太陽能和壁掛爐組合系統(tǒng)的應(yīng)用

1、太陽能和壁掛爐組合系統(tǒng)的應(yīng)用隨著社會的進(jìn)步和生活水平的提高，人們對環(huán)境的關(guān)注程度也與日俱增。各國政府，特別是發(fā)達(dá)國家政府在制定政策時(shí)，越來越多地考慮環(huán)保方面的因素，以保證社會的可持續(xù)發(fā)展。開發(fā)利用可再生能源和太陽能成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，我國政府也在大力支持和鼓勵(lì)開發(fā)和使用新能源和可再生能源。太陽能是太陽內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程中釋放出的能量，輻射到地球，人們通過光電、光熱、光化學(xué)的方式使之轉(zhuǎn)化利用以服務(wù)人類。其特點(diǎn)是取之不盡、用之不竭，一次投入終身使用，沒有任何污染。太陽能是綠色環(huán)保的、廉價(jià)的能源。但是在陰雨連綿或氣溫低的日子，獨(dú)立太陽能產(chǎn)品就會表現(xiàn)出它的劣勢，不能滿足用戶既節(jié)能又舒適的要求

2、，因此開發(fā)既節(jié)能又舒適的太陽能組合產(chǎn)品就顯得尤其重要。下面將介紹兩種太陽能和壁掛爐組合系統(tǒng)。1 一體式太陽能熱水器與模擬調(diào)整式壁掛爐結(jié)合的獨(dú)立生活熱水系統(tǒng)其特點(diǎn):(1)太陽能儲熱水箱與集熱板之間采用自然循環(huán)方式，不需要任何其它的調(diào)節(jié)設(shè)備。(2)通過安裝在壁掛爐下端的調(diào)節(jié)組件來實(shí)現(xiàn)太陽能熱水與壁掛爐的結(jié)合使用，溫控器安裝在三通分流閥的進(jìn)水端，溫控點(diǎn)用戶可根據(jù)需要調(diào)節(jié),當(dāng)太陽能出水溫度低于溫控器設(shè)定溫度時(shí)(如40)，三通分流閥將太陽能中的低溫水送入壁掛爐加熱；當(dāng)太陽能出水溫度高于溫控器設(shè)定溫度(如40)時(shí)，三通分流閥將太陽能中的熱水直接送入恒溫混水閥熱水端。恒溫閥出水溫度用戶也根據(jù)需要調(diào)節(jié),一旦調(diào)

3、好出水溫度將保持恒定;這樣無論是太陽能熱水或壁掛爐加熱熱水均有恒溫混合閥來恒定出水溫度。(3)調(diào)節(jié)組件體積小，不占用空間；操作簡單，不需要太多技術(shù)維護(hù)；能完全利用太陽能儲水箱的中低溫水。(4)衛(wèi)生水狀態(tài)的熱效率將大大提高。我們以熱水產(chǎn)率為13kg/min熱效率為90%基準(zhǔn)氣為G20的單壁掛爐和組合產(chǎn)品為例作對比計(jì)算：假定冷水溫度是20，太陽能熱水溫度為35，而我們需要42熱水根據(jù)公式式中：hu是單機(jī)有效效率，%；m是修正后水的質(zhì)量，kg；Vr(10)是將試驗(yàn)期間測得的燃?xì)庥昧酷槍?5、1013.25毫巴修正后的值Hi是所使用的燃?xì)庠?5、1013.25毫巴和干燥條件下的凈熱值，MJ/m3；Dp

4、是對應(yīng)于平均水流溫度試驗(yàn)裝置的熱損失，包括循環(huán)泵的熱損失，KJ，(DP根據(jù)實(shí)際計(jì)算，在這里我們可認(rèn)為兩種測試狀態(tài)相同)。單機(jī)壁掛爐每分鐘燃?xì)庥昧縑r=4.186*m*(t2-t1)/1000*hu*Hi)=4.186*13(42-20)/(1000*90%*37.78)=0.0352m3太陽能壁掛爐組合系統(tǒng)每分鐘燃?xì)庥昧縑r=4.186*m*(t2-t1)/1000*hu*Hi)=4.186*13(42-35)/(1000*90%*37.78)=0.0112m3這樣比較太陽能壁掛爐組合系統(tǒng)熱水狀態(tài)的熱效率比單機(jī)壁掛爐高很多；同時(shí)在混合水系統(tǒng)配置了恒溫混水閥,恒溫混水閥的混合出水口處，裝有一個(gè)熱

