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        高層住宅太陽能熱水系統(tǒng)分析及其水箱選配

        文章出處:網(wǎng)責任編輯:作者:人氣:-發(fā)表時間:2013-08-12 13:53:00

          【頂熱太陽能編輯部訊 文章來源:www.wxzapp.com】近幾年,隨著太陽能熱水工程市場的快速增長,搪瓷內(nèi)膽水箱的廣泛應用催生了眾多的搪瓷內(nèi)膽水箱制造企業(yè)。本文就高層住宅太陽能熱水系統(tǒng)及其水箱選配和業(yè)內(nèi)人士做一次探討,以推動系統(tǒng)技術(shù)方案和設計水平的提升。

         1 工程市場應用系統(tǒng)

         隨著各地相關(guān)政策的連續(xù)出臺,高層住宅太陽能熱水系統(tǒng)的應用得到了大面積的推廣。陽能熱水系統(tǒng)主要有以下幾種形式。

         1.1 傳統(tǒng)直插式熱水系統(tǒng)

         普通的家用直插式真空管緊湊式熱水器陣列組合,串并聯(lián)連接實現(xiàn)熱水供應。此種方式以增加家用機的臺數(shù)實現(xiàn)更多水量的供應,并沒有擺脫家用機的缺陷:其一,系統(tǒng)水箱不承壓,熱水供應壓力很小,供水量小速度慢,舒適性差;其二,直插式熱水器屬于直接換熱式,真空管破裂會有水泄露;其三,由于是單臺太陽能熱水器連接,電源線的連接很多,線路凌亂容易發(fā)生安全隱患;其四,系統(tǒng)存在防凍、抗風、不美觀等問題,這些都不容易得到解決。

         1.2 集中集熱集中儲熱系統(tǒng)

         這種系統(tǒng)被很多的真空管生產(chǎn)企業(yè)接受。系統(tǒng)采用非承壓真空管集熱器陣列組合,循環(huán)泵做功促使導熱工質(zhì)在集熱器和換熱器之間循環(huán),將熱量傳遞給非承壓的敞開式大水箱,然后再通過循環(huán)泵將熱水加壓送到熱水使用點。此種形式優(yōu)點有:無需入戶維修、管道簡單、大容積儲水熱損小、多能源互補方案簡單。但此系統(tǒng)存在兩大缺陷:一是熱水供熱管理不便,增加物業(yè)后期的工作;另外熱水水壓通過水泵加壓實現(xiàn),會出現(xiàn)熱水的壓力與冷水不相等現(xiàn)象,而且系統(tǒng)任何一個水泵發(fā)生變化,用戶用水就會出現(xiàn)忽冷忽熱的現(xiàn)象。

         1.3 陽臺式分戶集熱分戶儲熱系統(tǒng)

         太陽能集熱器安裝于陽臺外側(cè),水箱一般安裝于陽臺內(nèi)側(cè)。集熱器和水箱近距離管道連接。系統(tǒng)優(yōu)勢:熱水與自來水壓力等壓供水、每戶一套系統(tǒng)無干擾、系統(tǒng)簡單造價低、管道熱損少、不存在另外的計量收費。缺陷:破壞建筑立面外觀、維修需要入戶。

         1.4 集中集熱分戶儲熱系統(tǒng)

         太陽能集熱器全部安裝于樓頂,熱量儲存到儲熱罐立面的工質(zhì)。循環(huán)泵把工質(zhì)注入立管經(jīng)水箱換熱器后循環(huán)回到工質(zhì)儲罐。水箱安裝于住戶的用水點。系統(tǒng)優(yōu)勢:不會破壞建筑立面,對建筑的外觀幾乎沒有影響、水箱距離用水點近減少冷水排放以達到節(jié)約用水的目的。缺陷:部分故障需要入戶維修、管道復雜系統(tǒng)熱損大。

         2 集中集熱分戶儲熱系統(tǒng)水箱選配

         集中集熱分戶儲熱系統(tǒng)對水箱性能要求較高,因此,如何選配水箱需要得到業(yè)內(nèi)人士的高度重視。根據(jù)換熱形式,搪瓷內(nèi)膽水箱可以分為3大類:盤管搪瓷內(nèi)膽水箱、夾套搪瓷內(nèi)膽水箱、膽中膽搪瓷內(nèi)膽水箱。

