太阳能联集管式热水系统设计培训资料

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效率高于集热管直插式热水器。在我国广大地区冬季晴好天气使用,也可得到 满意热水。 水箱与热管采用机械密封方式,密封牢靠。 集热管内无水,少量集热管损坏,集热器仍可正常运行。
热管式系统
热水系统运行原理图-承压运行1
热管式系统
热水系统运行原理图-承压运行2
热管式系统
T T
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热水系统运行原理图-非承压运行
热管式真空集热管主要是由热管、吸热板、真空玻璃管三部分 组成。
其工作原理是:太阳光透过玻璃照射到吸热板上,吸热板吸收 的热量使热管内的工质汽化,被汽化的工质升到热管冷凝端, 放出汽化潜热后冷凝成液体,同时加热水箱或联箱中的水,工 质又在重力作用下流回热管的下端,如此重复工作,不断地将 吸收的辐射能传递给联箱中需要加热的水。
培训内容大纲
第一章 分离式热水系统简单介绍 第二章 分离式热水系统分类、应用领域及
运行原理 第三章 联集管式热水系统的设计 第四章 设计实例 第五章 系统维护 第六章 常见问题解答
第一章 分离式热水系统简介
系统类型:分离式太阳能热水工程是指太阳集热器与储水 箱分开的热水工程,它包括联集管式太阳能热水工程,热 管式太阳能热水工程,U型管式太阳能热水工程。
45Kg
30Kg
U型管式系统
热管式系统应用领域: 热水工程。如学校、宾馆、部队、住宅、医院等
领域,适用于定时供水、全天供水等方式。 地板采暖。略 锅炉预热系统。略 泳池加热。略
U型管式系统
热水系统运行原理图-承压运行1
U型管式系统
热水系统运行原理图承压运行2
第三章 联集管式热水系统设计
一、依据工程经验的设计流程
以全国范围来讲,对于多数的情况下并没有严格的用水要求,因此可 以简化设计流程,依据工程经验进行设计。
工程总用水量M(公斤)计算:一般情况下可以按照每人每天50公斤 左右的热水进行估算。对于24小时提供热水的情况(或者3班倒), 需要乘以1.2的安全系数。一般的情况下,设人数为m,可以得出总 用水量为M=50m(公斤)。
初步集热面积S1(平米)计算:清华阳光分离式热水工程每平米集 热面积在北方地区平均每天产75公斤左右45℃的热水,初步集热面 积用总用水量除以每平米集热器产水量即可得出。以北方地区为例, 初步集热面积为S1=M/75(平米);
集热器倾角Φ的选择:由于倾角为Φ=0.9φ时(φ是当地纬度),得 到的年直射辐射量最大。倾角应近似等于当地纬度( 即Φ=φ);一 般情况下,北方地区采用45º倾角,南方地区使用30º倾角。
80kg
SLL— 1500/50(60) “晒乐”牌真空集热管(或紫金)
1500mm×50支(60支) 6.25m2
1mm不锈钢 0.6mm不锈钢/镀铝锌板
45mm聚氨酯 硅橡胶密封圈
3100mm×2000mm×140mm
100kg
联集管系统
联集管应用领域: 热水工程。如学校、宾馆、部队、住宅、医
北方地区应选择集热器倾角为45°。集热器朝向正南。
2排集热器南北的距离为:L=6米,集热器南北投影距离 为3米×2排/米=6米,实际该工程集热器所占用的南北 距离为12米,小于屋面实际南北距离,可以摆放。
第四章 设计实例
设计流程
按照一般情况,先选择集热器为2层放置。此时集热器实 际为24块÷2层=12组,按照每组间距为0.3米考虑(人 梯),加上集热器的东西尺寸3.1米后每组集热器的东西 距离为3.4米,12组集热器的东西距离为40.8米,超出 屋面的实际距离,因此考虑将集热器分为南北两排摆放, 每排6组,每组2块,均为2层放置,此时距离(20.4米) 不超过屋面距离,东西距离满足实际情况。
热管式系统
热管式系统
产品型号 集热器件 规格数量 集热面积 单块净重 外形尺寸 安装尺寸 安装尺寸(2块) 安装尺寸(3块)
热管式系统
SLR 4715-16-L 1500mm“晒乐”牌真空管
16支 1.42m2 50Kg 1672mm×1000mm×152mm 1632mm×1040mm 1632mm×2178mm 1632mm×3316mm
