太阳能供热系统
太阳能供暖系统设计
太阳能供暖系统设计太阳能供暖系统是一种重要的节能技术,欧洲各国已经广泛推广,安装量逐年增长。
在国外,太阳能供暖已成为太阳能热利用的主要发展方向。
对于我国建筑节能也有着非常积极的作用。
太阳能供暖系统由热量提供部分、储热换热部分、热量使用部分和控制部分四部分组成。
与太阳能热水系统不同的是,太阳能供暖系统季节性使用明显,且供热需求量大,需要根据不同的供暖形式调整系统热媒温度。
同时,冬、夏平衡问题也需要考虑,夏季需求量小,冬季需求量大,需要充分利用太阳能资源。
太阳能供暖系统的运行原理是在供暖季提供部分供暖热量,非供暖季提供足量生活热水,全年充分利用太阳能资源。
系统通过太阳能集热循环和辅助加热循环来控制温度,实现供暖和生活热水的不同要求。
储热水箱由外层供暖水箱和内部热水箱组成,可以提高热水使用的舒适性和热水量。
太阳能供暖系统的安装和使用可以节约常规能源20%~60%,并且具有较好的经济效益。
在国外,每年新建太阳能供暖系统约12万个,全球的太阳能供暖系统每年提供的能量折合电力约为4.2万MWh。
因此,太阳能供暖技术是未来太阳能光热利用的新方向。
太阳能循环系统采用一次循环、排空系统,满足冬季防冻要求的同时提高了系统效率,降低了系统投资。
与国外的二次循环系统不同,本系统中的热水直接通过循环管路与太阳能集热器循环,取消了中间换热过程,提高了系统效率。
采用系统落空技术替代国外的防冻液防冻方式,简化了防冻过程,同时也减少了系统投资。
太阳能循环系统采用非承压系统,解决了夏季闭式二次循环系统高温、高压容易给系统管路和设备造成损坏的问题,提高了系统的可维护性和使用寿命。
相比国外闭式二次循环太阳能供暖系统,本系统更加可靠。
太阳能集热器和供暖方式的搭配是太阳能供暖系统能否有效运行的关键。
从得热性能和运行安全可靠性两方面考虑,选择合适的太阳能集热器和供暖方式至关重要。
根据太阳能集热器的集热特性,平板型集热器在冬季和夏季的工作温度较低,集热效率接近于零,本身就解决了系统的过热问题。
太阳能热电联供系统的设计和运行
太阳能热电联供系统的设计和运行引言太阳能热电联供系统是一种利用太阳能直接转换为热能和电能的系统。
它将太阳能光能转化为热能,用于供暖和热水,并将剩余的热能转化为电能,用于电力供应。
本文将详细介绍太阳能热电联供系统的设计原理、组成部分和运行机制。
设计原理太阳能热电联供系统的设计原理基于光伏效应和热力学原理。
光伏效应是指太阳辐射光能照射到光电材料上时,光子的能量被电子吸收,并将其转化为电能。
热力学原理是指将太阳辐射光能转化为热能的过程,即利用太阳能热集中器将太阳能转化为热能。
组成部分太阳能热电联供系统由太阳能光伏组件、太阳能热集中器、热电联供装置和储能装置等组成。
太阳能光伏组件太阳能光伏组件是太阳能热电联供系统的核心部分,它由多个光伏电池组成,能够将太阳辐射光能转化为直流电能。
光伏组件一般安装在屋顶或阳台上,以接收最大的太阳辐射。
太阳能热集中器太阳能热集中器是用于将太阳能辐射光转化为热能的装置。
它由镜子或反射器组成,可以将太阳光聚焦到热能转换器上,将太阳辐射能转化为高温热能。
热电联供装置热电联供装置是太阳能热电联供系统的关键部分,它将太阳能热能和电能转化为热水和电力。
热电联供装置由太阳能热水器、热动力机组和发电机组等组成,能够高效利用太阳能资源。
储能装置储能装置用于存储太阳能的电能和热能。
在太阳能充足时,储能装置可以存储多余的电能和热能,以备不足时使用。
运行机制太阳能热电联供系统的运行机制如下:1.太阳能光伏组件接收太阳辐射,将其转化为直流电能。
2.通过逆变器将直流电能转化为交流电能,用于供电。
3.太阳能热集中器将太阳光聚焦到热能转换器上,将太阳辐射能转化为高温热能。
4.热能转换器将高温热能用于供暖和热水。
5.热动力机组将剩余的热能转化为机械能,驱动发电机组生成电能。
6.通过发电机组将电能存储到储能装置中,以备不足时使用。
设计考虑因素在设计太阳能热电联供系统时,需考虑以下因素:1.太阳能资源:需分析太阳能资源的数量和质量,选择合适的位置和角度安装光伏组件和热集中器。
太阳能集中供热系统
太阳能供热系统可分为短期储热集中太阳能供热和季节性储热太阳能集中供热。短期集中太阳能供热主要应用于别墅型住宅、乡镇医院、小型旅馆或老年公寓、集体宿舍和体育馆等,这种系统在夏季可提供80%?100%的生活热水,全年提供10%?20%的室内采暖和生活热水所需热量。国内日益增多的热水供应工程可以归入此类。季节性储热太阳能集中供热主要用于超过100套别墅住宅的小区,通过季节性大型储热设备可以弥补太阳辐射度在冬季的不足,因此全年可提供超过50%的供热和生活热水所需热量。
太阳能供热采暖系统方案
太阳能供热采暖系统方案为了解决不断增长的能源需求和环境问题,太阳能供热采暖系统成为一种可持续发展的解决方案。
本文将介绍一种高效、环保的太阳能供热采暖系统方案,以满足居民和商业建筑的采暖需求。
一、系统概述太阳能供热采暖系统由太阳能收集器、热储罐、热水循环泵、辅助加热设备和供暖设备等组成。
太阳能收集器用于收集太阳能,并将其转化为热能。
热储罐用于储存太阳能转化而来的热能,以供应采暖和热水使用。
热水循环泵将热储罐中的热水循环供应给供暖设备,实现建筑物的采暖。
二、太阳能收集器太阳能收集器是太阳能供热采暖系统中最关键的组件之一。
