太阳能热水器工程设计培训资料

太阳能系统常见的运行方式（7） ------自然循环系统(1-6)
共用一个储热水箱的系统 可以解决因一个系统采光面积过大，造成 管径过大，不便安装的问题。
太阳能系统常见的运行方式（8） ------自然循环系统(2-1)
以多台家用热水器组成的系统
采用多台家用太阳热水器串并联的方式，组成一个较大 的太阳热水系统。这种系统实际上是把单个自然循环系统表 转化、工厂化生产。
序
分类特征
号
1
按贮水箱内水被加热的方式
2 按传热工质的流动方式
3 按传热工质与大气相通
4 按系统有无辅助热源分类 5 按太阳集热器内介质状况
6 按太阳集热器的类型
类型1
直接系统 自然循环系统 敞开系统
系统类型 类型2
间接系统 强制循环系统 开口系统
纯太阳能加热系统 充满系统
带辅助热源系统 回流系统
平板型系统
真空管系统
类型3
—
直流系统 封闭系统
—
太阳热水系统设计的主要方面
1、用户情况与要求 2、系统运行方式确定 3、太阳集热器选型 4、太阳集热器面积确定 5、贮水箱设计 6、辅助热源选择与系统设计 7、系统布局 8、太阳集热器倾角与前后排间距确定 9、泵、阀及管路选型与管路系统设计 10、电气控制系统设计 11、管路与设备的保温与防冻 12、系统安全防护（防雷/防雨/防漏电/防腐蚀/抗风雪等）
太阳能系统常见的运行方式（19） -----强制循环系统常见形式（7)
太阳能承压/水箱承压间接系统
1、太阳能加热回路采用防冻液作为 循环介质，解决了一次回路循环系 统防冻和防垢的问题。热水供应系 统为承压系统，利用自来水的压力 将水箱中的热水自动顶出，实现了 “开阀门用水，关阀门走人”的傻 瓜化管理。
太阳热水系统设计知识讲座
主讲人：杨金良
主要内容
1、太阳热水系统的组成 2、太阳热水系统的分类 3、太阳热水系统的设计的主要方面 4、太阳热水系统的设计的详细内容
太阳热水系统的组成
设备与管道支架 太阳集热器 贮水箱 管路、泵、阀 设备防腐与保温 自动控制系统 辅助能源设备
太阳热水系统的分类
用户情况与要求（1）
------原始资料收集
（1）用户所处地理位置和环境条件 （2）水源情况 （3）电力供应情况 （4）安装场地情况
以上内容有些可以通过查资料获得，有些则必 须向用户了解，才能弄清楚。但必须向用户了解有 无特殊情况，如安装现场是否在风口、易发生雷击 的地方等。
用户情况与要求（2） ------用太阳能系统的要求
太阳能系统常见的运行方式（9） ------自然循环系统(2-2)
多台家用热水器并联组成的系统
1、使用：将家用热水器充满冷水，白天经过太阳能加热后，每个水箱内的水温都达到 了使用温度，下午或晚上从水箱下部落水法用水。使用结束后，再重新加满冷水。
2、缺点： a)水箱上部水温高，下部水温低，若水箱下部水温未达到使用温度，需将下部未达到
1、需要配置循环水泵、电控装置等，工程成本较高； 2、应注意选用可靠的控制系统，以确保系统运行得可靠性； 3、要求较高的施工技术。
太阳能系统常见的运行方式（14） -----强制循环系统常见形式（1)
普通的强制循环系统 1、系统的循环水泵可以选
用温差/光照/定时任一控 制器控制； 2、温差控制是最合理的循 环方式，近年来被较多地 采用； 3、光照控制常用于需要大 流量的游泳池太阳能加热 和太阳能温水养殖系统； 4、定时控制用于比较简 易的系统。
2、缺点：辅助加热贮存的热水有限，当阴雨天时，热水不能保证供应
太阳能系统常见的运行方式（13） ------强制循环系统
优点|
1、系统的动力来自于循环水泵，单个系统可以不受采光面积的 限制，可以做到上百甚至上千平方米；
2、储热水箱放置位置不受限制，可以根据现场情况，摆放在任 一安全的位置。
缺点
有些用户所提的要求可能无法实现。因此，设计人
员必须对用户所提供的情况进行分析判断，如果可
பைடு நூலகம்
能，应进行现场考察核实，以便掌握真实客观的第
一手资料。
在了解了实际情况后，设计人员应将其了解的
