集中式太阳能热水系统

集中式太阳能热水系统一、绪论二、太阳能热水系统简介三、集中式太阳能热水系统工作原理四、集中式太阳能热水系统的施工方法五、总结一、绪论太阳能是洁净的绿色能源，取之不尽用之不竭，开发利用太阳能既可节约能源，又可减少能源的消耗和对环境的污染，有利于保持生态平衡。太阳能的不断推广、应用给人民的生活带来了诸多的方便、实惠，在住宅建筑上安装太阳能热水系统是今后发展的必然趋势，威海市政府规定从2009年1月1日起新建住宅小区12层以下建筑必须安装太阳能，否则不予验收，彻底实现新开发的住宅小区家家户户用上太阳能。高层建筑太阳能热水系统在威海应用的比较少，我们施工的主要由金猴西海景苑、悦海花园24号住宅楼。悦海24号住宅采用了集中式太阳能热水系统给每户居民提供热水，该系统立管采用热镀锌钢塑复合管，支管为热水PPR管、铜管。系统分为高、低两个区，15层以上为高区，15层以下为低区，两个区分别供水、分别设置循环管，下面从该系统的施工过程等方面与大家共同交流一下。二、太阳能热水系统的简介太阳能热水系统利用阳光照射时，真空管吸收的太阳能转化成热能，并使真空管内的水升温。从而提供热水供人们使用。太阳能热水系统可分为分户式、集中式两种。分户式即将集热器外挂于阳台或屋顶上，每户单独供水、回水。但是分户式安装对建筑结构和使用功能造成不同程度的破坏，在建筑外墙防水、承重等方面留下隐患；此外，部分太阳能安装管道内大量存水、管线外露，夜间散热大，造成用水浪费。集中式太阳能热水系统采用集中集热、集中储水、分户使用供给建筑物所需热水的系统，其集热管采取阵列形式布置在屋面，组成一个大的集热系统。见太阳能系统动画演示：三、集中式太阳能热水系统的工作原理太阳集热装置（真空管）吸收的太阳能转化成热能→→储热容器(水箱等)→→控制系统(温感器、水位控制器、电加热系统元件等)→→管道系统→→用户配水点1、太阳能集热装置定温加热在光照条件下，太阳能集热器内的水被太阳光能加热。当集热器内水温达到设定水温，并稳定5秒以上时，控制器使太阳能电磁阀自动打开，自来水进入太阳能集热器内，同时将太阳能集热器内达到设定温度的热水顶入太阳能水箱；当太阳能集热器内水温低于设定温度3℃并稳定5秒以上时，控制器使太阳能电磁阀自动关闭。如此运行，不断将太阳能集热器内达到设定温度的热水顶入太阳能水箱储存。为了充分吸收太阳能，太阳能集热板安装时最好与太阳的直射光线相垂直，集热板安装时最好朝南，东西向呈l5度角固定于支架。2、储热容器悦海花园24号住宅楼的太阳能热水系统设有两个储水箱，一个为恒温储热水箱，直接与用户热水管连接；另一个为集热水箱，与冷水管直接连接。集热器与集热水箱之间设有循环泵。储热水箱满水位时，太阳能温差循环加热，当太阳能水箱达到满水设定水位并稳定5秒以上时，为防止水满溢流，控制器使太阳能系统自动转入温差循环。当太阳能集热器内的水温高于太阳能水箱水温l0℃并稳定5秒以上时，太阳能循环泵自动启动，将太阳能水箱内较低温度的热水送入太阳能集热器继续加热，同时将太阳能集热器内较高温度的热水顶入太阳能水箱；当太阳能集热器内的水温高于太阳能水箱水温5℃时，太阳能循环泵自动关闭。通过如此循环使太阳能水箱水温不断升高，并通过使太阳能水箱升高温度的方法来储存太阳能集热器吸收的太阳能。当用户使用热水，使太阳能水箱水位下降后，控制器使太阳能系统自动转入定温加热。3、辅助加热该系统采用电辅助加热作为辅助热源。当太阳产热水不足时，系统会自动启动辅助热源加热，以保证热水供应。辅助热源加热系统的工作原理如下：太阳能电磁阀自动打开，将集热器内的水顶入水箱(当水箱水温低于电加热设定温度3℃时电磁阀自动关闭并启动电加热，当水箱水温达到电加热设定温度时，电加热停止)，直到达到设定水量。在该时段内因其他原因(如自来水水压过低)使水箱水量未能补充至设定水量，且实际时间已超过该时段时，控制器将刷新该时段的设定水量并按下一个时段的设定水量控制电磁阀，除了在白天各个时段太阳能水箱应达到不同设置的水位。4、恒温水箱供水和恒温控制该系统将太阳能水箱内的热水通过水箱间水泵进入恒温水箱储存。恒温水箱的恒温供水和恒温控制主要通过以下方式实现：(1)当恒温水箱水位低于设定低水位时，水箱间水泵自动启动，太阳能水箱内的热水通过增压泵进入恒温水箱；当恒温水箱水位达到设定高水位时，增压泵自动关闭。(2)当由于散热等原因，使恒温水箱水温低于恒温设定温度时，水箱问循环泵自动打开，将太阳能水箱较高温度的水打入恒温水箱，直到恒温水箱内的水达到设定温度后，水箱间循环泵自动停止。(3)用户用热水，采用循环供热水方式，保证打开用水龙头很快就出热水的效果。