我们采用平板型太阳能收集器,其优点包括结构简单、维护成本低、寿命长等。
平板型太阳能收集器由玻璃盖板、吸热板和背板组成。
吸热板表面覆盖有特殊涂层,能够有效吸收太阳辐射并转化为热能。
三、热储罐热储罐是储存太阳能转化而来的热能的重要设备。
为了提高储热效果,我们选用具有很好保温性能的材料制作热储罐。
同时,热储罐内部配有专用的换热器,用于将收集到的热能传递给热水循环泵。
四、热水循环泵热水循环泵是实现热水循环供应的核心设备。
其主要工作原理是通过泵将储存在热储罐中的热水抽出,并送到供暖设备进行采暖。
为了提高系统的运行效率,热水循环泵应具备低功耗、低噪音和可靠性强等特点。
五、辅助加热设备在太阳能供热采暖系统中,辅助加热设备的作用是在太阳能不足或无法满足采暖需求时提供额外的热能。
辅助加热设备可以选择电加热器、燃气锅炉或地源热泵等,具体选择根据实际情况和用户需求来决定。
六、供暖设备供暖设备是太阳能供热采暖系统中的最终应用部分,主要用于将热水传递给建筑物内的供暖环路。
供暖设备可以选择水暖片、地暖或空气热泵等,根据实际的采暖需求和建筑结构来确定。
七、系统优势太阳能供热采暖系统具有多方面的优势。
首先,太阳能是一种永无止境的能源,可以充分利用太阳能资源,减少对传统能源的依赖。
其次,太阳能供热采暖系统具备环保特性,不会产生二氧化碳等有害气体的排放,符合低碳生活的要求。
浅谈太阳能供暖采暖系统
浅谈太阳能供热采暖系统形式及发展天津安装工程有限公司:刘树强摘要:太阳能供热采暖是一项新的节能技术,但在实际应用中还处于不成熟的阶段,本文介绍了太阳能供热采暖系统的组成,着重分析了集热器、蓄热水箱、辅助热源设计方法及选型要点。
关键字:太阳能太阳能供热采暖系统集热器蓄热水箱辅助热源前言随着人类社会经济发展迅猛,煤、电、石油、天然气等能源日益短缺,能源危机、环境污染等问题日渐突显,已成为威胁人类生存的头等大事,对新能源的开发利用显得尤为重要,特别是对太阳能的开发利用。
太阳能作为一种可再生的清洁能源具有其它能源无可比拟的优势。
我国太阳能资源十分丰富,绝大部分地区年平均日辐射量在4kwh/㎡.d以上,全国2/3以上地区年辐照量大于502万KJ/㎡,年日照时数在2000小时以上。
太阳能取之不尽用之不竭,处处均可开发应用,无需开采和运输,不会污染环境和破坏生态平衡,符合国家倡导的“建设资源节约型、环境友好型社会”的要求,具有良好的节能减排效果。
因此对太阳能的开发利用必将创造出良好的社会效益、环境效益和经济效益。
一、太阳能供热采暖技术的发展现状太阳能供热采暖分为被动式太阳能供热采暖和主动式太阳能供热采暖。
由于主动式太阳能采暖系统复杂、设备多,初期投资和维护费用都比被动式太阳能采暖高,被动式太阳能采暖将是我国今后几年重点发展项目。
现在我国已形成了具有中国特色的包括理论、设计、施工、试验及评价方法在内的一整套被动式太阳能采暖技术,建成了几百万平方米的被动式采暖太阳房。
由于受经济因素的制约,主动式太阳能供暖系统在我国一直发展比较缓慢。
随着经济的快速发展,为适应建筑节能的形势要求,我国大力推广并已经建成了若干单体建筑太阳能供热采暖试点工程,但是由于这种系统的推广障碍主要在于投资费用高和春、夏、秋季热水过剩,所以需要通过季节蓄能技术和全年的综合利用,与地源热泵、生物质能等其他可再生能源的互为补充来解决。
二、太阳能采暖系统概述太阳能供热采暖系统是将太阳能转化成热能,供给建筑物冬季采暖和全年其他用热的系统,系统主要部件有太阳能集热器、换热储热装置、生活热水系统、控制系统、辅助能源加热设备、泵、连接管道和末端散热系统等。
太阳能供热和空气源热泵对比
缺点:需要消耗电能, 在低温环境下效率较低, 安装需要一定的空间。
太阳能供热和空气源 热泵供热的比较
能耗比较
太阳能供热:利用 太阳能转化为热能, 能耗较低
空气源热泵供热: 利用空气中环保性 等方面进行比较
运行成本比较
太阳能供热:初期投资高,但运行成本低 空气源热泵供热:初期投资低,但运行成本高 维护费用:太阳能供热维护成本低,空气源热泵维护成本高 能耗:太阳能供热能耗低,空气源热泵能耗高
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通过吸收空气中的热能,热泵将热 能压缩并转化为热水。
空气源热泵供热系统可以实现高效、 环保、节能的供热。
空气源热泵供热系统的组成
热泵主机 末端散热设备 控制系统 水路循环系统
空气源热泵供热系统的优缺点
优点:高效节能,运行 费用低,使用寿命长, 维护成本低,适用范围 广。
适用场景比较
太阳能供热:适用于日照充足、气候干燥的地区 空气源热泵供热:适用于气候寒冷、空气湿度高的地区 太阳能供热和空气源热泵供热的比较:适用于不同场景下的选择和使用 适用性比较:根据不同场景和需求选择合适的供热方式
环境影响比较
太阳能供热:无 污染,可再生能 源
空气源热泵供热: 低排放,节能环 保
根据建筑特点和场地条件选用太阳能供热或空气源热泵供热
太阳能供热系统更适合于日照充足、日照时间长的地区
空气源热泵供热系统对环境温度的要求相对较低,可在-10℃以上运行,因此适用于大部分 地区
建筑结构和设计特点也是选用供热系统的考虑因素,如房屋面积、保温性能等
在一些特殊的场地条件,如高层建筑、小型别墅等,需要根据实际情况进行选用
在有充足阳光资源的地区,建议优先选用太阳能供热;在春秋季节或冬季较寒冷地区,建议优先选 用空气源热泵供热。
