图十三:竖置盘管储热水箱杜绝气堵示意图
竖置盘管解决了气堵的问题,但是同时带来了盘管的有效换热面积减少了,这是因为在储热水箱内的水会因为温度的不同而产生分层,高温水在上层,低温水在下层,竖置的盘管仅在下部的盘管能够达到良好的换热效果,而上层的盘管会因温度相差不大而降低换热效率。
比较目前采用的三种储热水箱,各有优势和不足,现阶段也不能一概而论,还需要设计师和生产厂家进行更多的优化和比较:
水箱种类 | 水箱的特性说明 |
夹套储热水箱 | 1. 不耐压,13层以上的高层超过40m ,水管压强超过0.4MPa,不适用。2. 换热面积0.5~0.7m2,搪瓷内胆传热系数λ≤34W/(m·K),换热效率偏低。3. 易腐蚀穿孔 ,使用寿命短(理论寿命6-8年)。 |
胆中胆储热水箱 | 1.优点是耐压能力强 ,制造工艺简单。2.换热面积小,搪瓷传热系数λ≤30W/(m·K),换热效率差。高层住宅使用需增大循环流量。3.手动排气,需要及时维护。 |
盘管储热水箱 | 1. 耐压能力较夹套水箱强。搪瓷盘管烧结时不完全熟化,会出现抗腐蚀能力下降问题。2.换热面积较夹套水箱小,搪瓷盘管传热系数λ≤30W/(m·K),换热效率差。 3.搪瓷盘管卧式水箱易产生气堵,不适用于高层住宅分户换热水箱。 |
表四:三种储热水箱特性说明
(6) “集分式”太阳能热水系统同程循环的重要性?
“集分式”太阳能热水系统体现了太阳能热利用的最大利益化和公平性,而循环管路的同程循环是实现公平性的重要手段,同程管路设计不合理会造成用户的使用差异,进而降低大众对太阳能使用的接受意识。
北京市太阳能研究所集团公司一直坚持以三管方式实现同程循环,这种方式从设计角度考虑最为合理,但是这种方式使用管材较多,成本增加,同时在实际施工时会遇到各种原因而增加施工难度,影响使用效果。
图十四:三管同程式“集分式”太阳能热水系统示意图
采用三管同程在竖向立管部分很容易做到同程,但是在房型不对称的户型建筑,屋顶要增加很多水平管道来实现管路的全部同程,这样大大增加了施工的难度。
实现同程循环不仅有三管方式,还可以有其他的简便方式,比如双管U型,如下图;
图十五:双管U型同程式“集分式”太阳能热水系统示意图
采用双管U型方式,节省了竖向立管的数量,也实现了各层各户的循环管道同程,只是循环水泵的扬程、功率要比三管方式有所提高,具体提高多少需要设计人员复核计算。
“集中集热-分户供热”太阳能热水系统的发展方向预测
“集分式”太阳能热水系统从根本上解决了20层以下的住宅建筑使用太阳能的难题,20层以上还有很多技术难题亟待解决,在设计方案尚存疑点的情况下,建议不要盲目实施,毕竟作为一个项目,一旦失败影响不是一户两户,而是几十、几百户的使用。
“集分式”太阳能热水系统从出现至今,短短几年,发展速度很快,仅北京市太阳能研究所集团有限公司截止2014年就已经完成并投入使用了30万户“集分式”系统,并且以每年8%的增速增长,说明市场对于“集分式”太阳能热水系统的认可程度逐步在提升,同时,“集分式”太阳能热水系统相关配套的产业集群也在迅速形成,江苏靖江的“迈能高科”、北京“丹普”、深圳“嘉普通”等专业水箱生产企业都在以“集分式”户内储热水箱的研发、生产作为业务增长方向。
一个项目的成功或一个方案的成功,其中有很多部门、很多专业相互配合,协调发展才能共同提供保障,北京市太阳能研究所集团有限公司在最早“集分式”系统的储热水箱开发过程中,就试制、生产测试了15种储热水箱,不仅从技术指标、产品性能上进行研制、开发,对各种水箱在各种极端使用环境中的数据也进行了测试,最终选择最适合的水箱投入生产,期间也得到了众多配套厂家的大力支持,才取得了“天津顶秀欣园”、“上海临港新城”、“北京水立方”等几个单项过千万的项目成功。
“集分式”太阳能热水系统作为目前太阳能行业的优秀方案,尽快形成行业或国家标准是规范市场的重要手段,同时,也需要行业内部本着造福大众、服务社会的精神,共同呵护、壮大“集分式”太阳能热水系统的生命力。
来源:中国太阳能工程官微 作者:北京市太阳能研究所集团有限公司赵文智、颜凯,北京北方汇德太阳能技术有限公司盛国刚
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