分体式太阳能热水系统优化设计思路

提要:随着人民生活水平的日益提高,大中城市居民对家庭卫生热水的需求越来越高,尤其是新购买住宅,几乎无一例外要安装生活热水设备。1.2太阳能与电加热结合形式二——水箱上下部双电加热、水箱内置盘管换热   图2与图1的区别在于图2的水箱上下部各有一个电加热装置。

  2分体式太阳能热水系统优化设计和分析

  为了解决上述分体式太阳能热水系统的缺陷与不足,谱尔新能源科技有限公司探索了对该系统的技术优化设计,图4是优化设计的原理示意图。

  优化设计后,别墅太阳能系统具有以下突出优点:

  1)水箱采用双电加热,能保证阴雨天热水的充足供应

  太阳能本身存在不确定性、不稳定性等缺点。在连续多日阴雨天的时候,太阳能产生的热水量将不能满足使用需,因此需要采用辅助加热系统。

  对于分体承压太阳能热水系统,如果采用燃油或燃气作为辅助能源,由于其单位时间产生的热量大,可以瞬时产生出足够的热水,能满足使用需要。但对于采用电辅助加热的太阳能热水系统来说,由于电加热的功率不可能太大,不能瞬时产生出足够的热水量,因此在水箱的上、下部分别设置了电辅助加热装置。水箱上部的电加热装置永远处于值班状态,当水箱上部的水温低于设定值时,上部电加热装置自动启动;当水箱上部的水温达到设定值时,上部电加热自动停止,这样就保证了全天24小时供热水。而水箱下部的电加热则由系统的智能控制器自动判定是否需要启动或停止电加热。

  2)充分体现了优先利用太阳能的思想

  该系统配置的控制器在每天的不同时段定时检测水箱下部温度,在某一时间段内(如上午10:00~11:00)温度达不到设定温度,说明太阳能不足或用水量过度,将自动启动下部电加热,使其达到设定温度,然后自动停止。这样,水箱下部的水温在规定的时间内(如下午6:00用水高峰期内)可以达到最终需要的温度(此温度可在控制器上任意设定)。该系统充分体现了优先利用太阳能的设计思想。

  3)采用水晶内胆承压水箱解决了腐蚀漏水、结垢等问题

  目前,承压水箱内胆主要由两种材料制作,一种是不锈钢板焊接,另一种是钢板焊接后做搪瓷处理。不锈钢板经高温焊接后,存在晶间腐蚀问题,尤其是在承压状态下,晶间腐蚀的速度比常压状态下要快得多。因此,目前多采用搪瓷水箱。

  搪瓷内胆电热水器经过多年的实际使用,证明是可靠的。但如果在搪瓷水箱内加入铜换热盘管,由于铁的性质比铜活跃,铁与铜在水中就有可能形成电化学反应,铁是阳极,铜是阴极。铁会失去电子逐渐被消耗掉。因此,水箱内胆没有被搪瓷覆盖的地方就有可能被击穿漏水。从目前国内各厂家实际使用搪瓷www.gesep.com环保水箱的情况看,上述电化学腐蚀已经发生,并造成了水箱漏水的问题。

  鉴于承压水箱属于贵重物品,一旦漏水必须更换,由此带来的经济损失太大,影响也很坏。这样很可能让房地产开发商或用户对使用太阳能热水系统失去信心。

  谱尔新能源科技有限公司经过多轮技术研讨,采用最新工艺钢晶一体化,确保了水晶层与承压体的无缝结合。水晶内胆水箱使内胆的承压、防腐、防漏功能分别得到完美的解决。

  综合测试的结果表明,水晶内胆的预期寿命在20年以上,从而使热水器的寿命较其它类型的内胆得到提升和飞跃。而且,水晶层是热的不良导体,厚度4mm水晶层效果相当于保温层,再加上1mm~2mm的承压层使产品的保温层均匀增4mm~6mm,大幅提高了保温效果,解决了普通水箱保温性能不佳的问题,水晶层延伸到所有的内表面,巧妙地解决了进出水口及焊缝处易漏水的隐患。

  此外,水晶内胆的防垢效果出众,目前是其他水箱不能相比的。

  4)太阳能直接加热,提高了系统效率,产热水温度更高

  该系统还大胆采用直接加热方式,实际证明这种加热方式大大提高了系统效率。实测结果表明:相同条件下,直接加热系统比间接加热系统的出水温度提高3~5℃。

  该分体式太阳能热水系统已在杭州余杭金都雅www.gesep.com新能源苑安装运行了两年多时间,得到了金都房地产开发公司的认可。图5为该系统安装后的实景图。

  为了避免洗浴时放掉过多冷水(即水不热的问题),供热水管路还可以设计成循环系统。当热水管道温度低于洗浴要求温度时,智能控制器自动打开热水循环泵,强制管道内的水循环流动,保证管道温度始终达到洗浴要求温度。

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