各種太陽能熱水系統運行方式原理及特點

一、自然循環系統
自(zi)然(ran)循環系(xi)統是最(zui)原始的太陽能(neng)熱水(shui)工(gong)程系(xi)統運行方(fang)式,在(zai)太陽能(neng)技術開發初(chu)期應用極為廣泛,目(mu)前(qian)在(zai)大型熱水(shui)工(gong)程中已經(jing)擯棄。
運行原理:在(zai)太陽光(guang)照條件下,真空(kong)管吸熱(re)加熱(re)管內(nei)(nei)的(de)(de)(de)熱(re)水(shui)(shui)(shui),集(ji)熱(re)器內(nei)(nei)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)被提升,與(yu)儲熱(re)水(shui)(shui)(shui)箱(xiang)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)相比(bi),水(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)差(cha)距較(jiao)大(da)。因此(ci)(ci)集(ji)熱(re)器內(nei)(nei)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)比(bi)重(zhong)減小變輕,開始慢(man)慢(man)上升到高位(wei)(wei)(wei)的(de)(de)(de)儲熱(re)水(shui)(shui)(shui)箱(xiang)中,而儲熱(re)水(shui)(shui)(shui)箱(xiang)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)由于溫(wen)(wen)度低,因此(ci)(ci)比(bi)重(zhong)增大(da)變重(zhong),水(shui)(shui)(shui)自(zi)然流回(hui)處于較(jiao)低位(wei)(wei)(wei)的(de)(de)(de)集(ji)熱(re)器內(nei)(nei).如此(ci)(ci)不(bu)斷的(de)(de)(de)循環,使儲熱(re)水(shui)(shui)(shui)箱(xiang)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)逐漸(jian)進步,但這是一個緩(huan)慢(man)的(de)(de)(de)過(guo)程。水(shui)(shui)(shui)箱(xiang)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)位(wei)(wei)(wei)通常采用機(ji)械浮球控制(zhi)。
特點:運行方式簡單,投資小,設備可維護用度少,適合普通單機太陽能熱水器。
二、定溫放水系統
運行原理:這(zhe)種方式(shi)應用(yong)較(jiao)為廣泛,大、小(xiao)型熱(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)系統(tong)(tong)均適用(yong)。在太(tai)陽光照條件(jian)下,在太(tai)陽能集(ji)(ji)熱(re)器(qi)(qi)的(de)(de)出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)末(mo)端增加一(yi)個溫(wen)度探(tan)頭(水(shui)(shui)(shui)(shui)箱(xiang)(xiang)內(nei)(nei)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)位可(ke)以采用(yong)機械浮球控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)也可(ke)以采用(yong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)水(shui)(shui)(shui)(shui)位探(tan)頭)。當(dang)(dang)集(ji)(ji)熱(re)器(qi)(qi)內(nei)(nei)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)達到(dao)設(she)定值時(shi),控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)發出(chu)信號(hao),控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)打開(kai)電磁閥,冷水(shui)(shui)(shui)(shui)把已經達到(dao)設(she)定溫(wen)度的(de)(de)熱(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)頂進儲熱(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)箱(xiang)(xiang)并儲存起來;當(dang)(dang)集(ji)(ji)熱(re)器(qi)(qi)內(nei)(nei)水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)低于設(she)定值時(shi),控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)開(kai)始動作使電磁閥自動封(feng)閉。如此不(bu)斷循環使儲熱(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)箱(xiang)(xiang)內(nei)(nei)的(de)(de)高溫(wen)水(shui)(shui)(shui)(shui)不(bu)斷增多,當(dang)(dang)儲熱(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)箱(xiang)(xiang)內(nei)(nei)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)位達到(dao)最大水(shui)(shui)(shui)(shui)位時(shi),系統(tong)(tong)封(feng)閉,不(bu)再進水(shui)(shui)(shui)(shui)。
