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九大要素告诉你如何设计太阳能采暖
太阳能产业资讯网 2017-11-08 11:39:02 分享至:
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[摘要]太阳能供暖系统是为了响应国家节能减排、发展低碳经济的号召,满足人们日益提高的采暖需求。笔者在从事太阳能采暖行业14年的工程实践中,不断的实践摸索,总结出一套符合我国实际情况的太阳能供暖系统,在结构和性能上都做了优化和提升,为同行提供参考。

一、引言

太阳能供暖系统是为了响应国家节能减排、发展低碳经济的号召,满足人们日益提高的采暖需求。笔者在从事太阳能采暖行业14年的工程实践中,不断的实践摸索,总结出一套符合我国实际情况的太阳能供暖系统,在结构和性能上都做了优化和提升,为同行提供参考。

二、系统特点概述

1.真空管集热器比平板型效果好。

2.末端散热:地暖为佳,暖气片次之,超导暖气片不适用。

3.辅助热源:电能最佳,其次是燃气炉,煤炉不方便。

4.控制部分:采暖面积500㎡以下采用半自动,大面积采暖选用全自动控制(需要专用管理或兼职管理)。

5.材质:全不锈钢,管道采用镀锌管。

6.功能:洗浴、采暖。

7.寿命:20年以上(易损件除外)。

8.经济效益:2.5~3年便可收回成本,节能平均达40~60%。

9.热源最佳选择:太阳能、地源热泵、电,三合一综合调配。

10.采暖面积越大,单位面积投资越小,反之投资加大。

三、集热器选择

1.试验结论:把真空管集热器、平板太阳能集热器分别安装到用户太阳能采暖系统中,经过几个冬季的使用,最终确定选用真空管集热器,理由是,在冬季,正常天气情况下,使用真空管集热器,水温可达到35~45℃(地暖供水温度一般保持在35~50℃)(外观图见图1)。

图1集热器安装效果

2.太阳能采暖储热循环水箱,聚胺脂发泡保温系统设计中,考虑到因冬季采暖为主,为此水箱不宜过大,通过实际应用确定为循环水箱的容量是供暖系统总需水量的1.2~1.5倍为佳,在非采暖期,水量、水温过大,出现夏季过热,我们另设一只较大容量水箱,其热水供生活洗浴使用,两只水箱在冬、夏季节互相切换使用。

四、系统辅助热源

1.采用燃气炉辅助,只需把太阳能出热水口接入燃气炉进水口处即可。如果采用燃煤炉,按以上连接方法就可以了。目前对小面积采暖一般不采用,如大面积采暖,在有条件的地区亦可采用。

2.经过使用对比,我们目前采用电加热配合使用。电加热器具有加热快,使用方便,控制简单的特点。对电加热棒的选择,单只功率低,散热电棒长,可相对延长使用寿命,目前市场上出售的有铜、不锈钢材质,使用中并没有大的差异。功率有4kW、6kW、9kW、10kW、12kW可供选择,根据采暖面积的大小来确定,如100㎡采暖面积可安装4kW、6kW各一只,可调节使用。

3.电加热棒安装在采暖水箱中间偏低位置。当采暖水箱水温达到所需温度时,供暖水泵便可启动供暖(另设有水温、水位控制)。

五、末端散热器的确定

1.超导暖气片,要求水温必须稳定保持在45℃以上才可正常运行,因太阳能集热器提供热水,在冬季很难达到要求,因而放弃暂不使用。

普通型暖气片,因在室内空间靠墙壁安装,要求水温在45℃以上(有的地区除外)效果为佳。同时它的散热方式是,在室内自下而上形成空气对流,需一定时间才能达到室内所需温度,因太阳能供热也很难稳定达到,如果要想保持它的所需温度,必须加大辅助热源的使用,加大运行费用。

2.末端采暖用低温地板辐射采暖(俗称地暖)。主要3个优点。一是地板层(6~8cm),本身有储热放热特点。二是所需热源温度较低(一般35℃~45℃)。三是室内空间一般高度2.8~3m,地板表面温度可达16~20℃左右(功率按50%计算),符合我国传统医学“温足凉顶”健身的理论,人体感觉舒适,根据使用证明,利用地板采暖一般情况下,天气好时,太阳能基本能满足人们的采暖的需求。因此利用太阳能取暖末端散热选地暖为佳。

六、系统保温

因水箱,太阳能集热器,地暖,管线相互连接成为一个大循环系统,有的安装在室外,有的安装在室内,尤其是安装在室外的设施,要特别注意保温。,冬季在正常动行时,管道水温在35~45℃之间,室外在冬季最高在-5~10℃之间,温差大,散热明显,通过实际应用,我们采用了靠近管道壁加伴热带,双层加厚保温(厚度一般在10cm以上),循环水泵尽量安装在朝阳处或室内,如果水泵运行正常, 一般不会结冻,特别是特殊天气变化时,管道的背阴处,易结冻,此时须用伴热带解冻。

七、控制部分

为了减少投资,又兼顾使用寿命,一般在500㎡采暖面积以上,只需安装水位、水温显示和温度开关,方便随时观察数据,保证系统正常运行。如果采暖面积较大(1000㎡以上),需配用自动控制柜,按所需要求,设置参数,有专人管理。

八、经济效益和使用寿命

1.集热器材质选用不锈钢,管道选用镀锌管,一般使用寿命不会低于20年,现在我们运行中的工程已用8年多,经目测,质量还是很稳定的。

2.辅助热源的选择,要根据采暖地区的地理位置,光照时间,采暖时间来定。设备运行后,如果冬季取暖,非采暖期利用热水洗浴,效益更加明显。总之,选用好的材质,一般情况下,2.5~3年便可收回成本,以下提供数据供参考见表1。

以下100㎡采暖为例,室内温度为16~18℃

表1

九、使用管理

主要注意以下几点:

1.经常观察系统各个部位是否漏水,如阀门各连接处部件,要及时更换维修,特别是冬季来临之前,一定要细查细修。

2.确保冬、夏季系统不漏水即可。

来源:中国太阳能产业资讯

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