太阳能热水工程系统构成

太阳能热水工程

太阳能热水工程是一种利用太阳能集热器将太阳辐射能转化为热能，用于加热水的装置。这种系统通常包括太阳能集热器、贮水箱、泵、连接管道、支架、控制系统以及辅助能源。系统的主要目的是通过太阳能加热，减少对传统能源的依赖，实现节能环保的效果。

太阳能热水工程是用于度假村、大中小型宾馆、招待所等场所的太阳热水系统。

太阳能热水工程系统构成

太阳能热水工程系统主要由以下几部分组成：

太阳能集热器：集热器是由X组集热单元组成。

这是系统的核心部分，负责吸收太阳辐射并将热量传递给水。常见的集热器有全玻璃真空管集热器和平板集热器。全玻璃真空管集热器通常由高硼硅3.3特硬玻璃制造，内管外壁镀有选择性吸收涂层，能有效吸收太阳辐射并减少热损失。

集热装置由连箱、尾托、支架、和玻璃真空太阳能集热管组成。其中，连接箱内胆及外壳用进口不锈钢氩弧焊接制作，聚氨酯整体发泡保温；支架采用国标角钢（除锈、防锈）或用不锈钢冲压折弯而成，强度高；吸热元件是全玻璃真空太阳能集热管，它对太阳光的吸收率高达93%以上，红外发射仅为6%（100℃），抗直径∮2.5cm的冰雹袭击，空晒温度高达270℃以上，寿命为15年以上。

采集太阳辅射能量加热热水是太阳能热水工程系统的关键元件。以前北方的太阳能热水工程系统的太阳能集热器一般都采用多台家用太阳能热水器串并联。但我们按其结构形式不同一般分为平板集热器、真空管集热器、热管真空管集热器等多种形式。

真空集热管：是一种高效的太阳能集热元件，采用高硼硅玻璃，它具有集热性能好、承压能力大、耐冷热冲击、抗冰雹等独特的优点。真空集热管组成的太阳热水系统安装方便、安全可靠、经济、清洁、无污染、自动控制、四季运行，适应性强，特别适用于度假村、大、中、小型宾馆、招待所、部队、学校、企事业单位、游泳池及生活小区等。如加辅助电源，可全天候供应热水，是世界高科技领域最节能环保产品，深受用户欢迎。

支架：由于太阳角在不同地方不同，集热器需要更好的接受阳光，支架需要将太阳集热器按当地不同的纬度安装，所以要有支架支撑。支架基本上是用型钢焊接而成，也有采用不锈钢。支架必须坚固牢靠。

保温水箱：贮水箱

用于储存通过集热器加热的热水。保温水箱的设计需要考虑内胆、保温层和外壳，以确保热水的温度稳定，减少热量损失。

依据国家建筑标准02S101设计制作，采用装配式镀锌钢板水箱或用组合式不锈钢水箱。无腐蚀、无污染、寿命长、强度高，用岩棉板或聚氨酯发泡保温。
自动控制系统自动控制系统由温控仪、温度传感器、电磁阀、管道泵和水位显示仪组成，其中温控仪式全制式，温度范围0℃至100℃可自由设定。

由于太阳能受天气、地理等因素的影响，辐照不稳定、不连续，瞬间能量较低，必须不断的积累能量，所以要求必须配备保温储热水箱。保温储热水箱按其材料的不同一般有不锈钢水箱钢料水箱甚至水泥水箱，保温材料一般采用聚胺脂发泡材料。但重要原则不能造成水质的污染，保温良好。

根据设定的温度可定成三路温度控制：

A、集热器上部（热循环控制）；

B、集热器下部（防冻控制）；

C、水箱（辅助电加热器控制）。

水位显示控制仪设定根据：

A、水箱缺水下限控制电加热不启动

B、集热器上部无水下限控制循环泵启动

C、真空管意外炸裂报警及保护控制，全自动控制不须专人管理。

循环系统：

包括循环泵和管道，负责将冷水从水箱输送到集热器加热，再将热水送回水箱储存。循环系统可以通过自然循环或强制循环实现。自然循环依赖热水的比重差形成对流，而强制循环则通过循环泵实现更高效的热交换。

管道采用铝塑复合管或用国际镀锌钢管，水质清洁卫生、耐腐蚀、耐高温、不结垢、无结露、无毒、无味。管道采用聚乙烯保温管或岩棉管保温，外敷油毡、玻璃丝布，再刷防水漆，保温效果好。（或用聚氨酯整体发泡铝皮铁皮防护）。

太阳能热水工程系统在阳光的照射下，不断地取得热量，按其不同的运行方式进行热循环，所以要在系统中安装其管道、阀门、加压循环泵组等，就形成了热水工程的管路系统。系统管路选取，安装的合理与否，及保温的好坏将直接影响系统的热效率。