查找当地年平均每天的太阳辐照量(MJ),用q表示 (太阳辐照情况的资料可以咨询当地气象部门)。北京 地区太阳辐照量:夏季为20MJ,春秋季为17MJ,冬季 为14MJ。
清华阳光联集管式太阳能热水系统的效率按照50%计算, 因此初步集热面积S1=Q/(q×55%)。
第四章 设计实例
工程概况(甲方需求): 北京某学生洗浴工程; 每天有220左右人次 用水时间为晚上6:00~8:00; 电辅助加热; 水箱置于屋面; 根据现场情况观察与测量,建筑物朝向正南,屋
院等领域,适用于定时供水、全天供水等方 式。1~75 地板采暖。1:4 锅炉预热系统。1~75 泳池加热。2:1
联集管系统
太阳能热水工程原理图
Байду номын сангаас
联集管系统
太阳能地板采暖原理图
联集管系统
锅炉预热系统
联集管系统
泳池加热
热管式系统
清华阳光热管式集热器为热管――园筒翼片结构。热管式集热 器是由热管式真空集热管通过机械连接方式插入联箱而构成的。
第二章 分离式热水系统分类、应用领域及运行原理
系统分类: 联集管式太阳能热水工程 热管式太阳能热水工程 U型管式太阳能热水工程
联集管式系统
联集管式集热器是由多根全玻璃真空太阳 集热管插入联箱而组成。系统运行时,集 热器中充满水,太阳直接对集热器中的水 进行加热,当集热器中的水温达到要求时, 通过控制将集热器中的水直接顶入水箱。
净重
SLU-1500/16
SLU-1500/12
清华阳光“晒乐”牌全玻璃真空集热管
1.5*16支
1.5*12支
φ8mm×0.75mm
6kg/cm2 优质不锈钢板材成型
0.5mm优质氧化轧花铝板
1.42m2
1.09m2
>50%
1612*1000*140
1670*760*140
1620*1000
1645*735
第三章 联集管式热水系统设计
一、依据规范的设计流程
对于其他情况,由于情况比较复杂,比如太阳能系统为 游泳池,地板采暖等设施提供热量,或者作为常规能源 的预热系统,或者用水温度不是45℃时,此时不能以水 量来作为设计依据,需要用能量来计算,如下所示:
根据国标相应规定计算出总用水量以及相应的用水温度, 计算出所需要的总热量(单位:兆焦MJ);如果是做预 热系统、地板采暖或者泳池加热也需要计算出所需要的 总热量。用Q表示。
热管式系统
热管式系统应用领域: 热水工程。如学校、宾馆、部队、住宅、医院等领域,适用于定时供水、全天
供水等方式。 地板采暖。略 锅炉预热系统。略 泳池加热。略 热管式热水器特点: 热管形式为“干式”热管,相比传统的“湿式”热管具有少结垢,不宜漏水等
特点。 启动快,热管可将集热管所获得的热量迅速传递到水箱中。 整体承压0.4MPa,直接与自来水系统连接,承压使用,自动运行。日平均热
行与水箱换热,无液体流失问题;内走特制防冻液,无管道冻 结问题;真空管内无水,即使真空管出现破裂,也不会影响系
统运行,保证系统的稳定性。系统实验承压能力高达6kg/cm2。
U型管式系统
U型管式系统
产品 型 号 集热器件 规格数量 U型铜管 试验压力 支架材料
反射器 集热面积 日集热效率 外观尺寸(mm)(长*宽*厚) 安装尺寸(mm)(长*宽)
一般情况下,集热器基础包括混凝土基础与钢结构基础。混凝土基础采用混 凝土墩,内置预埋铁。集热器钢结构基础包括槽钢基础与集热器支架。
集热面积S的确定:S1计算出来后,需要选择集热器的型号(联集管、热管 与U型管的单块集热面积s均不同),首先初步计算出大致需要的集热器块数; 又因为集热器须依照建筑物的情况调整,一般调整后会分排分层摆放(可以 参照工程照片),因此需要根据摆放情况来确定最终的集热器块数n,实际集 热面积S=n×s(平米)。
产品型号 集热器件 规格数量
集热面积 内胆材料 外壳材料 保温材料 密封材料
外形尺寸
净重
联集管系统
SLL— 1200/50(60) “晒乐”牌真空集热管(或紫金)
1200mm×50支(60支) 5m2
1mm不锈钢 0.6mm不锈钢/镀铝锌板
45mm聚氨酯 硅橡胶密封圈
2500mm×2000mm×140mm