主动式太阳能热水供热采暖系统设计
主动式太阳能热水供热采暖系统设计一、引言太阳能热水供热采暖系统是指通过太阳能采集器将太阳能转化为热能,用于供应热水和供热采暖。
本文将介绍一个基于主动式太阳能热水供热采暖系统的设计。
二、系统工作原理1.太阳能采集器:通过该部件将太阳能转化为热能,一般采用平板式太阳能集热器或真空管式太阳能集热器。
太阳能采集器通常安装在屋顶或阳台等能够接受充足阳光的位置。
2.储热水箱:该水箱用于存储太阳能采集器采集到的热能,保证系统在夜间或无太阳能供应时仍能提供热水和采暖。
储热水箱具有一定的绝热性能,以减少热损失。
3.循环泵:通过循环泵,将储热水箱中的热水循环送至用户使用处,如热水龙头和采暖设备,确保用户得到热水和供暖。
4.控制系统:控制系统是系统的智能大脑,通过监测太阳能采集器的热能输出和储热水箱的温度,自动控制循环泵的运行和关闭,以保证系统性能和操作的便利性。
三、系统设计要点在设计太阳能热水供热采暖系统时,需要考虑以下几个要点:1.太阳能采集器的选择:选择合适的太阳能采集器非常关键。
平板式太阳能采集器适合于采集温度在60℃以下的热水,而真空管式太阳能采集器适合于采集高温水。
根据不同地区的太阳能资源和用户需求,选择合适的太阳能采集器。
2.储热水箱的设计:储热水箱应具有足够的容积,以满足用户的热水使用需求和采暖需要。
同时,储热水箱应具备较好的绝热性能,以减少热损失。
3.循环泵的选择:循环泵应具备较高的扬程和循环流量,以确保热水能够顺畅地从储热水箱送至用户使用处。
4.控制系统的设计:控制系统应具备可靠的控制功能,能够智能地监测太阳能采集器的热能输出和储热水箱的温度,并根据实际情况自动调节循环泵的运行和关闭。
五、系统优势1.环保节能:太阳能作为可再生能源,不会产生二氧化碳等有害气体,对环境友好。
同时,太阳能的利用可以减少传统能源的消耗,达到节能的目的。
2.经济实用:太阳能是一种免费的能源,通过太阳能热水供热采暖,可以减少传统能源的使用,降低能源成本。
太阳能供暖系统的设计与施工指南
太阳能供暖系统的设计与施工指南随着环境保护意识的增强和能源消耗的不断增加,太阳能供暖系统成为了一种绿色、可持续的能源选择。
本文将为您介绍太阳能供暖系统的设计与施工指南,帮助您实现高效、可靠的供暖系统。
一、系统设计太阳能供暖系统的设计是关键,它需要考虑到建筑的朝向、日照时间、建筑材料等因素。
首先,确定太阳能集热器的安装位置,通常应选择南向的屋顶或墙面,以最大程度地接受太阳辐射。
其次,根据建筑的热负荷计算,确定集热器的数量和面积。
此外,还需要考虑到储热系统的设计,以便在夜间或阴天时提供持续的供热。
二、集热器的选择太阳能供暖系统的核心是太阳能集热器,它可以将太阳辐射转化为热能。
在选择集热器时,需要考虑到其热效率、耐久性和维护成本。
目前市场上常见的太阳能集热器有平板式和真空管式两种。
平板式集热器适用于大面积的供暖系统,而真空管式集热器则适用于小面积的供暖系统。
根据实际需求选择合适的集热器,可以提高系统的效率和可靠性。
三、管道布置与绝缘太阳能供暖系统的管道布置是设计的重要一环。
在布置过程中,应尽量减少管道的弯曲和阻力,以保证热能的传输效率。
此外,还需要注意管道的绝缘,以减少热能的损失。
常见的绝缘材料有聚氨酯泡沫、玻璃棉等,选择合适的绝缘材料可以提高系统的效率。
四、储热系统的设计储热系统是太阳能供暖系统的重要组成部分,它可以在夜间或阴天时提供持续的供热。
常见的储热系统有水箱式和地埋式两种。
水箱式储热系统适用于小型供暖系统,它可以将太阳能转化为热水储存在水箱中。
地埋式储热系统适用于大型供暖系统,它可以将太阳能转化为地热储存在地下。
根据实际需求选择合适的储热系统,可以提高系统的供热效果。
五、系统的监控与维护太阳能供暖系统的监控与维护是保证系统正常运行的关键。
在系统运行过程中,应定期检查集热器、管道和储热系统的运行情况,及时清洗和维修。
此外,还需要安装温度传感器和流量计等监控设备,以实时监测系统的运行状态。
定期进行系统的维护和保养,可以延长系统的使用寿命并提高效率。
太阳能供热系统的设计与优化研究
太阳能供热系统的设计与优化研究随着能源危机的加剧以及对环境的日益关注,太阳能逐渐成为一种可再生、清洁、无污染的能源来源。
在各种利用太阳能的方式中,太阳能供热系统被广泛应用于家庭、商业和工业领域。
本文将对太阳能供热系统的设计和优化进行研究,探讨如何最大程度地利用太阳能资源,提高系统的效率和可靠性。
首先,太阳能供热系统的设计需要考虑到太阳能的采集和储存两个关键环节。
在太阳能采集方面,我们可以使用太阳能热水器或太阳能集热器来将太阳能转化为热能。
太阳能热水器通过吸收太阳能辐射热量,并将其传递给水来加热,以满足热水需求。
而太阳能集热器则通过集中反射镜、聚光板等方式来聚焦太阳能,将其转化为高温热能,用于供暖或发电。
在选择太阳能采集设备时,需要考虑到效率、成本、耐用性等因素,以及当地的气候条件和能源需求。
其次,太阳能供热系统的储存是一个非常重要的环节。
由于太阳能的不稳定性,我们需要将采集到的太阳能热量储存起来,以便在夜间或阴天时使用。
常见的储热方式包括水箱式储热、储土储热和蓄热材料储热。
在选用储热方式时,需要考虑到储热效率、热损失、成本等因素,以及系统的稳定性和可靠性。
