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  • 太陽能熱水系統有哪些?

    直接泵送系統

    如圖1 所示,直接泵送系統具有一個或多個安裝在屋頂上的太陽能收集器和位于下方某處的儲罐,通常在車庫或雜物間。泵將水從水箱循環到收集器并再次返回。這被稱為直接(或開環)系統,因為太陽的熱量直接傳遞到通過收集管和儲罐循環的飲用水中; 不涉及防凍液或換熱器。
     
    該系統具有差動控制器,其感測離開太陽能收集器的水與儲罐中最冷的水之間的溫差。當收集器中的水比水箱中的水溫度高15-20°F時,控制器打開泵。當溫差降至約3-5°F時,泵關閉。
     
    通過這種方式,當泵運行時,水總是從收集器獲得熱量。
     
    安裝在收集器附近的沖洗式防凍閥提供防凍保護。每當溫度接近冰點時,閥門打開,讓溫水流過收集器。
     
    通過關閉隔離閥(位于儲罐上方)并打開排水閥,收集器還應允許手動排水。
     
    自動再循環是另一種防凍方法。當收集器中的水達到接近冰點的溫度時,控制器將泵打開幾分鐘以用來自罐的水加熱收集器。
     
     
    圖1.典型的直接泵送系統
     

    光伏操作系統

    圖2中所示的系統與其他直接泵送系統的不同之處在于為泵供電的能量由光伏(PV)面板提供。光伏電池板將太陽光轉換為電能,從而驅動直流(直流)泵。這樣,只有在陽光照射下,水才會流過收集器。
     
    直流泵和PV板必須適當匹配,以確保正常的性能。當有足夠的太陽輻射可用于加熱太陽能收集器時,泵啟動。它在可用太陽能減少的那天晚些時候關閉。與以前的系統一樣,熱操作閥提供防凍保護。
     
    通用設備定時器還可以控制太陽能系統操作。這些定時器必須在發生電源故障時加入備用電池。
     
    計時器設定為在一天中有太陽輻射可用于加熱飲用水的時段內運行。為了避免在陰天期間來自油箱的能量損失,收集器進料和返回管線都在儲罐的底部與專用閥連接。在正常操作期間,自然分層允許較暖的水上升到罐的頂部。
     
     
    圖2.帶光伏泵的直接系統
     

    間接泵送系統

    這種系統設計在北方氣候中很常見,在那里冰凍天氣更頻繁發生。防凍液通過收集器循環,熱交換器將來自防凍液的熱量傳遞給罐水。當使用有毒的熱交換流體時,需要雙壁交換器。通常,如果熱交換器安裝在儲罐中,它應位于儲罐的下半部分。
     
    圖3中所示的系統是該系統類型的示例。在此,傳熱溶液以閉環泵送通過收集器。回路包括收集器,連接管道,泵,膨脹箱和熱交換器。儲罐下半部的熱交換器盤管將熱量從傳熱溶液傳遞到太陽能儲罐中的飲用水。該設計的替代方案是將熱交換器包裹在罐周圍。這可以防止它與飲用水接觸。
     
    系統的大腦是差分控制器。與收集器和罐溫度傳感器一起,控制器確定何時應啟動泵以引導傳熱流體通過收集器。
     
    該系統中使用的流體是蒸餾水和防凍劑的混合物,類似于汽車中使用的流體。這種類型的液體僅在極低的溫度下凍結,因此可以保護系統免受嚴重寒冷造成的損壞。

     
    圖3.使用防凍液的間接泵送系統
     

    排水系統

    確保收集器和收集器回路管道永不凍結的自動防故障方法是在系統未收集熱量時從收集器和管道中清除所有水。這是圖4中所示的排水系統的主要特征(參見第3頁)。當系統處于排水模式時,提供防凍保護。每次泵關閉時,收集器中的水和暴露的管道都會排放到隔熱的后排水箱中。為了完全排水,需要收集器略微傾斜。連接到排水槽儲液罐的觀察玻璃顯示儲液罐已滿并且收集器已排空。
     
    在該特定系統中,建議使用蒸餾水作為收集器回路流體轉移溶液。使用蒸餾水增加了傳熱特性并防止了轉移溶液可能的礦物質積累。
     
    當太陽再次照射時,泵由差動控制器激活。水從儲存器泵送到收集器,允許收集熱量。儲存在儲罐中的水以閉環循環通過收集器和太陽能罐底部的熱交換器。 (責任編輯:zjbn_zhenhai)
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