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太阳能供暖系统原理


太阳能供暖系统原理
太阳能供暖系统,就是用太阳能集热器收集太阳辐射并转化成热能,以液体作为传热介质,以水作为储热介质,热量经由散热部件送至室内进行供暖,一般由太阳能集热器、储热水箱、连接管路、辅助热源、散热部件及控制系统组成。

太阳能集热器 多采用平板太阳能集热器、真空管太阳能集热器。在此以平板集热器为例予以说明。

特点:集热快、运行稳定、运输安装方便、使用寿命长。
热能储存 利用保温水箱进行显热储存。

特点:保温良好、热损失小。
辅助能源 利用可采用电力、燃气、燃油和生物质能等。

特点:节能产品、运行稳定。
控制循环系统 采用模块时温度控制。

特点:可分户控制温度和使用时间、分户计量。
散热系统 可采用地暖盘管、暖气或风机盘管作为散热终端系统。
特点:地暖盘管比暖气和风机盘管作为散热终端更加节能。

太阳能供暖系统组成
的基本工作原理十分简单。概括地说,阳光透过透明盖板照射到表面涂有吸收层的吸热体上,其中大部分太阳辐射能为吸收体所吸收,转变为热能,并传向流体通道中的工质。这样,从集热器底部入口的冷工质,在流体通道中被太阳能所加热,温度逐渐升高,加热后的热工质,带着有用的热能从集热器的上端出口,蓄入贮水箱中待用,即为有用能量收益。

与此同时,由于吸热体温度升高,通过透明盖板和外壳向环境散失热量,构成平板太阳集热器的各种热损失。这就是集热器的基本工作过程。
平板太阳能集热系统组成:
太阳能集热器 储热水箱 连接管路 辅助热源 散热部件 控制系统 平板集热器:平板型集热器的工作过程是阳光透过玻璃盖板照射在表面有涂层的吸热板上,吸热板吸收太阳能辐射能量后温度升高。
平板太阳能集热器
要求:
有一定的承压能力,热工性能良好。一般使用的平板型太阳能尺寸为2×1米。
1、盖板:采用高强耐热透明钢化玻璃。实现高透光率、低反射率;抗冲击能力高;
2、保温层:以提高集热器的热效率可以有效减少热量的散失。
3、吸热板(简称板芯):AAB目前用纯铜太阳能集热板。有耐腐蚀、寿命长等优点。可以从多个角度最大限度的吸收太阳光。
4、涂层:在吸热面板上涂有选择性性涂层,可使吸热面板吸收更多的太阳能辐射,又减少吸热板向环境的辐射散热损失。
5、壳体 :AAB太阳墙使用整体镀锌板防止生锈或腐蚀;同时保持刚度和强度便于安装。
6、支架:一般采用角钢、热镀锌等材质,,焊接于钢结构棚架上。
蓄热水箱
由於太阳能并非稳定供应,为供应阴雨天、夜间时之负载需求,需藉由储热体储存热能,稳定供应负载热能。储热体一般依外型长宽比分为卧式与立式两种。通常蓄热体均以水作为储热介质。和电热水器的保温水箱一样,是储存热水的容器。因为太阳能集热器只能白天工作,而人们一般在晚上才供暖和使用热水,所以必须通过保温水箱把集热器在白天产出的热水储存起来。

稳定供应负载热能。容积是每天晚上用热水量的总和。要求内胆承压保温水箱,保温效果好,耐腐蚀,水质清洁,使用寿命可长达20年以上。
散热系统
散热系统是将热能有效导出并通过散热系统将热能分散到所需之处的一种释放装置。散热形式有壁挂式、柜式、地暖式、棚暖式、散热片等。工程中使用较多的是地暖式和散热片式。
控制系统和管道
控制系统是为了调整和协调太阳能集热板、蓄热体、散热系统的运行,从而实现经济、温度适度的运行方案。循环控制系统主要利用感温探头等控制元件采集各控制点的温度输出信号给执行设备,并将信号传递给控制中心,随时控制系统的起停。将热水从集热器输送到保温水箱、将冷水从保温水箱输送到集热器的通道,使整套系统形成一个闭合的环路。 设计合理、连接正确的循环管道对太阳能系统是否能达到最 佳工作状态至关重要。热水管道必须做保温处理。管道必须有很高的质量,保证有20年以上的使用寿命。
应用范围:
太阳能供暖系统结构简单,运行可靠,热流密度较低,即工质的温度也较低,安全可靠,具有承压能力强、吸热面积大等特点,是太阳能与建筑一体化最佳选择供暖选择之一。其应用范围为:企业、事业单位、工厂、院校、宾馆酒店、医院、社区、游泳池(包括机关等集体单位和家庭)等阳光资源良好且需供暖的区域。

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