除了采集和储存太阳能热量,太阳能供热系统的优化还涉及热量传输和利用的过程。
在热量传输方面,需要考虑到热量损失的减少和传输效率的提高。
采用合理的绝缘材料、管道设计和散热器布局等措施,可以有效减少热量损失。
另外,优化热量传输介质的流体性质和流动方式,提高传输效率也是重要的。
在热量利用方面,可以采用辅助加热设备或热泵等技术,以满足系统的需求。
通过系统的优化,可以最大程度地利用太阳能资源,提高系统的能效和经济性。
此外,太阳能供热系统的设计还需要考虑到安全性和环保性。
在系统运行过程中,需要确保各种设备和管路的安全可靠。
同时,需要采用环保材料和工艺,减少系统的污染和对环境的影响。
定期维护和保养也是确保系统长期稳定运行的关键。
最后,从经济角度来考虑,太阳能供热系统的设计和优化也需要关注投资回报和成本效益。
住宅楼的太阳能集中供热水系统
住宅楼的太阳能集中供热水系统太阳能集中供热水系统是一种利用太阳能进行供热的系统,可以在住宅楼中提供热水供应。
它通过太阳能集热器将太阳辐射能转化为热能,再通过传热介质将热能传递给水。
该系统具有环保、节能等优点,被广泛应用于住宅楼的供热系统。
本将对住宅楼的太阳能集中供热水系统进行详细介绍和分析,包括系统的组成、工作原理、设计要求、安装步骤、运行维护等方面的内容,以供参考。
一、系统组成太阳能集中供热水系统主要由以下组成部分构成:1. 太阳能集热器:采用通过黑背板吸取太阳辐射能的管道,将太阳能转化为热能。
2. 热水储存罐:用于储存集热器传递过来的热水,供日常使用。
3. 硅胶密封圈:用于确保管道连接处的密封性,防止热能损失。
4. 循环水泵:负责将热水从集热器传递至热水储存罐,保证热水的循环运行。
5. 控制系统:监控和控制太阳能集中供热水系统的运行,保证系统的稳定性和安全性。
二、工作原理太阳能集中供热水系统的工作原理如下:1. 太阳能集热器吸收太阳辐射能,并将其转化为热能。
2. 热能通过传热介质(一般为水)传递至热水储存罐。
3. 循环水泵将热水从集热器送至热水储存罐,保证热水的循环运行。
4. 当热水储存罐中的热水被使用时,系统会自动补充新的热水。
5. 控制系统监控和控制系统的运行,保证系统的稳定性和安全性。
三、设计要求住宅楼的太阳能集中供热水系统设计要求如下:1. 集热器的容量应根据住宅楼的供热需求确定,确保能够提供足够的热水。
2. 热水储存罐的容量应根据住宅楼的日常用水量确定,确保储存足够的热水供应。
3. 硅胶密封圈应具有耐高温、耐酸碱的特性,确保密封效果。
4. 循环水泵应具有稳定的运行性能,且能够适应不同的工作负荷。
5. 控制系统应具有可靠的监控和控制功能,能够及时响应系统运行状态的变化。
四、安装步骤住宅楼太阳能集中供热水系统的安装步骤如下:1. 确定集热器的安装位置,通常选择在住宅楼的屋顶或阳台上,确保能够充分接受太阳辐射能。
太阳能供热系统的设计与应用
太阳能供热系统的设计与应用随着对环保意识的增强,太阳能供热系统的应用也越来越广泛。
太阳能供热系统不仅具有环保节能的优点,还可以降低能源的消耗,从而为家庭或单位带来经济效益。
一、太阳能供热系统的设计太阳能供热系统主要由太阳能集热器、储水箱、管路及控制系统等组成。
在进行设计时,需要根据具体情况确定太阳能集热器的面积和数量,以及储水箱的容量和管路的材质等。
1. 太阳能集热器的选择太阳能集热器是太阳能供热系统的核心部件,其主要功能是将太阳能转化为热能。
太阳能集热器的种类繁多,常见的包括平板式太阳能集热器、真空管太阳能集热器、混合式太阳能集热器等。
在选择太阳能集热器时,需要根据其供热性能、稳定性、成本等方面进行综合考虑。
例如,平板式太阳能集热器供热性能较好,但在低温条件下可能会出现结冰现象;真空管太阳能集热器稳定性较好,但在成本方面较高。
2. 储水箱的设置储水箱是太阳能供热系统中储存热水的地方。
其容量需要根据系统设计的热水使用量和太阳能集热器的供热能力来确定,一般应该能够满足24小时的热水供应需求。
在储水箱的设置方面,需要注意加装适当的绝热层,以减少热损失,并保证储水箱内水的温度稳定。
3. 管路和控制系统的设计太阳能供热系统的管路和控制系统需要进行科学合理的设计,以确保系统的正常运行和高效节能。
在管路的设计方面,需要注意管道的材质和管道的直径等因素,以减少阻力和热损失。
控制系统的设计则需要考虑温度传感器的安装位置、控制器的型号和参数等方面。
其中,温度传感器的安装位置需要在热水储存设备的进出口处,以便测量热水的温度,从而调节集热器的供热量。
二、太阳能供热系统的应用太阳能供热系统的应用主要包括家庭、商业和工业领域。
在家庭领域,太阳能供热系统主要用于供应热水和供暖。
在商业领域,太阳能供热系统可以应用于大型酒店、游泳馆等场所的供热和供水。
在工业领域,则可以应用于加热锅炉、烘干设备等。
太阳能供热系统的应用既可以减少能源的消耗,降低环境污染,又可以为用户带来经济效益。
太阳能集中供暖系统的设计与实施
太阳能集中供暖系统的设计与实施太阳能作为一种清洁、绿色能源,在现代社会中扮演着越来越重要的角色。
随着能源危机日益严重,传统能源消耗及环境污染问题日益突出,人们对可再生能源的需求也随之增加。
在这种背景下,太阳能集中供暖系统的设计与实施成为一个备受关注的话题。
一、太阳能集中供暖系统的原理太阳能集中供暖系统是利用太阳能集中器将太阳能聚焦到集热器上,通过热传导或流体传热的方式将热量传递到供热系统中,实现建筑物内部的供暖。