5、敏元件，利用感溫元件的特性推動(dòng)閥體內(nèi)閥芯移動(dòng)，封堵或者開啟冷、熱水的進(jìn)水口。在封堵冷水的同時(shí)開啟熱水，當(dāng)溫度調(diào)節(jié)旋鈕設(shè)定某一溫度后，不論冷、熱水進(jìn)水溫度、壓力如何變化，進(jìn)入出水口的冷、熱水比例也隨之變化，從而使出水溫度始終保持恒定，調(diào)溫旋鈕可在產(chǎn)品規(guī)定溫度范圍內(nèi)任意設(shè)定，恒溫混水閥將自動(dòng)維持出水溫度。解決洗浴中心水溫忽冷忽熱的問題，當(dāng)冷水中斷時(shí)，混水閥可以在幾秒鐘之內(nèi)自動(dòng)關(guān)閉熱水，起到安全保護(hù)作用，防止?fàn)C傷，確保用戶熱水的恒溫舒適性。一體式的太陽能儲熱水箱與集熱板之間采用自然循環(huán)方式換熱,集熱效率低,需較長的日照時(shí)間,且在特別寒冷的冬天要通過排空等措施防凍。2 分體式太陽能熱水器與單供暖壁掛爐

6、結(jié)合的獨(dú)立供暖及生活熱水系統(tǒng)其特點(diǎn):(1)太陽能儲熱水箱與集熱板之間通過流出和流回板塊控制系統(tǒng)循環(huán)換熱，太陽能利用效率高，換熱快。(2)太陽能儲水箱的底部為集熱換熱盤管，上部為壁掛爐換熱盤管。溫控器安裝在水箱上部，當(dāng)水溫低于設(shè)定溫度時(shí)，溫控器給予壁掛爐內(nèi)部的三通切換閥信號，將供暖環(huán)路切換到換熱盤管，優(yōu)先提供生活熱水。儲水箱的熱水經(jīng)過恒溫混合閥混合后輸送到用戶端。實(shí)現(xiàn)了壁掛爐供暖及生活熱水輔助加熱，適合中小住宅中，有空間安裝太陽能儲水箱的用戶。不過儲水箱的上部通過溫控器隨時(shí)保持設(shè)定的熱水溫度，壁掛爐的熱量通過上部的換熱盤管會使整個(gè)水箱的溫度升高，這樣就會降低太陽能的熱效率，造成一定的能源浪費(fèi)。用

7、戶首先根據(jù)自己所處的地理位置對太陽能熱水器組合系統(tǒng)進(jìn)行選型和計(jì)算:(1)太陽能熱水器選型:以蘭州某3口之家為例,蘭州冬季采暖室外設(shè)計(jì)溫度為-11,因此要采用防凍工質(zhì)二次換熱分離式強(qiáng)制循環(huán)太陽能熱水器,集熱器選用金屬熱管型玻璃真空管集熱器,安裝于屋頂,安裝角度與當(dāng)?shù)鼐暥认嗤?輔助熱源為燃?xì)獗趻鞝t。(2)戶日用熱水量計(jì)算：根據(jù)蘭州當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，設(shè)定qd=40L/人*日，水溫60Q=m*qd=3*40L=120(L/d)(3)集熱器面積計(jì)算：Ac=Q*c*(te-tL)*f/Jt*(1-L)Ac集熱器面積(m2)；te儲水罐內(nèi)水的設(shè)定溫度()tL儲水罐內(nèi)水的初始溫度()f太陽能保證率(%)：即對應(yīng)必

