助加热耗能的管理难度。如将系统辅助加热改为用户终端即时辅助加热和调控,用户根据需要对水温进行调控,用多少水加热多少水,随用随加热可降低辅助加热的无效耗能,减少后期管理费用降低热水成本。用户终端由用户管理产生的一切费用由用户承担,大大降低了后期集中管理的难度。

  七、关于中高层建筑安装太阳能热水器的建议

  屋面安装集热器仅能满足十二层以下建筑热水的需求,要满足中高层建筑太阳能热水的需求还需以壁挂太阳能热水器加以辅助。在这里需要说明的是以往壁挂式太阳能热水系统是一户一机安装,集热面积和安装上受到很多制约。笔者的建议是屋面集热器承担上面十二层的热水供应,十二层以下太阳能热水器的任务由壁挂式太阳能热水系统来完成,将所有十二层以上楼房南墙朝阳面(若前无楼房遮挡可适当降低),除阳台和窗口(最好为飘窗)空调安装口以外的空间全部用集热器予以镶嵌,以楼层单元为单位由集热器和储热箱组成的一体热水系统固定在墙体上。这样可以加大集热面积,提高太阳能热水利用率,减少水箱对建筑有效空间占用,而且集热器还对建筑起到一定的装饰作用。

  上述建议有待于业内专家和领导的研究。以太阳能热水系统与建筑相结合和后期运转、使用、管理为着眼点进行考虑,立足于沟通与协调。

这些问题的解决都需以建筑为基础需要太阳能行业与建筑行业密切配合。从设计入手,做到热水系统与建筑同步设计,保持结构技术方案的一致性与设计、施工、安装、后期运转管理等各环节的连惯性,是解决太阳能与建筑相结合技术问题的关键。笔者在《太阳能与建筑相结合的探讨》一文中,对按照上述思路构成的太阳能与建筑相结合方案进行了详细的阐述和论证,这些问题在该方案中都得到了很好的解决并申请了国家专利,能实实在在地解决太阳能与建筑相结合很多实际问题。以上建议希望能为业内专家和领导提供一些参考。

 
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