这种系统的核心是集热器,它可以是平板太阳能集热器、聚光式太阳能集热器或抛物面聚光型太阳能集热器等。
这些集热器能够吸收太阳辐射,将太阳能转化为热能,并传递给工质以实现供热。
二、太阳能集中供暖系统的设计要点1. 确定系统容量和供热功率在设计太阳能集中供暖系统时,首先要明确系统的容量和供热功率,这取决于建筑的面积、取暖负荷以及太阳能的利用率等因素。
通过合理的计算和分析,确定系统的尺寸和供暖能力,确保系统可以满足建筑的取暖需求。
2. 选择合适的集热器类型不同类型的集热器具有不同的特点和适用范围,因此在设计太阳能集中供暖系统时需要选择合适的集热器类型。
平板太阳能集热器适用于小面积建筑,聚光式太阳能集热器提供高温热能,适用于需要高温供热的场所,而抛物面聚光型太阳能集热器则具有较高的集光效率和集热温度。
3. 设计系统的传热和储热部分传热和储热部分是太阳能集中供暖系统中至关重要的组成部分。
通过设计合理的传热系统和储热装置,可以有效地提高系统的热能利用率,实现太阳能的最大化利用。
传热系统可以采用水循环或空气循环的方式,而储热装置常采用水箱或热媒罐等形式。
4. 考虑系统的运行控制和监测为了确保太阳能集中供暖系统的正常运行和性能稳定,需要设计运行控制和监测系统。
运行控制系统可以根据建筑的供暖需求和太阳能的供热状况实时调节系统的工况,提高系统的运行效率和节能性能。
监测系统可以实时监测系统的运行参数和性能指标,及时发现问题并采取措施保障系统正常运行。
太阳能供热系统的优化设计与工程实现
太阳能供热系统的优化设计与工程实现随着全球环境问题日益突出,人们越来越关注环保和可持续发展。
在这个背景下,太阳能供热技术的应用越来越广泛,成为了可再生能源领域的热门技术。
太阳能供热系统不仅可以满足人们的热水和采暖需求,而且还可以减少温室气体的排放,达到环保和可持续发展的目的。
本文就太阳能供热系统的优化设计和工程实现问题进行了探讨。
1. 太阳能供热系统的原理太阳能供热系统的原理比较简单,主要是利用集热器将阳光能转化为热能,然后通过换热器将热能与水或空气进行热交换,最终为室内供给热水和采暖。
太阳能供热系统可以分为直接式和间接式两种方式。
直接式太阳能系统采用液体或气体来传递热能,适用于较小规模的建筑物和热水需求场合;而间接式太阳能系统则采用蒸汽或水来传递热能,适用于较大规模的建筑物和采暖场合。
2. 太阳能供热系统的设计优化太阳能供热系统的设计优化是为了提高系统的效率,减少成本和能源消耗。
常见的优化方法有以下几个方面:(1)选择合适的集热器集热器是太阳能供热系统的核心组件,其质量对系统的性能影响非常大。
在选择集热器时,需要考虑集热器的面积、转换效率、可靠性、耐久性等因素。
另外,应根据当地的气候条件和使用需求来选择合适的集热器类型,比如平板式或真空管式集热器。
(2)合理布局和维护太阳能供热系统的布局和维护也会影响系统的效率和寿命。
在系统设计时,应尽可能减少管道长度和过多的弯曲,确保热能传递的有效性。
另外,合理的冷却和清洁措施也可以延长太阳能供热系统的寿命。
(3)配套的辅助设备太阳能供热系统还需要配套的辅助设备,比如泵、水箱、管道、控制器等。
这些设备的选择和配置也需要考虑效率、可靠性和成本等因素。
比如,最好选择节能、低噪音的泵和控制器;冷水箱的容量应根据用户需求来确定;管道和阀门的材质和直径也需要根据实际情况来选择。
3. 太阳能供热系统的实现工程太阳能供热系统的实现工程需要考虑多个方面,包括建筑结构、设备安装、管道布局、供暖方式等。
太阳能供暖系统设计与应用实例
太阳能供暖系统设计与应用实例随着全球能源危机的加剧和环保意识的提高,太阳能作为一种清洁、可再生的能源逐渐受到人们的关注。
太阳能供暖系统作为其中一个重要的应用方向,不仅能够为人们提供舒适的室内热水和供暖,还可以显著减少对传统能源的依赖。
在本文中,我们将探讨太阳能供暖系统的设计原理和实际应用,并介绍一些成功的应用实例。
一、太阳能供暖系统的设计原理太阳能供暖系统的设计原理基于充分利用太阳能的热能,从而实现清洁、高效、可持续的供暖需求。
下面是太阳能供暖系统的基本工作原理:1. 太阳能集热:太阳能集热器主要通过吸收太阳辐射来产生热能,其中最常见的集热器种类是平板集热器和真空管集热器。
平板集热器由一片黑色表面的板块组成,其表面涂有吸热涂层,用以吸收太阳辐射。
真空管集热器由多个玻璃管组成,内置吸热体,能够有效地吸收太阳辐射热能。
2. 热能传递与储存:太阳能集热器吸收到的热能通过循环泵传递到储热设备,如水箱或地源热泵。
在储热设备中,热能被暂时储存,以备后续的供暖或热水使用。
3. 供热循环:当室内温度低于设定值时,热媒液(常用的是水和抗冻液的混合物)被泵送至太阳能集热器,经过加热后再返回储热设备。
这样的循环可以持续地为室内提供热能。
二、太阳能供暖系统的应用实例下面将介绍两个太阳能供暖系统的应用实例,以展示其在不同场景下的可行性和效果。
1. 家庭供暖系统实例太阳能供暖系统在家庭环境中的应用已经日益普及。
以下是一个家庭供暖系统的实际案例:在某个农村地区,一户家庭采用太阳能供暖系统来满足冬季室内供暖需求。
他们选择了平板集热器作为主要的太阳能集热设备,并将其安装在房屋的南侧屋顶上。
通过管道将集热器与储热水箱连接起来,实现热量传递和储存。
在供热循环方面,他们安装了循环泵和控制系统,自动控制热媒液的流动和温度。