         2.1 膽中膽搪瓷內(nèi)膽水箱

         在水箱內(nèi)部設置一個換熱小內(nèi)膽的為膽中膽搪瓷內(nèi)膽水箱,小內(nèi)膽又分為兩類:不銹鋼換熱內(nèi)膽和搪瓷換熱內(nèi)膽。此類換熱器耐受內(nèi)壓和負壓的能力都比較強,但是換熱面積不大。另外還存在結(jié)構(gòu)問題,換熱不是十分充分,換熱效率不高。但膽中膽搪瓷內(nèi)膽水箱因為簡單易實現(xiàn),成本低,被不少企業(yè)用于太陽能陽臺壁掛自然循環(huán)系統(tǒng)和集中分戶系統(tǒng)。

         2.2 夾套搪瓷內(nèi)膽水箱

         在搪瓷內(nèi)膽的筒體外再加一層外膽,夾層之間即是傳熱工質(zhì)。這種換熱形式換熱面積很大,即使使用自然循環(huán)形式換熱效率依然很高。故夾套技術(shù)+內(nèi)置膨脹空間+自然循環(huán)+平板陽能集熱器是一套安全、穩(wěn)定、效率很高的系統(tǒng)。

         2.3 盤管

         盤管換熱器是被大家所接受的換熱形式。盤管換熱面積大,工質(zhì)管道流動距離遠,換熱充分。而且盤管耐壓能力強,適合強制循環(huán)分體系統(tǒng)。

         3 盤管搪瓷內(nèi)膽水箱

         目前有些人士對于盤管的材料有些爭議。主要糾結(jié)于銅盤管換熱器和搪瓷盤管換熱器。前者認為銅盤管的導熱系數(shù)高,換熱效果好,而搪瓷盤管是低碳鋼加搪瓷層換熱效果要差些,銅盤管表面經(jīng)過防腐處理可以大大延長換熱盤管的使。關(guān)于這樣的說法其實存在很大誤區(qū)。

         3.1 換熱效率問題

         搪瓷盤管的材料和表面附著搪瓷的導熱系數(shù)確實低于銅材盤管,但是搪瓷盤管往往做的比較大、比較長,換熱面積要比銅盤管大。另外搪瓷盤管的通徑也比銅盤管的大很多,循環(huán)工質(zhì)流量也大。最終影響換熱效率的是循環(huán)工質(zhì)與水的溫差、工質(zhì)流量、換熱面積、傳熱系數(shù)。單一根據(jù)傳熱系數(shù)是不能完全說明問題的。

         3.2 盤管腐蝕問題

         搪瓷盤管表面進行搪瓷,做了防腐處理。那么銅盤管表面也做一些特殊的防腐處理可以保證盤管的壽命,其實這是一個非常大的誤區(qū)。銅盤管安裝在搪瓷內(nèi)膽里面,是不會發(fā)生腐蝕的,無需進行表面處理。事實上,因為有了銅盤管,會加快內(nèi)膽的腐蝕,影響到搪瓷內(nèi)膽的使用壽命。這涉及到金屬原電池的化學原理,當銅和鐵(搪瓷內(nèi)膽基材主要成分)置于酸性溶液中,二者未用導體連接時,銅和鐵均會發(fā)生腐蝕。但是當用導線將銅和鐵接通時,銅不會受到腐蝕,而鐵的腐蝕速度則大大加快。所以銅盤管表面做防腐處理再安裝到搪瓷內(nèi)膽水箱中來延長水箱壽命,能夠起到的作用是相反的。

         3.3 氣堵問題

         盤管搪瓷內(nèi)膽水箱的換熱形式應該考慮。立式盤管搪瓷內(nèi)膽水箱應用到集中分戶系統(tǒng)是沒有問題的。但是工程中真正大面積使用的是臥式水箱(見圖1)。

          一些廠家簡單地把立式水箱橫置,卻忽視了一個重要的問題,系統(tǒng)運行在換熱盤管中積聚的氣體如何排除,也就是常說的氣堵問題。立式水箱的盤管最高點是循環(huán)接口,氣體可以經(jīng)過接口排出,但臥式水箱的盤管最高點是每一圈的頂點。氣體無法排出,越積越多。有人提出氣體占居了盤管容積造成了換熱效果變差。其實這也是誤區(qū),真正原因是氣體影響了工質(zhì)的流動,造成流動阻力變大。系統(tǒng)的水箱都是并聯(lián)的,某臺水箱工質(zhì)流動阻力變大,其他水箱也會受到影響。所以臥式水箱的搪瓷盤管內(nèi)置形式需要改變。

         4 小結(jié)

         太陽能熱水工程市場的快速發(fā)展,促使配套搪瓷內(nèi)膽水箱制造企業(yè)也如雨后春筍。各家企業(yè)均需要綜合考慮技術(shù)方案,在安全、可靠的前提下優(yōu)化產(chǎn)品性能。


         

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