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热水工程的设计要点分析
作者:admin 发布日期:2017-03-09

  (一)集热系统的设计

  1、系统规模设计

  集热系统的规模不宜过大,集热器阵列的总出水口同储热水箱间的距离应控制在300米范围内。在小区规模较大时。可以邻近几幢或单幢为一个小系统,且通过增设站室便可实现节能的效果。

  2、选择加热系统

  加热系统分为直接加热和间接加热两种方式,且两者各有利弊,直接加热可实现较高的加热效率,而间接加热则能够有效防止水垢的产生,使集热器使用寿命得到延长。实际应用中,对于间接加热系统的应用更为适宜,且实际应用中,集热器需进行承压处理,需增设循环泵和换热设备。

  3、选择储热设备

  储热设备的选择是以间接加热系统的确定为前提的,储热设备包括储热水箱和储热水罐两种。对于较大热水供应量的工程,选择储热水箱更为适宜,其原因在于这一储热方式的出水量每天可达上百立方米,而储热水罐的应用则适合热水供应量较小的工程,在施工现场就可完成拼装,投资小、占地小。

  (二)辅热设备的设计

  l、计算辅热设备负荷

  依据相关规范要求,对于太阳能集中供应热水工程辅热设备负荷的设计,应当不考虑太阳能效用,而将日常所需热量作为辅助设备作为依据。

  2、选择辅助热源和辅热设备

  选择辅助热源时,宜选热力管网、燃气、燃油、热泵、电等。对于小型太阳能集中热水供应系统宜选择电作为辅助能源。在储热水罐(箱)中直接放入电热元件即可实现,但这一辅助热源的应用需要增加相应的防垢措施,否则其自身所形成的水垢会导致难以有效散热,烧坏元件。而对于规模较大的太阳能热水系统则宜选用电热锅炉作为辅助能源,而达到耐用安全的目的。在选择辅助设备时,可依据常规热源方式进行选择,且在设备型号与台数的确定上,应同太阳能自身不稳定特点相结合,选择两台或多台匹配设备,即无太阳能时,设备同时运行,有太阳能时,一台运行,从而达到节能高效的目的。太阳能辅助加热空气源热泵机组的应用比较普遍,其原理是在机组的蒸发器上增加了一辅助换热器。热泵在低温环境下制热运行时,高于环境温度的太阳能热水流经该辅助换热器,与将进入蒸发器的室外空气进行热量交换提高其温度,从而使制冷剂在相对较高的环境里蒸发吸热,提高了蒸发温度,改善了太阳能供热系统的工作状况。

  3、布置集热和辅热设备

  在储热水罐中,应将电热元件置于适当位置,当无太阳能时,亦可依靠电热及热水储量来基本满足热水需求。当太阳能热水系统较大,且集热与辅热都采用水箱时,亦相互独立,并进行串联的布置,前者为集热水箱,起到预热作用,后者为供热或辅热水箱,这样当太阳能不充足时,亦可起到对冷水进行预热处理,而当无太阳能的情况下,只需通过辅助热源来加热辅热水箱内的水,便可正常供热,且不会对集热水箱的集热产生影响。

  (三)系统工程安全设计

  1、防过热、防爆安全设计

  太阳能集中供应热水工程设计中,防高温、防爆安全措施是十分重要的设计内容。通常情况下,包括如下几方面设计内容:第一,集热系统的管道上应设放气器、安全阀、膨胀管。且未降低集中介质损耗,可适当提升系统内部的压力;第二,设置空气散热器,即当集热器中水温过高时,利用空气散热器来散出热量,从而防止过热现象;第三,采用遮阳设备。集热系统所采用的阀件、管件、管材等应为耐高温材质,且极热管上所连接的设备、阀件及密封材料也应为耐高温材质。

  2、防冻安全设计

  对于北方寒冷地区和存在冻结可能地区,在系统工程设计过程当中,应就防冻问题进行考虑。防冻措施主要包括倒循环、添加防冻剂、排回、排空等,且这些方法各具利弊,其应用过程中应始终围绕“因地制宜”的原则进行。其中,倒循环这种方法较为简单,也比较常用,但存在耗电的缺点,可通过集热管道保温、降低集热系统阻力损失、确定合理的传感器温度来缓解这一问题。

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