这个系统不仅能够为家庭提供稳定的供暖,还显著减少了对传统能源的依赖。
2. 商业建筑供暖系统实例太阳能供暖系统的应用不仅仅局限于家庭环境,也适用于商业建筑的供暖需求。
严寒地区典型村镇住宅的太阳能供热采暖系统设计
严寒地区典型村镇住宅的太阳能供热采暖系统设计严寒地区典型村镇住宅的太阳能供热采暖系统设计随着世界气候变暖的同时,我们也面对着日益严寒的严冬,而在有些地方,特别是一些典型的山区村镇地区,供热难度非常大。
如何解决这些村镇居民的供热问题,显得尤为关键。
本文将为大家介绍一种适合严寒地区典型村镇住宅的太阳能供热采暖系统设计。
一、太阳能供热采暖系统概述太阳能供热采暖系统是一种利用太阳能进行供热和采暖的系统。
其基本原理是将太阳能转化成热能,并储存在水、气或其他物质中,然后再利用这些热能进行采暖。
二、严寒地区太阳能供热采暖系统设计对于严寒地区的太阳能供热采暖系统设计,必须考虑到以下几个方面:1、采暖面积和负载首先,必须确定供暖面积和负载大小,以便调整采暖系统的输出功率和储存热量的大小。
2、储存设备对于严寒地区的太阳能采暖系统来说,储存设备尤为重要。
由于气温较低,需要进行长时间的储存热量,而且要保证在一定温度下始终处于液态。
3、交换设备在严寒地区,系统采暖需要有一个循环装置,将热量输送到不同的房间。
这不仅需要交换设备,同时还需要一个独特的管道系统来确保热能的输送和采暖效果。
4、渗透性和密封性在严寒地区,由于气温较低及蒸发作用的影响,建筑物中的水分经常会吸入墙壁,容易导致墙壁的生锈和腐烂。
为了避免这种情况的发生,需要对补给管道和储水箱进行密封和防护。
三、优劣势分析1、优势由于太阳能源本身就是一种安全、清洁和免费的能源,因此该系统相对于其他传统采暖系统的优势非常明显。
此外,由于该系统不需要燃烧化石燃料,因此其对环境污染的影响极小。
2、劣势尽管太阳能采暖系统在优点上具有诸多优势,但是其缺点也相当显著。
首先,由于此类系统需要收集太阳能等待最适宜的使用时机,因此在晴朗天气下采暖效果最佳。
此外,此类系统还需要对供热指标和供热季节进行准确预测和明确设定,否则其采暖效果将受到较大影响。
四、总结严寒地区典型村镇住宅的太阳能供热采暖系统的设计,可以为居民提供更为清洁、安全和经济的采暖方式,同时减少对环境的破坏。
太阳能供热原理
太阳能供热原理太阳能是一种绿色、可再生的能源,使用太阳能技术可以实现环保、节能的目的。
太阳能供热就是利用太阳能转换热能,将其提供给人们日常生活和工业生产中所需的热能,比如供暖、热水等。
下面,我们就来探究一下太阳能供热的原理。
1.太阳能集热器的作用太阳能集热器是太阳能供热系统的核心部分,其主要作用是将太阳能转化为热能。
太阳能集热器由内至外分别有:吸收层、传导层、隔热层和外壳材料。
其中,吸收层是关键部件,它能将太阳辐射能转化为热能。
太阳能集热器的种类很多,常见的有平板式太阳能集热器、真空管式太阳能集热器等。
2.太阳能传热介质的选择在太阳能供热系统中,太阳能集热器吸收的热能需要传输到使用者处,因此需要一种传热介质。
选用传热介质需要考虑许多因素,如热稳定性、冻结点等。
目前,最常用的传热介质有水、空气、乙二醇等。
3.储能系统的设计太阳能供热系统需要稳定地向使用者提供热能,因此需要一个储能系统。
储能系统的设计要考虑储能介质的热容量、储存温度等因素。
常用的储能介质有水、岩盐、空气等。
储能系统有利于平衡太阳能供热系统的供需关系,确保系统的稳定性。
4.控制系统的运作太阳能供热系统需要一个控制系统,以保证其稳定运行。
控制系统的主要作用是控制太阳能集热器和储能系统的开启与关闭,以及防止系统温度过高或过低。
当前的控制系统多采用智能化技术,能够自动感知并调整系统运转状态,以保证系统的安全和稳定。
综上,太阳能供热原理是由太阳能集热器的吸收层吸收太阳辐射能,并将其转化为热能,然后通过传热介质传输热能到储能系统,最后由控制系统将热能稳定地向使用者提供。
太阳能供热系统所使用的技术,具有环保、节能、可再生等优点,成为当今世界倡导的发展方向。
太阳能供热原理
太阳能供热原理
太阳能供热是一种利用太阳能进行供热的技术,它是一种环保、节能的热水供应方式。
太阳能供热原理是利用太阳能将太阳辐射能转化为热能,通过太阳能集热器将太阳能转化为热水,再通过管道输送到需要热水的地方,从而实现供热。
太阳能集热器是太阳能供热系统的核心部件,它是将太阳能转化为热能的关键。
太阳能集热器一般由集热器板、吸热管、保温层和外壳组成。
集热器板是太阳能集热器的主要部件,它是将太阳能转化为热能的关键。
吸热管是集热器板上的管道,它将太阳能转化为热能,再将热能传递到热水中。
保温层是太阳能集热器的保温层,它可以减少热量的散失,提高集热效率。
外壳是太阳能集热器的外壳,它可以保护集热器板和吸热管,防止外界环境对集热器的影响。
太阳能供热系统的工作原理是:太阳能集热器将太阳能转化为热能,再将热能传递到热水中,热水通过管道输送到需要热水的地方,从而实现供热。
太阳能供热系统一般由太阳能集热器、水箱、管道和控制系统组成。
水箱是太阳能供热系统的储水器,它可以储存热水,保证供热的连续性。
管道是太阳能供热系统的输送管道,它将热水输送到需要热水的地方。
控制系统是太阳能供热系统的控制中心,它可以控制太阳能集热器的工作状态,保证太阳能供热系统的正常运行。