防腐保温：太阳能热水工程绝大部分都安装在露天风吹日晒，冷热温差大，为保证系统的正常使用，及一定使用寿命，必须对支架、管道等裸露部分进行防腐保温。

控制系统：

包括温度传感器、控制器等，负责监测和控制系统的运行。控制系统可以根据集热器和水箱的温度差异自动启动或停止循环泵，确保系统的高效运行。

太阳能热水工程必须按其不同的使用要求，来满足用户的需求，就是需要设计不同的运行方式来控制，水温、水量、压力、加热的方式等，控制系统一般有手动控制和自动控制。

辅助能源：辅助加热

在太阳能不足的情况下，系统可以配备辅助加热装置，如电加热器或燃气加热器，以确保热水的持续供应。辅助能源通常在水箱温度低于设定值时自动启动。

辅助加热系统采用电加热（也可用其他辅助热源），当阴雨天无阳光时可启动辅助电加热系统。电加热是由太阳控制系统自动控制启动，功率为XKW，当主水箱水温低于水箱控制仪下限设定时1WDJ1断开。LWDJ2闭合，ICX通电辅助电加热器加热，当水温高于水箱温控仪上限设定，1WDJ1闭合，中间断电器IZJ断电，ICX释放，电加热停止加热。还可以采用燃气设备加热，卓益节能燃气热水机采用全自动智能恒温控制模式，达到预定温度后，水自动保温，当水温低于预设温度时，系统会自动启动循环加热程序给浴水补偿加温，再次达到预设温度后自动停止，让使用水始终保持同一温度。全自动化方便快捷，操作简便。

强制循环：

强制循环的特点是贮水箱的位置不受集热器位置制约，可任意设置，可高于集热器，也可低于集热器。他是通过水泵将集热器内接受太阳辐射的水与贮水箱的水进行循环，使贮水箱的水温逐渐升高。相对来说，水泵耗电量仅占系统总电能的3-5%，所占费用极小。枫林晚一般采用强制循环，他比自然循环产热效率提高20-30%。依靠管泵将水箱底部较冷的水打入集热器中，把集热器中经太阳光照射后较热的水驱赶到水箱中，确保贮水箱中热水的使用。

太阳能热水工程运行原理

太阳能热水系统由太阳能集热器、管道循环系统、贮水箱、自动控制系统和辅助加热系统五部分组成。太阳能热水工程设计，太阳能与建筑一体化太阳能热水工程。

太阳能热水工程的运行原理主要包括以下几个步骤：

集热过程：阳光照射到太阳能集热器上，集热器吸收太阳辐射并将热量传递给流经集热器的水。水温升高后，通过循环系统将热水送入保温水箱储存。

循环过程：循环系统根据温度差异自动启动。当集热器的温度高于水箱的温度时，循环泵启动，将冷水从水箱输送到集热器加热，再将热水送回水箱。这种循环过程可以持续进行，直到集热器和水箱的温度达到平衡。

补水控制：当水箱中的水位下降时，系统会自动补充冷水。补水过程通常在夜间或太阳辐射较弱时进行，以避免冷水进入集热器影响热效率。

辅助加热：在阴雨天气或夜间，当集热器无法提供足够的热量时，系统会启动辅助加热装置，确保热水的持续供应。辅助加热装置通常在水箱温度低于设定值时自动启动。

恒温供水：通过控制系统和辅助加热装置，确保水箱中的水温始终保持在设定范围内，提供稳定的热水供应。

太阳能热水工程系统优势

太阳能热水工程具有以下优势：

环保：太阳能是可再生能源，使用太阳能热水系统可以减少对化石燃料的依赖，降低碳排放，对环境友好。

节能：太阳能是免费的能源，使用太阳能热水系统可以显著降低能源消耗，节省运行成本。

安全：太阳能热水系统没有潜在的漏电、漏气风险，使用安全可靠。

自动化运行：现代太阳能热水系统配备了自动化控制系统，可以实现自动上水、停水、控温等功能，用户还可以通过远程监控实时查看系统运行状态，节省人工管理成本。

经久耐用：正常使用情况下，太阳能热水系统的寿命可达15-20年，使用时间越长越实惠。

出水恒温恒压：系统可以根据用户的不同需求进行量身定制，确保出水恒温恒压，提供舒适的热水体验。

太阳能热水工程应用场景

太阳能热水工程适用于多种应用场景，包括普通家庭、企事业单位、学校、游泳池、工农业生产等。在这些场景中，太阳能热水系统可以提供稳定、高效的热水供应，满足不同用户的需求。

结论：太阳能热水工程通过利用太阳能集热器将太阳辐射能转化为热能，实现了高效的热水供应。系统的构成和运行原理确保了其在各种应用场景下的稳定性和可靠性。随着技术的不断进步，太阳能热水工程将在未来的能源利用中发挥更加重要的作用。