
本文針對目前存在的幾種系統(tǒng)運行方式的原理、優(yōu)缺點略作淺析,并針對不足之處提出幾種新型的系統(tǒng)運行方式。
一、自然循環(huán)系統(tǒng)
自然循環(huán)系統(tǒng)是最原始的太陽能熱水工程系統(tǒng)運行方式,在太陽能技術(shù)開發(fā)初期應(yīng)用極為廣泛,目前在大型熱水工程中已經(jīng)擯棄。
運行原理:在太陽光照條件下,真空管吸熱加熱管內(nèi)的熱水,集熱器內(nèi)的水溫被提高,與儲熱水箱內(nèi)的水溫相比,水溫差距較大。因此集熱器內(nèi)的水的比重減小變輕,開始慢慢上升到高位的儲熱水箱中,而儲熱水箱內(nèi)的水由于溫度低,因此比重增大變重,水自然流回處于較低位的集熱器內(nèi).如此不斷的循環(huán),使儲熱水箱內(nèi)的水溫逐漸提高,但這是一個緩慢的過程。水箱內(nèi)的水位通常采用機械浮球控制。
系統(tǒng)優(yōu)點:運行方式簡單,投資小,設(shè)備可維護(hù)費用少,適合普通單機太陽能熱水器。
系統(tǒng)缺點:儲熱水箱必須要高于集熱器,而且高度差要大,通常1--2m。儲熱水箱內(nèi)的水升溫比較緩慢,而且對管道和坡度都有嚴(yán)格的要求,不宜做成較大(30m2以內(nèi))的熱水工程系統(tǒng)。
二、定溫放水系統(tǒng)。
運行原理:這種方式應(yīng)用較為廣泛,大、小型熱水系統(tǒng)均適用。在太陽光照條件下,在太陽能集熱器的出水末端增加一個溫度探頭(水箱內(nèi)的水位可以采用機械浮球控制也可以采用控制器控制水位探頭)。當(dāng)集熱器內(nèi)的水溫達(dá)到設(shè)定值時,控制器發(fā)出信號,控制打開電磁閥,冷水把已經(jīng)達(dá)到設(shè)定溫度的熱水頂入儲熱水箱并儲存起來;當(dāng)集熱器內(nèi)水溫低于設(shè)定值時,控制器開始動作使電磁閥自動關(guān)閉。如此不斷循環(huán)使儲熱水箱內(nèi)的高溫水不斷增多,當(dāng)儲熱水箱內(nèi)的水位達(dá)到最大水位時,系統(tǒng)關(guān)閉,不再進(jìn)水。
系統(tǒng)優(yōu)點:系統(tǒng)運行相對自然循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)熱水速度大大提高,系統(tǒng)運行由控制器控制,智能化提高,系統(tǒng)相對比較穩(wěn)定,這種適用于大型熱水工程。
系統(tǒng)缺點:對儲熱水箱保溫性能要求高,當(dāng)儲熱水箱內(nèi)的水溫降低而水箱又處于滿水位時,無法使集熱器內(nèi)的高溫水繼續(xù)進(jìn)入水箱,造成浪費。系統(tǒng)增加控制器及溫度探頭,設(shè)備維護(hù)費用提高。
三、溫差循環(huán)系統(tǒng)
運行原理:這種運行方式在大型熱水工程中基本都采用。在太陽光照條件下,在在太陽能集熱器的出水末端和水箱內(nèi)均增加一個溫度探頭,采用控制器控制,通過設(shè)定溫差控控制功能,當(dāng)集熱器內(nèi)的水溫與儲熱水箱中的水溫之差達(dá)到設(shè)定值時,控制器開始動作,控制啟動熱水循環(huán)泵,把集熱器中的高溫水和儲熱水箱中的低溫水交換循環(huán);當(dāng)集熱器中的水溫與儲熱水箱中的水溫之差低于設(shè)定值時,控制器開始動作,停止熱水循環(huán)泵工作;如此不斷循環(huán),從而使整個儲熱水箱中的水溫升高。
系統(tǒng)優(yōu)點:系統(tǒng)運行相對定溫放水系統(tǒng)產(chǎn)熱水速度又大大提高,通過采用循環(huán)泵,換熱頻率提高,可以始終保持儲熱水箱內(nèi)的水溫相對較高,當(dāng)水箱為滿水位時,當(dāng)集熱器的水溫較高時仍然可以循環(huán)換熱,大大提高集熱器的利用率。
系統(tǒng)缺點;增加了熱水循環(huán)泵,系統(tǒng)投資費用相對較高,產(chǎn)生一定的運行費用。系統(tǒng)維護(hù)費用也相應(yīng)的提高。
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