太阳能供热是一种环保、节能的热水供应方式,它可以减少对传统能源的依赖,降低能源消耗,减少环境污染。
太阳能供热技术的应用前景广阔,它可以应用于家庭、工业、农业等领域,为人们提供更加便捷、环保、节能的热水供应方式。
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一.太阳能供热系统太阳能集中供热系统1.1 概述太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。
目前,各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。
太阳能热水器符合低碳经济的发展,是可持续的、节能减排产品,是太阳能行业发展的机遇。
太阳能产业规模巨大,市场发展具有极大的潜力。
近几年政府大力支持太阳能行业的发展,2009年出台了针对太阳能的家电下乡政策,对太阳能家电下乡产品进行补贴,惠及亿万百姓,符合中央建设资源节约型、环境友好型社会,增强可持续发展能力的要求。
太阳能行业的前景是光明的,但道路是曲折的。
具体到每个企业,由于每个企业的技术、产品和水平等等不一,所以,能否到达行业光明的彼岸取决于企业的综合实力。
目前,我国太阳能热水器行业产业发展不规范,企业自律性较弱。
但是太阳能行业的发展必将会回归理性,企业需更加注重对产品品质的提升。
希望行业内各大品牌联合起来,发挥各自企业优势,共同推进产业发展,维护市场秩序,营造和谐有序的行业发展环境。
1.2 太阳能新能源的发展趋势太阳能热水系统是利用“温室效应”原理,将太阳辐射能转变为热能,并将热量传递给工作介质从而获得热水的供热系统。
太阳能热水系统由太阳集热器、贮热水箱、循环泵、辅助热源、控制系统和相关附件组成。
太阳能热水系统的系统设计应遵循节水节能、经济应用、安全简便的原则。
从节水节能考虑,必须设置保温措施;从使用功能考虑,目前最应解决的是冷热是系统压力平衡的问题,优先选用承压式系统;从建筑美观考虑,优先选用分离式系统;从水质卫生考虑,优先选用间接式系统由于系统集热器和部分管道置于室外,而赤峰市冬季环境温度较低,集热器、管道有可能结冰冻胀造成设备损害,影响整个热水系统的正常运行。
太阳能系统的防冻通常采用以下几种方式:①排空法防冻方式。
在结冰季节到来之前,将集热器排空,系统不运行。
或者在集热器下集管进口处设置自动控制线路的温度触点,0℃以前即将集热器排水阀打开,排空集热器中的水。
缺点是如果温控线路失灵,集热器即会冻裂。
排空法是消极防冻方法,不仅浪费水源,而且降低了集热器的年集热效率,不能充分利用太阳能,除了受到工程造价低的限制,否则不宜采用。
②保持集热系统中的水不断流动。
这种方式要求集热系统不能有循环死角,否则该处管道等部件仍会冻裂。
为维持水的流动,需启动水泵耗费常规能源,水在流动过程中会损失水箱中部分能量。
这种方法浪费常规能源,而且系统热损失大,所以不宜使用。
③排回法防冻方式。
即水箱置于集热器的下方,根据储热水箱底部及集热器顶部的水温差控制水泵的运转或是停止。
当集热系统当集热系统出口水温低于储热水箱水温是,循环泵关闭,集热系统停止工作,集热系统中的水依靠重力作用流回储热水箱。
当使用排回系统时,集热系统集热器和管路的安装坡度有严格要求,以保证集热系统中的水能完全排回。
能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。
而太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源,“取之不竭、用之不尽”。
在各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。
而光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简便等优点,地形多样和居住分散的现实条件下,有着非常独特的作用太阳能光伏发电系统是由太阳能电池组件、蓄电池组、太阳能发电机系统组成,发电功率可以根据需求搭配。
由于太阳能发电具有节能、环保,一次投资,长期受益的特点,只要阳光充足就可以就地安装等特点可应用于别墅群、草原牧区、偏远山村、高山海岛等地区的小规模发电。
我国的太阳能热利用产业,无论在规模、数量、市场成熟度方面,还是在核心技术、民族品牌方面,都领先于世界水平。
我国太阳能产业现状目前太阳能的利用主要:利用光热效应,即把太阳光的辐射能转换为热能,太阳能热水器和太阳灶就是典型的例子。
我国太阳能热能利用发展较为成熟,已形成较完整的产业体系,太阳能光热产业的核心技术遥遥领先于世界水平,其自主知识产权率达到了95%以上。
我国已经成为世界上太阳能集热器最大的生产和使用国,目前最广泛应用的技术是太阳能热水器,截至2006年全国太阳能热水器累积使用已达9000万m3,占世界总量的76%。
1000多家太阳能热水器生产企业,每年创造的总产值近120 亿元,为提高中小城市居民的生活质量发挥了重要作用。
到2008 年,我国太阳能热水器总集热面积运行保有量为1.35亿平方米,年生产能力超过2 500万平方米,比2007年增长10%,使用量和年产量均占世界总量的一半以上。
太阳能热水器的推广已基本实现了商业化,形成原材料加工、产品开发制造、工程设计和营销服务的产业体系,带动了玻璃、金属、保温材料和真空设备等相关行业的发展,成为了一个产业规模迅速扩大的新兴产业。
