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太阳能热水系统工程储热水箱设计

时间:2014-11-24 栏目:太阳能热水技术 浏览:

   太阳热水系统工程储热水箱设计

  太阳热水系统水箱的容积既与太阳集热器面积有关,也与用户使用热水情况有关,因此根据热水的用水情况分别计算。因为水箱中的水不可能都放出来,水箱容积要比计算容积大10%~20%。水箱容积的总体计算原则是:太阳能系统只有白天产热水,要能把白天产生并剩下的热水都储存起来,并保证和辅助能源配合时能量储存最大峰值用水。

  一、水箱容积确定

  1.在下午定时用水的太阳能热水系统水箱容积只在每天下午太阳落山时定时用水的太阳能热水系统,其储热水箱要存储一天的用水量,容积应按日产热水量的1.2倍计算。

  2.白天连续用热水时太阳能水箱的容积确定

  由于白天连续使用热水,产生的热水随时使用,因此储热水箱的容积应<总热水需求量,计算时要按用水习惯列出每小时用水量,储热水箱的容积应是日落后最大用水量。例如某学校日需热水10m3,其小时水量如表3所示。

  

 

  根据表3数据,该学校的最大用水量在16:00~20:00,总用水量为6m3,14:00前总用水量为4m3。16:30后太阳辐照量很小,基本不再产生热水,因此可以判断其最大热水储量为6m3,因此设计水箱的容积为6m3。这样上午产生的热水不会装满水箱,14:00时总共用掉4m3后水箱还能再储存6m3热水,能满足全天使用。

  3.全天连续供热水的太阳能水箱容积确定

  由于24小时连续使用热水,而太阳能热水系统只在白天产生热水,因此储热水箱至少要能储存夜晚和次日08:30前的热水用量;因此其容积应小于总热水需求量。计算时要按用水习惯列出24小时用水量表,根据用水量表分析实际用水情况,再确定水箱容积。例如某星级酒店日需热水60m3,酒店提供的用水量如表4所示。

  

 

  从表4可以看出,该酒店白天用水量为20吨(8:00~17:00),夜晚用水量为40吨(17:00~次日08:00),即下午17点前水箱内应该储存至少40吨热水才能保证夜间的热水供应,再考虑到用水波动情况,水箱的容积选择为50m3。

  二、集中集热分户储热过渡水箱容积计算方法

  由于太阳能采暖系统和集中集热分户储热系统只利用太阳能系统的热量而不利用水的质量,因此它们的储热水箱只要能保证集热系统和供热系统的正常运行即可,其容积要按能量守恒定律计算。在白天如果太阳能集热系统获得能量有多余,水箱中只储存多余部分的能量,具体计算方法见本连载的第三篇《太阳能采暖系统设计》。

  水箱形状设计

  在太阳能热利用中,为了便于维护加工,提高水箱的经济性和通用性,蓄热水箱已标准化,目前最常见的水箱形式有圆形和方形。具体选择何种形式要具体问题具体分析。对于室内水箱,为便于施工,一般采用现场拼装或现场焊接形式,对于拼装水箱,目前都是以1000mm×1000mm和1000mm×500mm为标准模块进行拼装。

  在设计水箱形状时要考虑安装位置和检修通道的问题,水箱四周应留出至少600mm的检修通道,顶部应留出1000mm的检修空间,水箱的入孔应设计在便于维修人员进出的位置。水箱排污口应设计在便于操作和离排污管道近的地方。

  水箱上预留的各种进出水口要考虑便于施工和管道安装的同时还要考虑绝热保护问题。

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