太阳能系统原理

1、太阳热水系统按运行方式可分为三种：自然循环系统、直流式系统和强制循环系统。太阳热水系统按有无换热器可分为：直接系统和间接系统。直接系统在集热器中直接加热供水；间接系统是利用换热器间接加热供水。间接系统同时也是强制循环系统。自然循环系统是利用传热工质内部的温度梯度产生的密度差所形成的自然对流进行循环的热水系统。这种系统结构简单不需要附加动力，在自然循环中，为了保证必要的热虹吸压头，贮水箱应置于集热器上方 优点是系统结构简单，运运行安全可靠，不需要辅助能源，管理方便。缺点是为了维持必要的热虹吸压头，并防止系统在夜间产生倒流现象，贮水箱必须置于集热器的上方。大型太阳热水系统，不适宜采用这种自然循环方

2、式。因为大型系统的贮水箱很大，要将贮水箱置于集热器上方，在建筑布置和荷重设计上都会带来很多问题。 直流式太阳热水系统是传热工质一次流过集热器加热后便进入储水箱或用水点的非循环热水系统，储水箱的作用仅为储存集热器所产生的热量，直流式系统有两种：1）、热虹吸型2）、定温放水型热虹吸型：补给水箱的水位由箱中的浮球阀控制，使之与集热器出口热水器（上升管）的最高位置一致。根据连通管的原原理，在集热器无阳光照射时，集热器、上升管和下降管均充满水，但不流动。当集热器受到阳光照射后，其内部的水温升高，在系统中形成热虹吸压力，从而使热水由上升管流入储水箱，同时补给水箱的冷水则自动经下降管进入集热器。这种虹吸型直

3、流式太阳热水系统的流量具有自动调节功能，但供水温度不能按用户要求自行调节。这种系统目前应用的较少。 定温放水型：为了得到温度符合于用户要求的热水，通常采用定温放水型直流式太阳热水系统，如图所示。该系统在集热器出口处安装测温元件，通过温度控制器，控制安装在集热器入口管道上的开度，达到根据温度调节水流量，使出口水温始终保持恒定。这种系统不用补给水箱，补给水管直接与自来水管连接。系统运行的可靠性，同样决定于电动阀和控制器的工作质量。直流式太阳热水系统具有很多优点：直流式太阳热水系统具有很多优点：由于系统的补冷水由自来水直接供给，自来水具有一定的压头，保证了系统的水循环动力，因此系统中不需设置水泵。储

4、水箱可以因地制宜地放在室内，既减轻了屋顶载荷，也有利于储水箱保温，减少热损失。完全避免了热水与集热器入口冷水的掺混。可以取消补给水箱。系统管理得到大大简化。 阴天，只要有一段见晴的时刻，就可以得到一定量的适用热水。强制循环式太阳热水系统是利用机械设备等外部动力迫使传热工质通过集热器或换热器进行循环的热水系统。 补液定压装置200L- 25 C防冻液膨胀罐100L变频泵，一备一用常闭Q=6m3/ h, H=19m, 1. 0KW系统特征：集热循环同时还是换热循环，系统 增加了缓冲水箱和换热器检测点检测点代号代号集热器温度T1集热管道温度T2恒温水箱温度T3供水管道温度T4环境温度T5恒温水箱水位

5、H1缓冲水箱水位H2动作点动作点集热循环泵P1供水泵P2换热循环泵P3上水电磁阀M1上水电磁阀M2供水电池阀M3辅助加热E伴热带B换热系统换热系统1系统特征：集热循环和换热循环分离，缓冲水箱 内含有电加热装置检测点代号集热器温度T1集热管道温度T2缓冲水箱温度T3恒温水箱温度T4供水管道温度T5环境温度T6恒温水箱水位H1缓冲水箱水位H2动作点集热循环泵P1供水泵P2换热循环泵P3换热循环泵P4上水电磁阀M1上水电磁阀M2供水电池阀M3辅助加热E伴热带B直接系统集热器总面积可根据用户的每日用水量直接系统集热器总面积可根据用户的每日用水量和用水温度确定，按下式计算：和用水温度确定，按下式计算：

6、太阳能保证率：简单说就是系统中由太阳能部分提供的太阳能保证率：简单说就是系统中由太阳能部分提供的热量除以系统总负荷热量除以系统总负荷 一、真空管间距管间距72mm二、四种面积计算1）吸热体面积2）采光面积（检测报告常用）3）集热面积（名牌常用）4）总面积LNRG-12/1.8集热面积=(12-1) 0.072+0.058) 1.737 =1.47 采光面积=1.7370.05812 =1.2LNRG-24/1.8集热面积=(24-1) 0.072+0.058) 1.737 =2.97 采光面积=1.7370.05824 =2.4集热效率的取值集热效率的取值 这个取值应该对应采用的是集热器总面积

7、的概念，这个取值应该对应采用的是集热器总面积的概念，如果在计算时使用采光面积取值如果在计算时使用采光面积取值0.250.250.50.5，显然不，显然不合适。合适。热管集热器效率的计算基于采光面积的瞬时效率曲线7655.08097.2-+=XY归一化温差的计算效率计算举例平均日照时数=5.55h 平均环境温度=15.675年日均辐照量=13.46MJ/m2年日均辐照度=13.461000/3.6/5.55=673W/m2集热器进口温度ti计算全年平均集热效率时ti=t L1 /3+ t e2 /3t e储水箱内终止温度设为55t l水的初始温度设为10则计算出ti=40归一化温差T*=(ti-ta)/G=(40-15.675)/673 =0.036查找检测报告效率曲线集热效率曲线（基于采光面积）为0.67根据实际需要换算成对应集热面积的集热效率进行计算间接系统集热总面积按下式计算：间接系统集热总面积按下式计算：U Uhxhx换热器传热系数，根据设备选型，查产换热器传热系数，根据设备选型，查产 品品样本可以得出。样本可以得出。A Ahxhx换热器换热面积，一般是根据系统的换热量计换热器换热面积，一般是根据系统的换热量计算得出。算得出。间接系统热交换器换热面积计算公式：间接系统热交换