特點:系統運行相對自然循環(huan)系統產熱水(shui)速度大(da)(da)大(da)(da)進步(bu),系統運行由控(kong)制器控(kong)制,智能化進步(bu),系統相對比較穩定,這種適用于大(da)(da)型熱水(shui)工程(cheng)。
三、溫差循環系統
運行原理:這種(zhong)運行方式(shi)在(zai)大型熱(re)(re)水工程中(zhong)(zhong)(zhong)基本都采(cai)用。在(zai)太陽光(guang)照條(tiao)件下,在(zai)在(zai)太陽能集熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)出水末端和(he)水箱(xiang)(xiang)內均增(zeng)加一個溫(wen)度(du)探頭(tou),采(cai)用控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)控(kong)(kong)制(zhi),通過設定溫(wen)差(cha)控(kong)(kong)控(kong)(kong)制(zhi)功能,當集熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)內的(de)(de)(de)水溫(wen)與儲(chu)(chu)熱(re)(re)水箱(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)水溫(wen)之(zhi)差(cha)達(da)到設定值(zhi)(zhi)時(shi),控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)開始動作(zuo),控(kong)(kong)制(zhi)啟動熱(re)(re)水循環泵(beng),把集熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)水和(he)儲(chu)(chu)熱(re)(re)水箱(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)低溫(wen)水交換循環;當集熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)水溫(wen)與儲(chu)(chu)熱(re)(re)水箱(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)水溫(wen)之(zhi)差(cha)低于設定值(zhi)(zhi)時(shi),控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)開始動作(zuo),停止熱(re)(re)水循環泵(beng)工作(zuo);如此不斷循環,從而使整個儲(chu)(chu)熱(re)(re)水箱(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)水溫(wen)升高(gao)。
特點:系統運行(xing)相(xiang)對(dui)定溫放水(shui)(shui)系統產熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)速度又大大進(jin)(jin)步(bu),通過采用(yong)循(xun)環泵(beng),換熱(re)(re)(re)頻(pin)率進(jin)(jin)步(bu),可以始終保(bao)持儲熱(re)(re)(re)水(shui)(shui)箱內(nei)的(de)(de)水(shui)(shui)溫相(xiang)對(dui)較高(gao),當水(shui)(shui)箱為(wei)滿水(shui)(shui)位(wei)時,當集熱(re)(re)(re)器(qi)的(de)(de)水(shui)(shui)溫較高(gao)時仍然可以循(xun)環換熱(re)(re)(re),大大進(jin)(jin)步(bu)集熱(re)(re)(re)器(qi)的(de)(de)利用(yong)率。
四、定溫放水+溫差循環系統
原理:采用定溫(wen)(wen)放水(shui)(shui),使進進水(shui)(shui)箱內(nei)的(de)水(shui)(shui)始終(zhong)是(shi)某以較(jiao)(jiao)溫(wen)(wen)度(du)值,當水(shui)(shui)箱內(nei)的(de)水(shui)(shui)溫(wen)(wen)降(jiang)低時(shi),采用了(le)溫(wen)(wen)差循環控(kong)制系統,使水(shui)(shui)箱內(nei)的(de)水(shui)(shui)和集熱器內(nei)的(de)水(shui)(shui)交換,從而始終(zhong)保(bao)(bao)持(chi)水(shui)(shui)箱內(nei)的(de)水(shui)(shui)溫(wen)(wen)為較(jiao)(jiao)高溫(wen)(wen)度(du)時(shi),同時(shi)可以采用輔助熱源這樣就(jiu)能保(bao)(bao)證全天候產熱水(shui)(shui)。
特點:系統可以完(wan)全(quan)智能化,而且運行(xing)用度比單(dan)獨溫差循環系統大大降低,最大限度的(de)進步集(ji)熱(re)器的(de)利(li)用率,假如采用輔助熱(re)源即可保(bao)證任意時刻的(de)熱(re)水(shui)供(gong)給,不受天氣限制(zhi)。
五、定溫分區供水