情况向用户反馈。双方认可后，设计人员才能根据
双方已经确认的设计条件和要求进行设计。
用户情况与要求（4） ------个人体会
太阳能系统常见的运行方式（15） -----强制循环系统常见形式（2)
定温循环系统
1、循环水泵受温控器控制。当 集热器的出口温度达到设定温 度时，循环水泵自动启动，将 水箱下部的冷水泵入集热器， 同时将集热器内达到设定温度 的热水顶入储热水箱上部；
2、采用定温循环和顶水用水方 式，可以使系统实现随时使用 热水。
3、这种系统太阳能加热系统的循环
介质可以采用普通的水。
太阳能系统常见的运行方式（17） -----强制循环系统常见形式（5)
太阳能承压/水箱常压间接系统
1、太阳能加热的一次回路采 用防冻液作为循环介质，解 决了一次回路循环系统防冻 和防垢的问题。热水供应为 开路系统的间接换热强制循 环系统。
2、这类系统适合于高寒地区 全年使用的大规模平板太阳 热水系统
如果使用原有的辅助能源设备，应了解设备的型号、类别，供热方式等。
（4）其它要求
管理方式，有无专人管理/是否要求全自动控制/是否要求自动计量计费等。
用户情况与要求（3） ------原始资料核实
太阳能系统的技术性很强，也比较专业，并非
所有的用户都能十分全面、清楚地表达其要求。有
些用户所表达的要求与其实际上真正的需要不一致;
温度的温水放掉，才能用上部的热水，存在能量和水资源的浪费问题. b）各个家用热水器上冷水时的水力不易平衡，会出现有些热水器已经溢流，还有一些
还没上满冷水的问题
太阳能系统常见的运行方式（10） ------自然循环系统(2-3)
多台家用热水器并联顶水使用的系统
1、使用：冷水从每台家用热水器水箱下部进入，而将热水从上部顶出。 可随时用热水，冷水上水也是自动完成，因此管理很方便。
太阳能系统常见的运行方式（16） -----强制循环系统常见形式（4)
太阳能常压/水箱承压间接系统
1、在太阳能系统中设置了一个回流 水箱，循环水泵将回流水箱内的热 水泵入换热器换热后，被送到太阳 集热器加热，然后又会到回流水箱， 构成了开路循环回路。
2、开路循环回路的循环介质容易蒸 发散失，利用回流水箱可以很方便 地添加循环介质。这种系统解决了 不能承压的集热器在承压热水供应 系统上的应用问题；
太阳能系统常见的运行方式（18） -----强制循环系统常见形式（6)
太阳能常压/水箱常压间接系统
1、太阳能加热回路采用防冻液作为 循环介质，解决了一次回路循环 系统防冻和防垢的问题。贮热水 箱为常压系统。可在高寒地区使 用，并比承压系统显著降低工程 成本、且安全可靠。
2、系统配有辅助加热。
3、该系统可用于别墅太阳能系统
2、缺点： a) 如果冷水供应慢，热水下水快，就会造成断断续续出热水 b) 如果没有冷水，就无法将热水顶出。 C) 存在冷热水混水问题，造成热水使用率下降。
太阳能系统常见的运行方式（11） ------自然循环系统(2-4)
多台家用热水器串、并联组成的定温放水系统
1、使用：当最后一台热水器水温达到设定温度时，电磁阀自动打开，热水流入另外一 个大的储热水箱，同时，冷水从第一台热水器补入，依次将热水顶入下一台水箱； 当最后一台热水器水箱上部热水出口处的水温低于设定温度时，电磁阀自动关闭。
5、存在冷热水混水问题，造成热 水使用率下降。
太阳能系统常见的运行方式（5） ------自然循环系统(1-4)
定温放水形式的自然循环系统
1、当循环水箱上部水温达 到设定温度时，热水出 水管上的电磁阀自动打 开，热水自动流入另外 一个储热水箱，同时， 冷水自动补入循环水箱 下部。当循环水箱上部 水温低于设定温度时， 电磁阀自动关闭。
统中的一类
太阳能系统常见的运行方式（2） ------自然循环系统(1-1)
多个集热器与一个水箱连接组成的系统
自然循环系统的优点是不需要外来动力，依靠 系统流体本身的密度差自动循环。但自然循环系统 的循环水箱必须高于集热器，由于系统流体本身的 密度差形成的动力很小，因此必须采取多种措施减 小系统循环阻力。如：选用较大的管径，管路尽量 短，尽量少拐弯，防止出现反坡，造成气堵等。