集热器朝向的选择:集热器方位正南时得到的太阳辐照量最大;另外, 由于某些建筑物的走向或者其他原因,集热器的朝向需要向东或者向 西偏转一定的角度时,向东偏转角度范围不宜超过10°,向西偏转角 度范围不宜超过15°。
第三章 联集管式热水系统设计
集热器层数k的选择:为了更好地利用建筑物,集热器一般多层摆放。各型集 热器的摆放层数均不宜过高,对于联集管式集热器来讲,由于系统非承压运 行,在30º角摆放时,层数不宜超过4层,在45º摆放时,层数不宜超过3层。
系统组成及位置:太阳集热器根据需要集中位置,如屋面 (平、坡)、墙面上,有集中的大容积的贮水装置(水箱 可以在屋面、地下室、设备层或特别设置的贮水间内)。 系统安装辅助能源及附属设备,通过一系列的控制方式, 保证各个时段的用水,同时也使太阳集热器的热效率可充 分发挥出来。
特点:1)能节省总体管道的设置,较易做到主管热水循 环,因此该系统有节约投资的优越性。容易与其他能源相 结合。2)供水系统选用形式多样,如变频供水、增压泵 供水等。3)此种系统通过一系列变型可应用于其他领域, 如采暖、泳池加热等。
集热器前后排间距L的计算:在工程中,由于前排的集热器不能遮挡后面的集 热器,因此在前后排的集热器之间需要间距,理论上来讲L=H/tg(66.5ºφ),其中H为前排遮挡物的高度(米)。
集热器东西相邻两列的间距:联集管式集热器一般为300mm(0.3米),热 管式与U型管式一般为130mm(0.13米)。
U型管式系统
U型管系统为间接式太阳能系统,采用真空集热管集热,热量传 递给铝翼,铝翼将热量吸收后传递给U型铜棒(铜棒中空,内置 防冻液),U型铜棒内的防冻液通过系统循环泵将热量传递给内 置于水箱内部的浮动式盘管换热器,通过换热器将水箱中的水 加热。
U型管式集热器主要是由U型管、铝翼、真空玻璃管三部分组成。 U型管采用防冻液导热,在室外温度较低的环境下仍可正常工作。 U型管式太阳集热器热水系统太阳能部分采用闭式循环,带压运
联集管系统由集热器、水箱、管路及保温、 基础与支架、辅助能源与控制系统组成。
联集管式系统
联集管式系统
联集管式系统
联集管式集热器特点: 国际首创——将全玻璃真空集热管东西方向水平放置组合而成联集管
式集热器是清华阳光公司的发明(专利号:94218448.3、 96215867.4、96120414.1) 世界领先——1996年经瑞士Rapperswil太阳能检测中心按 ISO98606-1标准测试,清华阳光SLL-1200/50联集管式集热器的效 率居世界领先水平。 自然跟踪——圆柱形真空集热管水平放置,对不同季节太阳高度角的 变化具有自然跟踪特性,其采光投影面积在一年四季中几乎不变。 密封结构——真空集热管与联集管结合处,采用本公司翻边结构和多 道半“O”形密封圈两项专利(专利号:94218448.3、94218450.5、 96216122.5),使用寿命长、密封严密、安全可靠; 承压能力——由于特殊设计的承压结构,集热器在工作时可以承受 0.1Mpa的压力,可采用自然循环或强制循环方式运行。 组合任意——可根据需要,将联集管式集热器任意组合成不同采光面 积的热水系统。
面东西距离为27米,南北距离为20米。屋面面 积足够,集热器前面没有遮挡。
第四章 设计实例
设计流程
总用水量M=220(人)×50(kg/人)=11000(kg) =11(吨)
初步集热面积S1=M(kg)÷75(kg/m²)= 11000÷75=146.7m²
设计采用集热器型号为SLL1500/50,每块集热面积为 6.25m²,初步估算需要集热器块数n1(块)=S1(m²) ÷6.25(m²/块)=146.7÷6.25(m²/块)=23.5 (块)≈24(块)
水箱容量V(吨)的选择:按照总用水量M(公斤)进行选择,水箱容积V= M/1000(吨)。对于联集管式非承压系统,由于配备的水箱不能满水(有 溢流口),因此需要乘以1.1或1.2的系数,并取整。
电加热功率W(KW)的选择:W=(9×M)/1000(千瓦)。对于用水量 较大的工程,会出现计算出的电加热功率较大的情况,这样可以视情况进行 减少,但不宜低于原来的一半。
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