我国自主创新的真空管热管技术,其水平居于世界领先地位,真空管热水器在我国得到了广泛应用,每年产量超过1600 万平方米,占世界真空管热水器市场的90%以上。
同时真空管热水器以其优良的性能,出口亚洲、欧洲、非洲等几十个国家。
我国将继续在城镇推广普及太阳能与建筑结合、太阳能集中供热水工程,并建设太阳能采暖和制冷示范工程。
在农村和小城镇推广户用太阳能热水器,目标到2010年,全国太阳能热水器总集热面积达到1.5 亿平方米,加上其他太阳能灶、太阳房等太阳能热利用,年替代能源量将超过5000 万吨标准煤以上。
在高速发展的同时,由于许多地方政府对之寄予超高期望,太阳能热水器行业的竞争非常激烈,山东、江苏、北京是太阳热水器主要生产基地。
1.3 太阳能热利用的意义太阳能热利用就是用太阳能集热器将太阳辐射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。
按利用的温度不同分为太阳能低温(<100℃)利用、中温(100~500℃)利用和高温(>500℃)利用。
太阳能热利用的关键部分是太阳能集热器,目前使用的太阳能集热器根据集热方式不同分为平板型集热器和聚焦型集热器,前者接受太阳辐射的面积和吸热体的面积相等,为了接收到较多的太阳能需要很大的集热面积,且集热介质的工作温度也较低;后者通过采用不同的聚焦器,如槽式聚焦器和塔式聚焦器等,将太阳辐射聚集到较小的集热面上,可获得较高的集热温度。
1.4 系统设计方案1.4.1 系统总体设计方案太阳能集中供热自动控制系统包括三个控制变量分别是压力、液位、和温度三个控制量。
系统中要有储水箱、和混合水箱以及热水水箱。
太阳能中产生的热水存贮在热水箱中,储水箱和热水箱中的水注入混合水箱中进行混合并与加热器协同配合工作达到供水温度供给用户。
1.4.2 控制系统设计水箱缺水自动补充自来水:当用水使水箱内水量低于最低水位时,自动启动补水电控阀为水箱补水,当补水使水箱水量上升到二水位后,补水停止并自动转入温控补水功能。
水箱缺水时,为防止空转,供水泵与循环水泵均不能启动。
循环:当楼顶太阳能集热器内温度高于水箱内水温15(可调)度时,自动启动循环泵;循环泵循环使集热器内的温度逐渐下降,当降至与水箱温度相同(或稍高,可调)时,循环泵自动停止。
如此反复运行;阴天或太阳强度不足时,集热器温度低于水箱温度循环泵不启动。
辅助热源自动启动:当水箱内水温不足时,辅助热源自动启动运行为水加温,水温达到设定温度后自动关闭。
在本设计中供水水箱主要作用是为天阳能集热器的热水箱和混合水箱进行供水,当太阳能集热器中的水位低于设定水位时打开大水泵及控制阀门对集热器进行供水知道水位达到太阳能热水器水位的上限值。
当混合水箱的水温温度高于设定值时需要储水箱对保温水箱进行供水直到温度达到要求为止。
为了防止热水水箱水位过高或者过低需要对热水水箱水位进行监测。
根据系统设计要求热水水箱水位要保持在上限值与下限值之间。
混合水箱是为了用户提供合适的使用水温需要对其液位进行控制其控制。
温度控制系统在本设计中是非常重要的一部分,影响温度变化的因素也特别的多。
在本设计中采用串级控制来控制温度是温度恒定在50摄氏度。
太阳能热水系统作为环保节能的优秀产品虽然具有不可替代的优势,但是由于自然条件的制(如在冬季或连续阴雨天产热水量较低时),为保证正常的供应热水,还要选择适当辅助热源设备。
在太阳光照不足时由于热水器中产生的热水温度与冷水混合后的温度不能达到供给用户的温度这是为了保证供水温度需要启动加热器对混合水箱中的水进行加热来进行加热达到供水温度。
为了使冷热水得到充分的混合进而能够迅速的达到用户使用温度,在混合水箱中安装一个电动搅拌器,这样能够使冷水与热水充分混合。
压力控制系统的研究与设计是一个简单的单闭环控制系统。
一个完整的过程控制系统图一般有调节器(控制器)、执行器、被控过程和测量变送器四个环节。
其中调节器、执行器和测量变送器都属于检测控制仪表,所以,也可以认为,过程控制系统=检测和控制仪表+被控过程。
1.4.3 硬件电路设计与器件选型详见系统方案1.4.4 总结本设计方案在太阳能供热行业的控制系统的发展和现状的基础上,结合我国中小城市太阳能供热的现状,设计了一套以温度自动控制技术和变频恒压供水为基础的太阳能集中供热自动控制系统。
在本设计中,主体分为3部分,温度控制部分、压力控制部分,液位控制部分以及三个控制对象的衔接。
在三个控制对象中对于温度的控制相对比较难因为影响温度的变化的扰动很多,在本系统中采用数字PID调节的方式对温度进行精确控制并同时附加电加热器进而是温度能够更容易的达到设定温度。
电加热器可能不是最经济的加热方式但采用电加热的方式是最简单也是最容易控制的一种加热方式是最适合本设计的加热方式。
压力控制采用变频恒压供水方式在变频调速恒压供水系统中,单台水泵工况的调节是通过变频器来改变电源的频率f来改变电机的转速n,从而改变水泵性能曲线得以实现的。
分析水泵工况点节流调节和变速调节能耗比较图,可以看出利用变频调速实现恒压供水,当转速降低时,流量与转速成正比,功率以转速的三次方下降,与恒速泵供水方式中用闸阀增加阻力的节流方式相比,在一定程度上可以减少能量损耗,能够明显节能。
水泵转速的工况调节必须限制在一定范围之内,也就是不要使变频器频率下降得过低,避免水泵在低效率段运行。
太阳能供热系统图太阳能供热鸟瞰图。