（1）安装太阳能系统的用途
用于生活热水供应/工业用热水/游泳池加热/采暖、制冷等。
太阳能全年工作/季节性工作
（2）用水方式
定时用热水/全天24 小时用热水
用水温度/全天总用水量/用水流量/用水压力。 （3）辅助能源情况
是否要求配置辅助能源/配置辅助能源的种类（电/燃油/燃气/蒸汽/暖气/热泵等）
太阳能系统常见的运行方式（4） ------自然循环系统(1-3)
顶水使用的系统
1、使用时，冷水从水箱下部进入 水箱，而将热水从上部顶出。
2、避免了落水系统的缺点，可以 随时使用热水，而且冷水上水也 是自动完成，因此管理也很方便。
3、如果冷水供应慢，热水下水快， 就会造成断断续续出热水
4、如果没有冷水，就无法将热水 顶出。
1、要有为用户负责的态度去做这件事，而不 是一味的唯用户是是是
2、要引导用户，公正客观地向用户解释清楚
如：只要装了太阳能，就能100%解决你的问题。
太阳能系统常见的运行方式（1） ------基本的运行方式
以加热介质的流动方式分
1、自然循环系统 2、强制循环系统 3、直流系统
实际应用的太阳热水系统是以上某一种 基本运行方式为主的多种运行方式的组合，由 于现场的情况不同，用户的要求不同，因此， 组合的形式也多种多样
因此，自然循环系统的规模一般较小，较大规 模的自然循环系统常常分解成多个并联的小系统
太阳能系统常见的运行方式（3） ------自然循环系统(1-2)
落水使用的系统
1、在白天太阳能加热期间， 由于水箱内的水温达不到使 用温度，所以不能使用。
2、储热水箱上部水温高，下 部水温低，若水箱下部水温 未达到使用温度，则使用热 水时，需将下部未达到温度 的温水放掉，才能用上部达 到温度的热水，因此存在能 量和水资源的浪费问题
3、存在当储热水箱内的水温全 部达到温控仪设定水温时，循
环水泵将一直循环的问题
太阳能系统常见的运行方式（16） -----强制循环系统常见形式（3)
辅助加热强制循环系统
1、当太阳能不足时，用辅 助能源（电/燃油/燃气/ 蒸汽）将水箱内的水加热 到所需温度。
2、可以解决阴雨天热水供 应不足的问题。
2、这种系统必须解决储热 水箱水满溢流的问题
太阳能系统常见的运行方式（6）
------自然循环系统(1-5)
带辅助加热的自然循环系统
1、当阴雨天或太阳能不足 时，用辅助能源将水箱内 的水加热到所需温度。辅 助能源系统可以用电加热， 也可以用蒸汽加热， 还 可以用燃油（气）锅炉加 热。
2、带辅助加热的自然循环 系统，可以解决仅靠太阳 能加热存在的热水供应受 天气影响的问题，达到天 天有热水供应
优点： 1、安装简单，施工方便，一般不需储热水箱，因此也省去了因储热水箱的
承重、安放、吊装或制作带来的麻烦； 2、工程成本相对较低。
缺点： 1、多个小储热水箱带来的管理和用水不便； 2、多个小储热水箱单位体积的散热面积是大水箱的好几倍甚至十几倍，在
同等保温条件下，小水箱的散热量明显较大 3、辅助加热系统不便与整个系统匹配等
2、缺点：a)需解决储热水箱水满溢流的问题。
b）单个水箱的温水蓄存了较多的有用能量，从而造成了能量浪费。
太阳能系统常见的运行方式（12） ------自然循环系统(2-5)
多台承压家用热水器串、并联组成的系统
1、使用：冷水从第一台热水器进入，依次将前台热水器的温水顶入下台 热水器，从而使前后的热水器形成了温度差。第一台热水器温度最低， 最后一台热水器温度最高。当最后几台热水器水箱内的水温温度低于 设定值时，电辅助加热自动启动。这种系统能保证随时使用热水。
太阳能系统常见的运行方式（2） ------自然循环系统
自然循环系统的两大类别
类型一：
由水箱、支架、管路和多个集热器等部件在工
程现场连接成一个较大的自然循环系统。
类型二：
以多台家用太阳热水器组成的热水系统。由于
每台家用太阳热水器实际上也是一个小型的自然循
环系统，因此，这种设计方式也属于以自然循环系