集中式太阳能热水系统 集中式太阳能热水系统应用于工程
时间：2019-05-01 03:13:22 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】为了建设节约型、环保型社会,太阳能技术得到国家和社会的大力推广，太阳能热水系统也得到了很快的发展。本文结合工程实例对集中式太阳能热水系统应用于工程作一个简要论述，并对该系统的运行做一个初步的探讨。
【关键词】节能；集中式太阳能热水系统
我国人口众多，资源相对不足，所以建设一个环保、节约型社会，对于促进经济社会可持续发展具有十分重要的意义。作为一种能解决集中供应热水，有效利用太阳能的方案，集中式太阳能热水系统在最近一些年也得到了长足的发展。
1、集中式太阳能热水系统的发展
集中式太阳能热水系统随着太阳能技术的发展在不断的发展和改进，主要有一下几个方面：
1.1集热器从最初的普通真空玻璃管集热器发展到现在的金属平板集热器、热管集热器、U型管集热器等。金属平板集热器形态结构灵活随意，不受形状和尺寸的影响，可以更好的实现与建筑一体化的设计；热管集热器和U型管集热器真空管内不走水，解决了冬季防冻问题，提高了使用的安全性。
1.2集热方式从敞开式一次换热系统发展到封闭式二次换热系统。敞开式一次换热系统造价低廉，但水压和水质问题无法得到有效解决。而封闭式二次换热系统，虽然造价较高，但集热循环与用水循环的分开，带来的是承压新鲜水，有效的提高了用水的安全性和舒适性，而且因为集热循环采用了防冻液，从而比较容易解决冬季防冻问题。
1.3控制系统从分散组装到集约化设计。开始使用的控制系统是安装公司分散采购组装的，控制低效而且不可靠。发展到现在，出现了很多优秀的太阳能智能控制系统，已经基本可以达到自动控制、无人伺守，安全性、可靠性得到了很大提高。
2、集中式太阳能热水系统在工程中的应用
随着技术不断的进步，集中式太阳能热水系统在工程中也得到了越来越多的应用。笔者在2003年做过青岛千禧龙花园太阳能工程，2011年做过胶州湾隧道管理中心太阳能工程，这二个太阳能热水工程正好印证了集中式太阳能热水系统技术发展的轨迹。2003年青岛千禧龙花园采用的是敞开式一次循环系统采用全玻璃真空管，集热器，安装方式是与屋顶一起设计，采用钢屋架安装；2011年胶州湾隧道管理中心采用的是封闭式二次换热系统，采用金属平板集热器，与屋面一起设计，安装在坡屋面上。下面笔者就重点对使用效果较好的胶州湾隧道管理中心太阳能工程进行分析。
2.1系统主要设计功能
2.1.1胶州湾隧道管理中心应急救援楼采用太阳能热水系统，电辅助加热，热水按全天24小时供应考虑。
2.1.2系统采用机械循环，同程布管；热水循环泵3台，互为备用；热水循环泵的启停由设在泵前热水回水管道上的电接点温度计自动控制；热水循环泵的启泵温度为50℃，停泵温度为55℃.
2.1.3集热器采用温差循环。当储水箱满，集热器内出口水的问题比储水箱内水的温度高15℃（含15℃）以上时，集热循环水泵1和集热水箱与板式换热器间循环泵2自动启动；当二者之间的温差小于8℃时，循环泵停止运行。
2.1.4双水箱之间采用温差循环。当生活集热水箱A温度高于生活供热水箱B温度88℃时，水箱间循环泵启动，低于2℃时停止。
2.1.5采用电辅助加热。当生活供热水箱B中的水温低于40℃时，启动电辅助加热；当当生活供热水箱B中的水温高于45℃时时，停止电辅助加热。
2.1.6采用防冻循环。管道中的温度探头探测的温度低于5℃时，集热循环泵启动；当问度达到10℃时，集热循环泵停止运行。
2.2系统的使用及问题解决
2.2.1该工程现在已经投入使用6个月，总体来说达到了较好的使用效果：供水温度稳定，水质较好；热水工程的操控系统可以达到无人值守，定期巡检，减轻了使用单位设备维保人员的工作量。但是，在实际使用中也发现了一些问题，或者说可以改进的地方。
2.2.2本工程辅助电加热功率较大，耗电量大。本工程的辅助加热功率设置的比较大，有一些客观原因。因为屋顶可以按照太阳能集热板的面积不够大，只能在坡屋面的南向一侧按照，打不到设计需要的面积；另外，因设备房面积也较小，生活集热水箱和供热水箱的体积也选的稍小，从而导致辅助电加热的功率稍大。解决此类问题，可以在建筑设计中尽量考虑增大可安装太阳能集热板的屋面面积，设备间预留足够的空间来安装热水箱，或者太阳能厂家加快研制更高效率的太阳能集热板。
2.2.3集热循环中补水的时间选择问题。原设计当生活集热水箱满，且水箱内水的温度比集热器内出口水的温度高15度以上，启动集热循环，集热水箱内水的温度与集热器出口水的温度差小于8度时，关闭集热循环。这样导致在任何时段包括晚上系统都可能会开启补水，虽然因夜间集热器和水箱内水的温差会小于8度而不启动集热循环，但是另外一个可能是在夜间储热水箱内的水被辅助电加热加热到了正常的使用温度，而到了白天光照时间，集热器得不到充分的使用，导致电能浪费。因此，经与厂家沟通，在集热循环中增加了定温放水功能，集热水箱设定温度为45度，当热水箱温度大于等于45度，集热器温度大于等于51度时，开启补水，当集热器温度小于等于47度时，关闭补水，为了防止频繁补水，可以设定在第一次补水口5分钟内不再执行定温放水。这样控制能尽量将补水的时间控制在白天阳光强烈的时候，充分利用白天的太阳能，而晚上则尽量利用白天的余热，利用2个热水箱中已经储存的热水。
3、总结
通过以上工程实例的介绍，我们可以知道国家节能战略的支持下，太阳能技术在最近一段时间已经得到了长足的发展，太阳能热水系统正得到了越来越多的应用。虽然也还存在一些问题，但是随着技术的不断进步和人们环保观念的发展，太阳能热水工程必将得到更大的发展。