8、要的生活熱水負(fù)荷量，由太陽能供給的比率；應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)使用期內(nèi)的日照條件、系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性及用戶要求等要素綜合考慮后確定；一般30-80%為宜；Jt當(dāng)?shù)丶療崞鞑晒饷嫔系钠骄仗栞椛淞浚↘J/m2）；根據(jù)年總太陽能輻射量（由普通住宅太陽能集熱器面積選配速查表查得，然后除以365天而得）；集熱器平均集熱效率，無量綱，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值，一般為宜；具體取值應(yīng)根據(jù)集熱器產(chǎn)品的實(shí)際測試結(jié)果而定；L集熱系統(tǒng)熱損失率。依系統(tǒng)保溫措施定,經(jīng)驗(yàn)值為L=0.1-0.2,分離式取上限值；c水的比熱,c=4.187(kj/kg·）；熱水密度(kg/L)。按照: Q=120(L/d)；te=60；tL=10；f=60%；J

9、t=16319(KJ/m2)(蘭州)；=0.55；L=0.2；c=4.187(kj/kg·）；=1(kg/L)計(jì)算。Ac=2.1m2；即選用2.1m2集熱器。(4)儲水罐容積V設(shè)計(jì)=1.3V有效=1.3×120=156L。即選用156L儲水罐。(5)壁掛爐計(jì)算Qm=1.1qs(tr-tL)×60/25Qm水溫升為25時(shí)，壁掛爐每分鐘產(chǎn)熱水量(L/min)；qs器具的額定秒流量（L/s）；tr使用時(shí)的熱水溫度（）；tL冷水溫度（）；25產(chǎn)品額定產(chǎn)熱水量所對應(yīng)的水溫升規(guī)定值（25）。按照tr=60；tL=10；qs=0.1×0.7=0.07 L/s(按只使用

10、一個(gè)節(jié)水淋浴器計(jì)算)Qm=1.1×0.07(60-10)×60/25=9.24(L/min)。即選用熱水產(chǎn)率為10L/min的壁掛爐,此壁掛爐其允許的進(jìn)水溫應(yīng)能滿足集熱系統(tǒng)出水溫度的要求,且具有根據(jù)水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)燃?xì)饬?保證恒溫供暖功能。(6)根據(jù)集熱系統(tǒng)供水和回水的溫度差,確定循環(huán)水泵的大小,通常溫差為10。(7)換熱盤管設(shè)計(jì):通常內(nèi)置式換熱盤管設(shè)計(jì)根據(jù)換熱盤管面積等于集熱器面積的35%-40%計(jì)算。(8)膨脹罐的選型在集熱循環(huán)系統(tǒng)內(nèi),為了避免液體加熱膨脹從安全閥泄漏或損壞系統(tǒng),膨脹罐是必不可少的元件,按照下面公式計(jì)算選型:Vu=(Vc×e+Vp)×k

11、Vu=膨脹罐的有效容積 (L)Vc=集熱循環(huán)系統(tǒng)液體量(L)e=液體膨脹系數(shù):水0.045;水/乙二醇溶液0.07K=安全系數(shù):通常取1.1Vn=Vu×(Pf+1)/(Pf-Pi)Vn=膨脹罐的額定容積 (L)Vu=膨脹罐的有效容積 (L)Pf=最高壓力。(bar)通常安全閥的開啟壓力為0.5barPf=起始壓力。(bar)又稱預(yù)沖壓力(9)安全閥、排氣閥的選配通常選為開啟壓力為0.5bar安全閥；排氣閥應(yīng)安裝在系統(tǒng)的頂端，耐高溫，及時(shí)排出集熱系統(tǒng)中存在的空氣。接著按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、安裝說明進(jìn)行安裝調(diào)試。分體式的太陽能儲熱水箱與集熱板之間通過循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán)換熱，集熱效率高，在特別寒冷的冬

