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分体式太阳能热水器

信息来源:nooeoo.com  时间:2008-02-15  浏览次数:162

  1 非承压式分体式太阳能热水器
  集热器为普通真空管或平板 ,真空管集热器一般采用东西向横插管,长度约3米,宽度约1米,比较适合在阳台安装。水箱置于集热器上方的阳台内部,采用自然循环形式。供应热水的方式靠水泵增压供水或者采用楼上住户水箱供水给楼下用户,不采用水泵 。国内较典型如索阳公司分体式真空管 、同乐分体式平板 的产品如图1 ;如果水箱与集热器远距离安装水箱可任意放置 ,循环水泵同时起循环和增压供水作用如图2 ,安装环境比较宽松广泛。
  其最大优点是成本低、热水利用率高、故障率低,适合于工薪阶层消费。缺点是真空管走水,结水垢问题比较突出。这类产品也可派生出其它的安装形式,如集热器布置于屋面,水箱置于阁楼内见图3 。这是太阳能与建筑相结合的布局方式落水法取水 ,具有极高的性能价格比,同建筑布置非常协调,特别适合有别墅的用户。由于真空管直接过水,在北方集热器有冻损的可能,不适宜在北方严寒地区推广。笔者曾试验:竖插管式集热器自然循环效果不如横插管,横插管由于太阳光以切线的形式照射到真空管上,只要真空管管距之间不遮挡阳光,采光角度即使很小也不会造成热效率下降的问题而竖插管对采光角度要求较高 。由于联箱竖向放置,热循环动力压头较水平放置要大得多。以120L为例,自然循环系统配电加热 成本不到1000元,强制式循环成本也只增加320元左右。
  针对北方严寒地区采用真空管二次换热式集热器见图4 ,最大特点是集热工质为防冻液补液由浮球补水箱完成 。其结构是在普通联箱中增加了2根φ20不锈钢管或紫铜管 ,水箱中使用的热水不直接进入真空管,而是通过不锈钢管间接换热。真空管不结水垢,不冻结,可承压。但换热管热交换面积不够,需要增大采光面积补偿热效低的部分。同时对浮球补水箱的可靠性要求较高。二次换热式集热器见图5 性能价格比好,具备热管式集热器的优越性能,同时克服了热管高成本的缺点,值得推广,是一种优秀的集热器。
  2 承压分体式太阳能
  这种太阳能热水器的水箱、集热器承压,在欧美被认同。集热器的形式有热管式、平板式、U型管式、二次换热式等。这类热水器的普遍特点是成本比较高,洗浴舒适,承压运行,同直接换热式相比,热效率普遍稍低,但热效稳定。
  热管式或U型管 1.5m竖插式热管不适合安装于阳台,适合有南墙向阳面的高层建筑安装集热器布置于屋顶 。在上海、杭州等城市有许多成功的安装实例,适合高档建筑。江、浙一些厂家都采用直接换热式,不采用双循环,取消膨胀罐。也可以同电热水器配合使用,但长时间运行冷凝端或U型管内 仍会结垢,集热器性能有所下降,这种集热系统一般采用强制循环如图6 ,在实践中也有不少成功的安装实例。有些厂家采用φ58×1.8m横插式热管集热器,用自然循环方式,选用非承压水箱水箱布置于阁楼内 ,热管集热器布置在屋顶如图7 。单管破裂不影响系统运行,成本相对“双循环”而言,不算太高。在浙江临安有成片小区安装的实例。美观性、实用性、经济性、运行可靠性都很好。最大不足之处在于水质差的地区,热管冷凝段会结水垢,热效率有一定程度下降。这类分体式也适合于北方使用循环管路防冻问题是很重要 。如果在水箱中加入一根铜管换热器利用暖气换热 ,即可形成多热源供热系统,最大限度节约常规能源开支。
  北京有的厂家推出φ58×1.0m竖插式热管,传热到水箱也是热管,用于阳台,但竖插式热管对采光角度有要求,同时集热器制造工艺相对复杂,有一定的技术难度。采用热管传热自然循环方式,插到水箱中的冷凝端仍会结垢。水箱中换热部分采用套管形式,增加了热阻。为了克服竖插式热管安装于阳台上的以上缺点,进而出现了φ120×2.0m横插式大热管集热器见图8 。尽管因多次间接换热、热交换面积小、结水垢、管距小等因素造成系统热效率降低,但由于真空管无水运行,相当于倒出了真空管中的全部热水进人水箱,提高了热水的利用率,最终结果是系统整体热效率下降幅度减慢。自然循环方式能降低造价和提高系统运行的可靠性,不失为一种较好的设计形式。其寿命长短取决于热管本身的质量水平。热管式自然循环系统,水箱必须高于集热器近距离安装,管道的阻力要小。对于φ70×2.0m大热管也可作成竖插管集热器,造价太高,长度超过1.20m竖插管式热管,不适合在阳台安装。
  3 承压式自然循环系统
  据了解这类分体式在北京、山东一些企业做得很成
  功,其优点也较突出。承压水箱立式、横式安装都可以横式放置洗浴时热水利用率稍低 ;集热器既可以承压强制运行,也可以自然循环,灵活性较好。电加热直接放置于水箱之中见图9 ,取消膨胀罐等设备,采用夹套内预留空间压缩空气的方法取代膨胀罐,换热工质在夹层水箱中,其水箱与集热器安装自由,比国外盘管式双循环系统成本低具备其同等优点 。盘管式双循环系统普及到工薪阶层较难因为热泵已经走进市场 ,它的性能价格比不高笔者个人观点 ,本文不作阐述。夹套式水箱分体式自然循环系统,水箱置于阳台内集热器的上方,运行简单可靠,适合于高层住宅,造价也不是太高。水箱横式放置,需要在水箱中增加隔板来减少冷热水混温。这种循环方式的成本比非承压的自然循环分体式成本仅增加600-700元左右,市场零售价格在2500-3000元左右以120L为例 ,工薪阶层还是可以接受的,有利于推广和普及,这类分体式笔者认为值得提倡,应该有好的市场前景。(见图10)
  4 直流定温放水式分体式
  在南方一些城市,推出一种直流定温放水式热水系统。储热水箱放置于屋内任何地方,利用自来水的压力作为动力采用单循环方式。关键部件是“定温放水阀”。在南方有安装实例。系统可靠性取决于“定温放水阀”的质量,不用电,价格不高,但抗冻性差。
  来源:王文虎 河南新飞

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