太陽能熱水工程的一般形式和優缺點

　　１、分體式強制循環型

　　真空管集熱器通過管道與儲水箱相連，根據太陽能真空管的水溫與水箱的水溫之差，用循環泵使太陽能真空管的水與水箱的水進行強制熱交換。即太陽能真空管的水溫高於水箱水溫5度-10度時，循環泵工作，將水箱的水抽到太陽能真空管集熱器底部，集熱器上部的熱水從而頂入水箱；當太陽能真空管的熱水與水箱水溫平衡時，循環泵停止工作，這樣不斷提高水箱的水溫。這種方式熱效率高，水箱提溫快，但需要增加循環泵的費用。

　　有的用戶採用定溫出水式，即當太陽能集熱器的水溫高於設定值1時，向集熱器供自來水，將集熱器的熱水頂入水箱，當太陽能集熱器的水溫低於設定值2時，停止供水。這種辦法好處是成本低，但要隨季節不同調整設定值，不太方便。

　　２、聯體式自然循環型

　　真空管集熱器直接與水箱相連，太陽能真空管的水溫升高時熱水進水箱上部，溫度較低的水入真空管，這樣周而復始，提高水箱水溫。成本雖然較低，但是效率差，而且不利於隨時取熱水。安裝時各水箱需在同一水平位置，困難較大。

　　對全自動控制櫃功能的一般要求

　　1）自動檢測並控制水箱的水位，因為水箱的水溫一般大於63℃，傳感器容易長水垢，因此水位傳感器必須具有防水垢功能。

　　2）自動檢測太陽能集熱器和水箱的水溫，並能自動測算出兩水溫之差。

　　3）自動測量水箱的水溫，並能控制輔助加熱器的開、關。

　　4）自動測量可能結冰的管道溫度，能自動防止結冰。

　　5）自動防止在水位不夠的情況下開啟電加熱。

　　6）上述任何功能都可做定時控制，每天可定時12次以上。

　　7）漏電時在0.01秒內能夠自動切斷電源；功率大於設計值時能夠自動切斷電源。

　　8）以上任何功能在斷電狀態下可做到長達一年以上的記憶。

　　3、太陽能集熱工程一般計算方法

　　1）真空管數量的計算

　　真空管集熱器（Φ47）10根可作為1平方米的集熱面積，在一般光照下每天可產生45℃－65℃的熱水90千克。如果每天要用熱水Ｘ噸，太陽能集熱器真空管的根數為Ｙ，那麼Ｙ＝（1000Ｘ÷90）×10。例如需要８噸熱水，那麼Ｙ＝（1000×8÷90）×10＝888（根）

　　2）輔助電加熱功率的計算

　　①當陰雨天無光照時，需要熱水，可通過電輔助加熱的辦法，其功率大小的運算如下：一般情況下按每噸水5千瓦計算。例如8噸水需8×5＝40千瓦。但是不能取40千瓦，為三相負載平衡，儘量能夠被3整除應該取42千瓦，這樣每相負載14千瓦，因為40千瓦不能被3整除。

　　②電加熱導線的直徑的計算方法：一般每平方4安培。例如42千瓦（三相電）需要10－12平方的導線。公式：S（平方數）＝P（功率）÷3（三相電）÷220（相電壓）÷４（每安培平方數）。導線過長應適當增加直徑。

　　③防漏電的措施

　　ａ、電加熱的水箱必須可靠接地，即使潮溼的地面，地線角鐵必須打入２米以下。乾燥的地面得４米以下，以見溼土為準。有的人想用避雷線代替地線，這是絕對不允許的。但可以用大樓的主地線代替。（可以從大樓的配電櫃中找）

　　ｂ、全自動控制櫃裡面應安裝國家權威部門認證的漏電斷路器。

　　ｃ、另外，加長熱水出水管道，也是提高安全係數的辦法。

　　3）循環泵、電磁閥的選購方法

　　①循環泵：應在估算每天循環次數和水箱總量的基礎上計算出流量，根據流量計算和揚程去選循環泵。一般功率40瓦－400瓦之間。或詢問循環泵供應商。

　　②電磁閥：一般應採用220Ｖ交流電壓，20瓦的功率，這樣可防止電壓波動帶來的危害，直徑可取Φ25－32ｍｍ。電磁閥一般無漏電之慮。

　　4、工程造價的計算方法

　　1）按真空管的面積計算：一般每平方米1600－1900元左右。

　　2）按每日產熱水（45℃以上）每噸按1.5－2.8萬元左右。

　　管道防凍的方法

　　1）定溫使用伴熱帶，當管道溫度低於某值時（例如2℃），給緊貼管道外壁的伴熱帶通電加溫；當管道的溫度到達另一值時（例如6℃），伴熱帶斷電。伴熱帶功率的計算方法：寬8ｍｍ，每米15瓦－20瓦，10米可達200瓦，採用0.5平方的電線即可，如果寬度大於8ｍｍ，每米的功率大於20瓦。伴熱帶越長功率越大。

　　2）定溫控制循環泵，使管道的水和水箱的水進行熱交換，提高管道溫度，防止結冰。如果全自動控制櫃設計合理，集熱器與水箱進行熱交換的循環泵可以同時擔任防凍循環泵。

　　5、水路設計注意以下規律

　　1）同一容器，熱水向上移動，冷水向下移動。太陽能產業聯盟

　　2）同一管道水總要保持同一個水平面。

　　4）同一管道中氣體總要到最高處，注意使水中氣體有洩放孔。

　　5）自來水的壓力一般大於熱水的壓力（水箱水的壓力計算方法：水深10米可作為一個大氣壓計算。而自來水的壓力一般可達4個大氣壓）。

　　6）存在虹吸現象，利用該原理可以越過障礙物。

　　7）同一管道中，直徑大的流速慢，直徑小的流速快；直徑大的管壁壓強小，直徑小的管壁壓強大。

　　6、恆溫出水的辦法

　　採用定溫控制的辦法：設定上限水溫，高於某水溫值時加入自來水使水溫下降，達另一值時停止加水。

　　總之，只要採用科學的態度設計安裝太陽能熱水工程，會達到成功的目的。但核心是要尋找可靠的全自動控制櫃，重點是水箱水位傳感器具有防水垢功能，而正確安裝全自動控制櫃，必須在認真讀懂使用說明書的條件下，去施工，防止出錯。

　　來源：中國新能源網