太阳能热水工程设计

太阳能热水工程设计是非常专业与严谨的一项工作,包括设计前的用户需求通透、安装场地调查、当地历年气候、太阳能利用率数值等数据整理,依据各个给排水、承重结构、暖通和其它国家标准与规范量身定做制定专业方案。

太阳能热水工程

在进行设计工作之前,要注意综合分析,合理设计,选择合适的太阳能热水系统解决方案,以满足用户满意的使用要求。 在设计方案中,有必要根据用户单元的不同条件和要求灵活分析和确定,不能以固定模式设计和安装。

一、设计之前了解的问题:

1、客户建筑条件: 建筑物允许放置水箱的位置如楼顶、地面、地下室等,集热面积的大小、形状、建筑物高度等都有所不同。

2、客户要求: 平均每日用水量;用户是否每天或随时使用它;需求水温;用水位置;实际用途:沐浴水,浴缸加热,鱼塘加温,环保种植或温室种植升温。

3、客户辅助能源的条件: 确定使用电加热器,电锅炉,燃油,燃气锅炉,水源,地源或空气源热泵机组的方案或两种或更多种组合方案。

4、地理位置及条件: 根据用户的地理纬度和冬季的最低环境温度,四季的日照条件以及太阳的方向来分析安装条件。

5、客户建筑的水压与电压: 了解客户建筑的水压与电压以及供应情况。

太阳能热水工程

二、常见的几种设计方案:

1、家用太阳能热水器的串并联。当用户要求不是很高时更常见,并且它适用于用户条件相对简单的环境。 如果安装数量太大,负载太重,会对建筑物产生不利影响。 在设计时,要注意上下水管的直径与串联和并联的数量之间的关系,避免补水量与用水量产生矛盾。

2、自然循环设计。小吨位耗水量中也很常见,不适合大吨位耗水量方式。这种方法比较简单,有一定的要求,水箱和太阳能集热器的高度,水箱支架来计算负荷问题和防风问题,符合钢结构设计规范,无论采用何种方式使用太阳能集热器,串联和并联连接的数量是否合理,应符合太阳能热水系统的设计,安装及工程验收技术规范。

3、定温放水设计。通过集热器和水箱之间的温差,控制到达设定温度的热水进入水箱。在水箱的热水充满后,温度将通过温差循环继续增加,这也是许多太阳能公司采用的解决方案。当阳光条件好时,这种方法通常没有问题。当日照条件较差时,应注意在此方案中应及时补水,使水箱中应有一定量的水,以防止电加热器干烧。当水箱水温低于设定温度时,辅助能源设备需要及时启动,以保证用户的正常使用。另外,根据用户在设计中的使用要求,分别设定日常时间加热方法和恒温加热方法。北方有一个低温防冻保护功能。

4、温差循环设计。通过设置控制器,水箱充满水一次,达到最高水位,太阳能集热器和水箱之间的温差用于控制循环泵工作并持续升高水箱中的水温。这是一个非常实用的温差循环方案。在设计中,根据热水的使用情况设定水温。水每天定期供应。当达到最低水位时,水可以随时自动补充,以确保水箱中有一定量的水。根据用户的条件,辅助能源设备可采用一种或多种方案。根据用户的设计需求,可以设定是日常加热方式还是恒温加热方式。北方需要低温防冻保护。

太阳能热水工程设计-控制器功能及系统设计-智恩太阳能控制柜

三、控制器功能及系统设计:

1、水箱温度显示: 可以随时观察水箱中的水温,这是用户需要经常了解的太阳能系统工作的重要数据。

2、集热器温度显示: 可以在任何时候观察到集热器中的水温,这是系统调试期间需要了解太阳能系统工作的重要因素之一。

3、液位状态的显示: 采用五级液位显示,液位状态一目了然。这也是用户需要了解的重要数据。

4、定时加热时间: 设置每日加热时间,控制器根据水温确定是否需要自动启动加热功能。

5、设定加热温度: 设定时间、设定范围适合不同用户的需要。浴温通常在30℃-75℃的范围内。出于其他目的,它可以设置为99℃。

6、设定加热方式: 使用定时加热或恒温加热。定时加热在设定的时间每天一次性加热到设定温度;恒温加热是在水温低于设定温度时随时补水和加热,当达到设定温度时停止加热。

7、设定补水时间: 设定每日的补水时间,控制器在设定时间使水位自动启动补水至最高水位止,根据需要确定采用电磁阀还是水泵。

8、低水位自动补水: 当水位下降到最低水位时,控制器应该无条件自动补水,保证水箱中有充足的水。

9、水箱温度控制: 根据洗浴温度、大棚采暖温度、物料烘干温度等各种不同需求用途来设定水箱中的出水温度。

10、系统防冻问题: 除了注意保温材料的厚度,可以采用管路排空法; 也可以采用管道循环法或同时采用电伴热带保护法,当系统温度达到低温范围时,可以采用上述的各种方法进行防冻保护。11、远程监控: 随时随地可以远程发现热水系统是否正常运行以及故障自动报警等。

12、回水恒温循环: 设计回水循环功能,可以使供回热水循环管路始终保持与储热水箱温度的温差控制在设置范围,用户在任意水龙头打开时即出热水,使用户的热水使用具有方便性。

13、增加采暖功能: 根据设定温度满足南方北方取暖要求,还可以为农业种植养殖生产活动(蔬菜、花卉大棚、室内养殖)中的部分起到增温和烘干的工作,节省常规能源。

14、电气控制柜: 电控箱的总控制器及各分路控制器,注意使用功率匹配的熔断器、断路器、漏电保护器、继电器及交流接触器等,当发生供电设备短路或漏电现象,总控制器和各路分控制器及时切断电路,查明故障原因后方可恢复。温度控制器与电气控制之间应正确安装,必须接地保护。

15、安装形式: 根据环境条件,参考所在地经度进行角度设计。

16、储热保温水箱: 适宜采用SMC 玻璃钢组装式保温水箱或不锈钢组合式水箱。这二种水箱的主要特点:干净卫生、永不生锈、符合卫生标准、重量轻、结构合理、现场组装场地要求较低。水箱设计寿命均在30 年以上。水箱保温厚度以及防护外包根据所在地保温需求制定。

17、防风处理: 太阳能系统的角钢支架采用螺栓紧固或焊接方式连接在一起,集热器的支架采用角钢和屋面女儿墙连接或与其它可以固定的位置连接,应符合《钢结构设计规范》,可达到防风效果。

18、防雷措施: 太阳能集热与支架为金属结构,将钢结构与楼房原避雷系统连接。

19、支架防锈措施: 系统支架采用喷塑、刷涂防锈漆及高品质面漆等保护方法,防止锈迹的生成,注意日常维护保养。

20、水处理装置: 根据水质情况为用户配备水处理装置,防止太阳能系统结垢现象,可参照兴一节能科技文章:《热水工程水处理方法》。