太陽能供暖系統(tǒng)原理
文章來源:未知時間:2022-02-14
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太陽能供暖系統(tǒng)原理
太陽能供暖系統(tǒng)，就是用太陽能集熱器收集太陽輻射并轉(zhuǎn)化成熱能，以液體作為傳熱介質(zhì)，以水作為儲熱介質(zhì)，熱量經(jīng)由散熱部件送至室內(nèi)進行供暖，太陽能采暖一般由太陽能集熱器、儲熱水箱、連接管路、輔助熱源、散熱部件及控制系統(tǒng)組成。
太陽能集熱器 多采用平板太陽能集熱器、真空管太陽能集熱器。在此以平板集熱器為例予以說明。
特點：集熱快、運行穩(wěn)定、運輸安裝方便、使用壽命長。
熱能儲存 利用保溫水箱進行顯熱儲存。
特點：保溫良好、熱損失小。
輔助能源 利用可采用電力、燃氣、燃油和生物質(zhì)能等。
特點：節(jié)能產(chǎn)品、運行穩(wěn)定。
控制循環(huán)系統(tǒng) 采用模塊時溫度控制。
特點：可分戶控制溫度和使用時間、分戶計量。
散熱系統(tǒng) 可采用地暖盤管、暖氣或風(fēng)機盤管作為散熱終端系統(tǒng)。
特點：地暖盤管比暖氣和風(fēng)機盤管作為散熱終端更加節(jié)能。
太陽能供暖系統(tǒng)組成
平板太陽能集熱器的基本工作原理十分簡單。概括地說，陽光透過透明蓋板照射到表面涂有吸收層的吸熱體上，其中大部分太陽輻射能為吸收體所吸收，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并傳向流體通道中的工質(zhì)。這樣，從集熱器底部入口的冷工質(zhì)，在流體通道中被太陽能所加熱，溫度逐漸升高，加熱后的熱工質(zhì)，帶著有用的熱能從集熱器的上端出口，蓄入貯水箱中待用，即為有用能量收益。
與此同時，由于吸熱體溫度升高，通過透明蓋板和外殼向環(huán)境散失熱量，構(gòu)成平板太陽集熱器的各種熱損失。這就是集熱器的基本工作過程。
平板太陽能集熱系統(tǒng)組成：
太陽能集熱器 儲熱水箱 連接管路 輔助熱源 散熱部件 控制系統(tǒng) 平板集熱器：平板型集熱器的工作過程是陽光透過玻璃蓋板照射在表面有涂層的吸熱板上，吸熱板吸收太陽能輻射能量后溫度升高。
平板太陽能集熱器
要求：
有一定的承壓能力，熱工性能良好。一般使用的平板型太陽能尺寸為2×1米。
1、蓋板：采用高強耐熱透明鋼化玻璃。實現(xiàn)高透光率、低反射率；抗沖擊能力高；
2、保溫層：以提高集熱器的熱效率可以有效減少熱量的散失。
3、吸熱板（簡稱板芯）：AAB目前用純銅太陽能集熱板。有耐腐蝕、壽命長等優(yōu)點?？梢詮亩鄠€角度最大限度的吸收太陽光。
4、涂層：在吸熱面板上涂有選擇性性涂層，可使吸熱面板吸收更多的太陽能輻射，又減少吸熱板向環(huán)境的輻射散熱損失。
5、殼體 ：AAB太陽墻使用整體鍍鋅板防止生銹或腐蝕；同時保持剛度和強度便于安裝。
6、支架：一般采用角鋼、熱鍍鋅等材質(zhì)，，焊接于鋼結(jié)構(gòu)棚架上。
蓄熱水箱
由於太陽能并非穩(wěn)定供應(yīng)，為供應(yīng)陰雨天、夜間時之負載需求，需藉由儲熱體儲存熱能，穩(wěn)定供應(yīng)負載熱能。儲熱體一般依外型長寬比分為臥式與立式兩種。通常蓄熱體均以水作為儲熱介質(zhì)。和電熱水器的保溫水箱一樣，是儲存熱水的容器。因為太陽能集熱器只能白天工作，而人們一般在晚上才供暖和使用熱水，所以必須通過保溫水箱把集熱器在白天產(chǎn)出的熱水儲存起來。
穩(wěn)定供應(yīng)負載熱能。容積是每天晚上用熱水量的總和。要求內(nèi)膽承壓保溫水箱，保溫效果好，耐腐蝕，水質(zhì)清潔，使用壽命可長達20年以上。
散熱系統(tǒng)
散熱系統(tǒng)是將熱能有效導(dǎo)出并通過散熱系統(tǒng)將熱能分散到所需之處的一種釋放裝置。散熱形式有壁掛式、柜式、地暖式、棚暖式、散熱片等。工程中使用較多的是地暖式和散熱片式。
控制系統(tǒng)和管道
控制系統(tǒng)是為了調(diào)整和協(xié)調(diào)太陽能集熱板、蓄熱體、散熱系統(tǒng)的運行，從而實現(xiàn)經(jīng)濟、溫度適度的運行方案。循環(huán)控制系統(tǒng)主要利用感溫探頭等控制元件采集各控制點的溫度輸出信號給執(zhí)行設(shè)備，并將信號傳遞給控制中心，隨時控制系統(tǒng)的起停。將熱水從集熱器輸送到保溫水箱、將冷水從保溫水箱輸送到集熱器的通道，使整套系統(tǒng)形成一個閉合的環(huán)路。 設(shè)計合理、連接正確的循環(huán)管道對太陽能系統(tǒng)是否能達到最 佳工作狀態(tài)至關(guān)重要。熱水管道必須做保溫處理。管道必須有很高的質(zhì)量，保證有20年以上的使用壽命。
應(yīng)用范圍：
太陽能供暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，熱流密度較低，即工質(zhì)的溫度也較低，安全可靠，具有承壓能力強、吸熱面積大等特點，是太陽能與建筑一體化最佳選擇供暖選擇之一。其應(yīng)用范圍為：企業(yè)、事業(yè)單位、工廠、院校、賓館酒店、醫(yī)院、社區(qū)、游泳池（包括機關(guān)等集體單位和家庭）等陽光資源良好且需供暖的區(qū)域。
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