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太阳能采暖系统

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一、太阳能采暖/热水系统介绍

太阳能采暖/热水系统是以太阳能源为系统集热热源,同时辅以常规能源系统,采用低温地板辐射或风机盘管方式向建筑物提供冬季采暖并同时提供建筑物全年其他生活用热的一种新型节能供热方式;

太阳能采暖/热水装置具有供热舒适性高、节能效果显著、便于调节控制等优点。

(一)系统组成

太阳能供暖系统由太阳能集热系统、辅助能源保障系统、低温热水地板辐射采暖系统/风机盘管系统及生活热水供应系统几部分组成。

1、太阳能集热系统由集热器、循环水泵及储热水箱等组成,其作用是通过太阳能集热器***大限度地收集太阳能量,并通过储水箱进行热量的储备及缓冲。太阳能集热器一般安装在建筑物的屋顶,应保证其有良好的采光条件。

2、辅助能源保障系统可由各种类型的常规能源组成,作为太阳能集热系统的补充,在连续阴雨天气或其他特殊供暖需求太阳能集热系统无法保障时启动辅助能源系统,以满足建筑物的供热需求。

3、低温热水地板辐射/风机盘管采暖系统

太阳能集热器属中低温热源设备,因而应针对其效率特性曲线进行供暖散热端的选择,以达到系统的整体高效性。一般太阳能供暖系统均采用低温地板辐射散热系统或风机盘管,其设计热媒温度为35℃~50℃的低温热水,这使利用太阳能集热系统始终工作在高效率区域。

低温热水地板辐射系统加热管一般均采用φ20直径的交联聚乙稀管(PEX),管材耐高温、耐高压、耐老化、耐腐蚀,并且柔性好,易于施工。低温热水地板辐射系统特点如下:

(1)舒适性高,节能效果显著;

(2)便于调节和控制;

(3)热稳定性好,使用寿命长。

(4)全自动运行,并可手动。

(5)低温供暖方式使得太阳能效率更高;

(6)地板辐射具有储热功能,室内温降较慢。

(7)地板辐射的不足之处在于启动速度较慢,室内温升较慢。

4、风机盘管采暖系统

风机盘管采暖系统具有如下特点:

(1)风机盘管启动速度快,能迅速提升房间温度;

(2)供暖系统可调性强:风机盘管供暖系统中,各房间的分户调节可通过风机盘管的开关调节:从运行时间的调整、运行区域的调整上都较为方便;

(3)维修方便性:相对于地板采暖系统,风机盘管系统末端维修便捷。

(4)风机盘管散热系统采用热风供暖,其舒适度相对较差;

5、主要的部件包括:

(1)太阳能集热器——太阳能集热器是整个装置中的关键部件,主要起到采集太阳能量,对储热水箱的水进行加热的目的。

在太阳能采暖热水系统装置中,一般选择集热器的类型为平板式。(太阳能集热器其他两种类型为:真空管式及热管式太阳能集热器),平板集热器具有结构简单、使用寿命长、承压性高、维修率低、与建筑物易结合、防过热性能优越等优点。

(2)太阳能储热水箱——太阳能采暖/热水系统装置中的储水箱为双层套筒结构,其中间夹层为太阳能循环及供暖循环水,内部夹层为生活热水。为保证供水质量及产品的使用寿命,一般均采用不锈钢水箱或搪瓷水箱。水箱保温材料采用聚氨酯发泡。该水箱可同时满足冬季的供暖及四季的生活热水储存供应。

(3)辅助能源——辅助能源系统是太阳能集热系统的补充与备用。当太阳能系统无法满足供热需求时,启动辅助能源加热储热水箱中的水,达到设定温度即停止。

(4)太阳能水泵——太阳能集热系统中的循环动力设备,通过太阳能水泵的循环,利用太阳能集热器吸收的能量加热储水箱中的水;

(5)供暖循环泵——将太阳能储水箱中的热量通过循环送至各供暖区域,提升房间的温度。

(二)系统工作原理

太阳能采暖/热水系统装置可满足冬季的供暖及全年的热水供应目的。

(1)太阳能集热器和储热水箱下部分别设置有温度传感器测点。在晴好天气,太阳能集热器吸收太阳辐射能量,集热器的温度不断升高,通过对传感器测点的检测,当集热器检测点温度与储热水箱水温温度差升高至上限值时,太阳能系统水泵启动,循环加热储水箱的水温,不断的将太阳能集热器的能量储存至储水箱中;

(2)随着储水箱水的不断循环,集热器的温度逐步下降,当集热器检测温度与采暖水箱温度差达到设定下限值时,太阳能系统水泵停止,集热器及系统管道中的水通过管路的安装坡度排回至水箱中,达到系统排空防冻作用;

(3)在阴雨天气或太阳能量不足的条件下,当采暖水箱温度达不到设定温度时,可启动辅助系统对储热水箱的水循环加热,达到设定温度以满足供暖需求。

(4)储水箱中间夹套部分的热水通过供暖循环泵在地板管线中进行循环,向建筑物内供热,满足室内的温度需要;供暖循环水泵可根据房间设定温度要求启停。

(5)储水箱内部夹层的水通过自来水的压力供应至生活用水点,如厨房、卫生间等,满足建筑物的日常热水需求。

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