12、天因系統(tǒng)循環(huán)液為水/乙二醇溶液防凍液，可以有效防凍；在溫度較高，日照較長的夏天，只要集熱器和儲水罐匹配合理，膨脹罐和安全閥選型正確，預(yù)沖壓力得當(dāng)，集熱系統(tǒng)的過熱問題也較容易控制。3 結(jié)論太陽能組合系統(tǒng)受地理位置等環(huán)境因素影響很大，在選配組合時(shí)要因地制宜，且一次投資大，如果沒有政府相應(yīng)的鼓勵(lì)政策，用戶很難接受。但是隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，政府和人民節(jié)能意識的逐步提高和技術(shù)的不斷成熟，太陽能和壁掛爐等組合系統(tǒng)必將得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)然，太陽能熱水器和壁掛爐組合方式很多，如何有效利用需要我們不斷研究！是否提供加工定制是品牌吉能達(dá)型號JND-D控制類型溫度控制模式智能溫度控制調(diào)節(jié)器測量對象水溫度范圍0-9

13、9（） 測溫誤差2（） 安裝型式壁掛式工作電壓220（V） 外形尺寸200*128*38（mm） 重量0.5（Kg） 太陽能熱水系統(tǒng)全自動(dòng)測控儀一：主要技術(shù)指標(biāo)：電源：220V功耗：3W溫控范圍：0-99精度：±1電磁閥參數(shù)：直流DC12V，可選用有壓閥或無壓閥，有壓閥工作壓力：0.02Mpa0.8Mpa，適用于直供水，無壓閥工作壓力：0.0Mpa，適用于水箱供水或低水壓供水。二：使用和設(shè)置方法設(shè)定上限溫度要高于下限溫度。按設(shè)置健，上限溫度閃爍時(shí)，按（上升?。囟壬仙欢龋矗ㄏ陆到。囟认陆狄欢取Ｔ侔丛O(shè)置健，下限溫度閃爍時(shí)，按（上升?。囟壬仙欢龋矗ㄏ陆到。囟认陆狄欢取０醋〔?/p>

14、放溫度溫度連續(xù)上升或下降。本機(jī)具有自動(dòng)記憶功能，設(shè)置完畢自動(dòng)記憶。三：指示燈工作說明運(yùn)行指示燈亮，說明正在工作，指示燈不亮說明控制器停止工作。四：強(qiáng)制運(yùn)行說明當(dāng)需要調(diào)試或強(qiáng)制運(yùn)行循環(huán)時(shí)，按手動(dòng)/自動(dòng)健，運(yùn)行指示燈閃爍時(shí)，表示啟動(dòng)循環(huán)，再按手動(dòng)/自動(dòng)健，指示燈熄滅時(shí)，停止循環(huán)，進(jìn)入自動(dòng)狀態(tài)。（調(diào)試完畢切記要恢復(fù)自動(dòng)控制運(yùn)行）五：安裝1：控制器托架安裝在便于觀察使用的地方，用鏍釘固定牢固。2：將控制器掛在托架上，參照接線圖將線連接在相應(yīng)的接線柱不可接錯(cuò)，否則會發(fā)生電器燒毀等故障。3：安裝完畢通電調(diào)試。六：功能1.循環(huán)系統(tǒng)：當(dāng)太陽能熱水器溫度達(dá)到設(shè)定上限設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)利用太陽能熱水供暖，低于下限設(shè)定溫度時(shí)停止太陽能熱水器循環(huán)，轉(zhuǎn)為利用壁掛爐供暖。（本儀表設(shè)專門常通220W電源）2.管道保溫：當(dāng)太陽能熱水器低于設(shè)定下限溫度停止循環(huán)時(shí)啟動(dòng)管道保溫（伴熱帶），以便管道不被凍住。達(dá)到設(shè)定上限時(shí)停止保溫（伴熱帶），冬夏季可以切換，裝有開關(guān)一個(gè)。(夏季可以手動(dòng)關(guān)閉)。3.自動(dòng)上水：當(dāng)太陽能熱水器水位低于80%時(shí)啟動(dòng)上水至100%上水時(shí)指示燈亮，停止上水指示