運行原理:這種(zhong)方式是在定溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)放水(shui)(shui)(shui)(shui)+溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)差循(xun)環(huan)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)基礎之上產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)。這種(zhong)系統(tong)(tong)運行方式中(zhong)通(tong)(tong)常是在不采用輔助(zhu)熱(re)(re)源的(de)(de)(de)情況下使(shi)用。采用自來水(shui)(shui)(shui)(shui)先進(jin)進(jin)儲(chu)(chu)熱(re)(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)箱,通(tong)(tong)過(guo)儲(chu)(chu)熱(re)(re)水(shui)(shui)(shui)(shui)箱內的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)水(shui)(shui)(shui)(shui)位探(tan)頭(tou)將水(shui)(shui)(shui)(shui)箱分為若干往(wang)高(gao)度區域,首次使(shi)用自來水(shui)(shui)(shui)(shui)上水(shui)(shui)(shui)(shui)至(zhi)一小高(gao)度區域,通(tong)(tong)過(guo)定溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)放水(shui)(shui)(shui)(shui)+溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)差循(xun)環(huan)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)方式使(shi)這一小區域水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)較快(kuai)提(ti)升(sheng),然(ran)后溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度達到(dao)設定值,控制(zhi)器(qi)打(da)開電磁閥,使(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)箱內的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)再(zai)上升(sheng)至(zhi)一小高(gao)度區域,然(ran)后再(zai)提(ti)升(sheng),再(zai)進(jin)水(shui)(shui)(shui)(shui),如此不斷循(xun)環(huan),使(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)保(bao)持在固定范圍內的(de)(de)(de)情況不斷進(jin)步水(shui)(shui)(shui)(shui)箱內的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)位。我(wo)們稱這種(zhong)方式為定溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)分區供水(shui)(shui)(shui)(shui)。
特點:進步(bu)集熱器利(li)用(yong)率,水溫(wen)提升(sheng)速(su)度大大進步(bu),始終保持儲熱水箱內的(de)水溫(wen)在(zai)一固定范圍,節省(sheng)能源利(li)用(yong)。
六、副水箱上水定溫放水系統
運行原理:在定(ding)溫放(fang)水(shui)(shui)的(de)(de)基礎上的(de)(de)創新,可(ke)以用于典型系統的(de)(de)二、四方式中。基本原理同定(ding)溫放(fang)水(shui)(shui)一(yi)(yi)致(zhi),只是在上水(shui)(shui)的(de)(de)方式上有所改變,即采用副水(shui)(shui)箱上水(shui)(shui),自來水(shui)(shui)先進副水(shui)(shui)箱,然后水(shui)(shui)再從(cong)副水(shui)(shui)箱進至集(ji)熱(re)器,下面的(de)(de)方式就同定(ding)溫放(fang)水(shui)(shui)一(yi)(yi)致(zhi)了。
特點:這(zhe)種方式也是在實際的(de)運(yun)行中(zhong)總結出(chu)來的(de),可以克(ke)服(fu)自來水壓力(li)不穩定的(de)題(ti)目,避免了壓力(li)過(guo)大,損壞水箱(xiang)的(de)的(de)題(ti)目。
七、定溫管道循環系統
運行原理:在(zai)使用熱水(shui)的供(gong)(gong)熱水(shui)末端(duan)增(zeng)加一溫(wen)(wen)度探頭,自(zi)動檢(jian)測供(gong)(gong)水(shui)末端(duan)管(guan)路(lu)水(shui)溫(wen)(wen),當水(shui)溫(wen)(wen)低于設(she)定(ding)溫(wen)(wen)度時,控制(zhi)器動作,控制(zhi)啟動管(guan)道熱水(shui)循環(huan)泵,把管(guan)路(lu)中(zhong)的水(shui)與儲熱水(shui)箱中(zhong)的水(shui)交換,從而使管(guan)路(lu)中(zhong)的水(shui)溫(wen)(wen)不(bu)低于一設(she)定(ding)值(zhi),用戶一打開水(shui)龍頭就是熱水(shui)。
特點:滿(man)足現(xian)代人24小時(shi)全天候熱水需求,可以有效的防止管道凍壞(huai)之憂。