四、集中式太阳能热水系统的施工方法相关的技术规范：GB50364-2005民用建筑太阳能热水系统应用技术规范06SS128太阳能热水系统选用与安装1、施工前准备太阳能热水器应在屋面保护层做完并达到强度后安装。施工安装前应确认及预留内容包括：(1)水箱的安装位置，屋顶的承重问题；(2)冷水管预留，水箱进水管预留至屋顶；(3)供热水管路预留，每单元预留一个供水管，(4)线路预留，根据太阳能热水设备说明书预留电加热动力线。2、施工中的控制要点：(1)支座架的安装支座架制作安装由厂家现场制作并安装。支架表面应进行防腐处理。(2)集热器安装太阳能集热器连接方式有并联、串联和混联(串并联或并串联)。本工程采用串并联的混联方式。即将串联成单体的集热器再并联成单体阵列。集热器安装好后必须进行防风加固处理，处理方法是在屋面预埋件，把集热器支架和预埋件焊接在一起，再把集热器和支架连接牢固。太阳能集热器的安装还必须做到防止雷击，应严格检查建筑防雷装置，太阳能热水器在防雷范围内则与屋面防雷装置做等电位连接；否则应单独安装一套完善合理的防直击雷装置(包括避雷针、引下线和接地装置)，且独立避雷针与太阳能热水器之间应有2一3m的间距。(3)辅助设备安装①储热水箱安装给水应引至水箱底部，采用补给水箱或漏斗配水方式。上循环管接至水箱上部，一般比水箱顶低200mm左右，但要保证正常循环时淹没在水面以下，并使浮球阀安装后工作正常。下循环管接自水箱下部，为防止水箱沉积物进入集热器，出水口宜高出水箱底50mm以上。由集热器上、下集管接往热水箱的循环管道，应有不小于5‰的坡度。水箱应设有泄水管、排气管、溢流管和需要的仪表装置。储热水箱安装要保证正常循环，贮热水箱底部必须高出集热器最高200mm以上，上下集管设在集热器以外时应高出600mm以上。②电辅助加热装置电辅助加热装置的电热管应在水箱保温之前安装。安装时应注意电热管的额定电压，并采取防电热管干烧的措施。在控制装置中应设漏电保护，还必须对水箱进行接地保护。电热管的安装一般是在水箱中下部开孔，将电热管直接插入水箱，电热管与水箱应绝缘良好，与水箱的连接部位不能有渗水现象。对电热管的接线柱，还要采取防雨措施。电辅助加热的控制装置如果安装在屋顶，要采取防雨和防雷措施。(4)配水管路安装管道是供热水系统很重要的部分，主管最好选用的是不锈钢管材，主要考虑不锈钢管热稳定性好，使用寿命长，因热水对管材的耐久性要求更高，不宜采用PPR管，因其容易变形。悦海花园太阳能系统支管起初采用了热水PPR管且太阳能厂家的水箱出水温控系统不太完善，到了8、9月份因中午气温较高、用水量较少（该住宅楼共120户，此阶段仅有不到20户入住），所以管路内中的水温太高，导致管井内的PPR分户支管管件损坏（入铜丝接管件因水温太高聚丙烯塑料部分变软，与铜丝部分发生离析，多处漏水），所以在此提醒大家，管井内与主管道连接的部分一定不要采用PPR管。分户热水表前必须安装止回阀，当户内自来水的压力大于入户热水压力时，自来水可能窜进热水系统，因此应在水表前设垂直管段，并安装旋启式止回阀，以防水中杂质卡住阀板，使阀失效。为减少循环水头损失，应尽量缩短上、下循环管道的长度和弯头数量。管路不宜设置阀门。为防止气阻和滞流，循环管路应有不小于1％的向上坡度，管路最高点应设置通气管或自动排气阀。管道卡架应固定牢固，并有充分的强度。立管支架，层高在2.5m以内应设一个支架。管道直线距离较长时，应安装伸缩节。循环管路系统最低点应加泄水阀。3、系统调试及仪表安装控制要点(1)温控仪表、压力表、温度表等按要求安装位置、朝向、正确，便于使用。(2)管路系统试压及冲洗管道系统应在保温前进行水压试验，其压力值应为管道系统工作压力的1．5倍，最小不低于0。6MPa，试验压力下lOmin内压力不降，不渗不漏。太阳能热水系统试压完毕后应做冲洗工作。冲洗应用自来水连续进行，要求以系统最大设计流量或不小于1．5m／S的流速进行冲洗，直到出水口的水色和透明度与进水目测一致。(3)系统调试运行太阳能热水系统交工前进行调试运行。系统注满水，排除空气，在达到一定集热温度和室外阳光充足条件下，检查循环管路有无气阻和滞流，机械循环检查水泵运行情况及各回路温升是否均衡，做好温升记录。五、总结太阳能热水系统不仅节省能源，而且不存在中毒和触电的安全隐患。因此太阳能热水系统是一种既节能又安全的热水供应系统，已成为目前热水供水系统的发展趋势。对建筑节能，构建节约型社会具有重要意义。由于大部分太阳能厂家只负责安装集热装置，与管路系统安装方沟通、衔接不当，在设计和施工中还存在许多不合理的地方；高层建筑立管减压，循环泵如何选择、设置于何处更加合理是整个太阳能系统施工中的关键，也是系统正常运行的前提；用水量较少、夏季气温较高的情况下，如何更好的将供水水温控制在设定的温度也是一个有待解决的问题。