一、阳台式热水器的技术要求
1、有一定的集热能力:一般太阳能平板热水器的标准板面尺寸是1000*2000mm,集热面积是2平米。日产热水180升,集热角度是40度。集热角度一般参考当地的纬度加上10度。即当地冬至这一天太阳与集热器平面形成直角的角度,此时折射***小,太阳能热线被集热器***大限度的吸收。由于阳台式太阳能热水器形成40度角比较困难,一般大于60度角,因此集热效果比不上一般的太阳能热水器,办法只能是扩大集热器的面积来保证日产水的温度,加上阳台有一定的高度限制,所以阳台式太阳能热水器的尺寸常规的是2400*800,面积是1.94平米,储热水箱是90-100升。储热水箱一般安放在比集热板高的地方,由于要采用壁挂式的,所以重量有所限制,一般不超过100升。
2、安全性的考虑:现在一般的太阳能热水器以真空管热水器为多,但作为阳台式热水器,真空管的易碎的缺点就暴露的很明显,受到内外界因素的影响,它容易破碎,跌落的玻璃碎片容易伤人。真空管还有一个重大缺陷,就是承压运行成本很高,部件较多,控制复杂,故障率高,对于大面积应用于民用系统的阳台式热水器,不太适合。反观平板式阳台式太阳能热水器,他的表面可以用钢化玻璃制造,不易破碎,可以说,基本不存在破碎伤人的可能性。平板式的***大优点就是它本身就可以承压运行,制造成本较低,故障率很低。 3、系统的可靠性:由于阳台式太阳能热水器属于大面积集中安装的家用设备,对可靠性要求很高,但一般太阳能热水器的可靠性较差,目前一般年故障率在30%左右,如果一个小区2000户人家,一年的维修次数就达到600次,这是无法承受的。分析太阳能的故障来源,95%来自水的控制,其中水的控制的故障主要是水位传感器的故障和水泵的故障,占95%,太阳能主机的故障很少,几乎等于0。水的控制,尤其是水的廉价控制当前仍然是世界难题,包括德国在内的科学家都无法解决。如果我们避开水的控制,那么太阳能的故障率就可以减少到90%以下。要避开水的控制,采用承压式运行的太阳能是***好的办法。承压式太阳能靠自来水的压力自动进水,在太阳能的运行中没有水位传感器、水泵等控制部件和运动部件,系统的可靠性就大大提高。而平板式热水器本身就有承压运行的能力,所以使用起来可靠性大大高于真空管热水器。
平板集热器安装在阳台上,水箱安装在阳台背后的墙壁上,水箱底部高于集热器一般在500mm以上。太阳能经平板集热器收集,由于热量往高处传递的原理,在平板集热器中产生水的对流,热水自动流向水箱,冷水从水箱流向集热器。在水箱端,高温的水流向水箱顶部,与低温的水形成对流和热传递。从而使得水箱的顶部聚集了较高温度的热水。这就是阳台式热水器热水自动生成的原理。
为了保障阴雨天可产热水,太阳能加热不足时可产热水,系统安装了电加热器,可以不断地补充能源,保证供水的质量。太阳能控制器可以在指定时间内控制电加热动作和热水的温度,比如,可以设定下午5点时水温没有达到55度时加热到55度,并且保持水温到晚上12点等。本系统将加热器和温度传感器放在水箱的中上端,这样用户也可以采用持续加热的方案,在太阳能的作用下,形成了下冷上热的局面,根据经验上下温差可以达到25-30度,这样,上端水温在55度时,下端的水温仅有25度,适合太阳能运行,上端温度传感器检测到温度不达55度时就立即加热,这时可以将电脑控制器省略,换成机械式的温控器,成本更低(10元),可靠性更高。
本系统由于采用承压运行,水的补充靠自来水的压力,省去了水的操作和控制,也就减少了90%的故障率,使得热水器的故障率很低,保证了大面积供水的实施。