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太阳能热水工程的系统类型
太阳能热水系统按运行方式可分为:自然循环系统、直流式系统和主动循环系统。按有无换热器可分为:直接系统和间接系统。直接系统在集热器中直接加热供水,间接系统是利用换热器间接加热供水,间接系统也是主动循环系统。 自然循环系统是利用传热工质内部的温度梯度产生的密度差所形成的自然对流进行循环的热水。其结构简单不需要附加压力。但为保证热虹吸压头,储水箱应置于集热器上方。 这是一种比较常见,普遍采用的一种太阳能热水系统。
其优点是系统结构简单,运行安全可靠,不需要辅助能源,管理方便。
其缺点是贮热水箱必须置于集热器的上方才可进行热量交换。大型太阳能热水系统不适宜采用这种自然循环方式。大型系统中要将储热水箱置于集热器上方,在建筑布置和荷重设计上都会带来很多问题。 直流式太阳能热水系统是传热工质一次流过集热器加热后便进入储热水箱或用水点的非循环热水系统,储热水箱的作用仅为储存集热器所排出的热水,直流式系统有热虹吸型和定温放水型两种。
(1)热虹吸型
热虹吸型直流式太阳能热水系统由集热器、储水箱、补给水箱和连接管道组成。补水箱的水位由箱中的浮球阀控制,使之与集热器出口(上升管)的最高位置一致。根据连通管的原理,在集热器无阳光照射时,集热器、上升管和下降管均充满水,但不流动。当集热器受到阳光照射后,其内部的水温升高,在系统中形成热虹吸压力,从而使热水由上升管流入储水箱,同时补给水箱的冷水则自动经下降管进入集热器。太阳辐射愈强,则所得的热水温度愈高,量也愈多。早晨太阳升起一段时间以后,在储水箱中便开始收集到热水。这种虹吸型直流式太阳能热水系统的流量具有自动调节功能,但借助水温度不能按用户要求自行调节。这种系统应用得少。
(2)定温放水型
为了得到温度符合用户要求的热水,通常采用定温放水型直流式太阳能热水系统。该系统在集热器出口处安装测温元件,通过温度控制柜控制安装在集热器入口管道上的温度。根据温度调节水流量,使出口水温始终保持恒定。这种系统不用补给水箱,补给水管直接与自来水管连接。系统的可靠性同样决定于电动阀和控制器的工作质量。
其优点是:
①.由于系统的补冷水由自来水直接供给,自来水具有一定的压力,保证了系统的水循环动力,因此系统中不需设置水泵。
②.储水箱可以因地制宜地放在室内,既减轻了层顶载荷,也有利于储水箱保温。
③.完全避免了为水与集热器入口冷水的掺混。
④.系统管理得到最大化。
阴天,只要有一段见晴的时刻,就可以得到一定量的适用热水。
所以这种太阳能热水系统特别适合于大型太阳能热水装置,布置比较灵活。缺点是要求性能可靠的电磁阀和控制器,从而使系统较为复杂。终合考虑些种系统是值得推广的太阳能系统。目前国内有一定应用。 主动循环式太阳能热水系统是利用机械设备等外部动力迫使传热工质通过集热器或换热器循环的热水系统。主动循环式太阳能热水系统。这种系统在集热器和储水箱之间的管路上设置水泵,作为系统中的水循环动力。系统中设有控制装置,根据集热器出口与储水箱之间的温差水泵运转。在水泵入口处装上止回阀,防止夜间系统中发生水倒流而引起热损失。 主动循环式太阳能热水系统使循环压力大大增加,有利于提高热效率,实现热水系统的多种功能及控制,是应用较为广泛的一种热水系统形式。大型太阳能热水工程中,可以用普通太阳能热水器串联组成上述的各种系统,但更常用的是用联箱集热器组成各种形式的热水系统。
问下各位科学家.大型太阳能热水工程,夏季会有大量多余热水怎么给处理了比较好呢
资源珍贵,夏天用作溴化锂吸收式空调的热源非常合适。
所谓太阳能制冷,就是利用太阳集热器为吸收式制冷机提供其发生器所需要的热媒水。热媒水的温度越高,则制冷机的性能系数(亦称COP)越高,这样空调系统的制冷效率也越高。例如,若热媒水温度60℃左右,则制冷机COP约0~40;若热媒水温度90℃左右,则制冷机COP约0~70;若热媒水温度120℃左右,则制冷机COP可达110以上。
实践证明,采用热管式真空管集热器与溴化锂吸收式制冷机相结合的太阳能空调技术方案是成功的,它为太阳能热利用技术开辟了一个新的应用领域。
太阳能空调与常规空调相比,具有以下三大明显的优点:
◆ 太阳能空调的季节适应性好,也就是说,系统制冷能力随着太阳辐射能的增加而增大,而这正好与夏季人们对空调的迫切要求 一致;
◆ 传统的压缩式制冷机以氟里昂为介质,它对大气层有极大的破坏作用,而制冷机以无毒、无害的水或 溴化锂为介质,它对保护环境十分有利;
◆ 太阳能空调系统可以将夏季制冷、冬季采暖和其它季节提供热水结合起来,显著地提高了太阳能系统的利用率和经济性。
一、太阳能空调技术的发展
70年代后期,世界各国对太阳能利用的研究蓬勃发展,太阳能空调技术也随之出现。人们发现太阳能空调的应用比较合理:当太阳辐射越强,天气越热的时候,太阳能空调的负荷越大,制冷效果最好。因而太阳能空调技术也引起了世界学者的广泛注意。不少科研机构、高等院校和企业纷纷投入人力和物力研制太阳能制冷(空调〕机,其中多数是小型的吸收式制冷试验样机。
在国外,佛罗里达大学的法伯教授就着手于这方面的研究,并投入了实际运行,他采用氨吸收式制冷机,冷却水为21℃的井水,据认为制冷系数有0.45左右。日本也报道了他们研制的太阳能供冷系统,该系统由面积32.2平方米的平板集热器,7kW的溴化锂制冷机和2.5立方米的储热水罐组成。数据表明,该系统可提供冬天供热所需的全部能量和夏天典型日内为驱动吸收式制冷机所需的能量的70%。沙特阿拉伯建设了平板集热器的太阳能空调,采用溴化锂制冷机进行制冷,并公开了其性能。
在国内,天津大学1975年研制的连续式氨一水吸收式太阳能制冰机,日产冰量可达5.4kg。北京师范学院(现首都师范学院等)1977年研制成功1.5m2平板型间歇式太阳能制冰机,每天可制冰6.8-8kg;1979年又研制出8m2平板型自动跟踪连续式太阳能冷藏柜。华中工学院(现华中理工大学)研制了采光面积为1.5m2,冰箱容积为70升,以氨一水为工质对的小型太阳能制冷装置,可维持冰箱0℃10小时左右。香港大学完成了太阳能吸收式空调设计、运行和在香港气候条件下的性能数据。另外,上海交通大学制冷与低温工程研究所在太阳能制冷方面作了大量的工作,并且提出了一种太阳能供热与制冷联合循环的复合机装置。1987年,中国科学院广州能源研究所与香港理工学院合作在深圳建成了一套科研与实用相结合的示范性太阳能空调与热水综合系统,集热面积共120m2,制冷能力14kw,1998年1月,中科院广州能源研究所研制成功了实用型太阳能空调热水系统,在广州江门市投入运行。其中,制冷用热水温度65℃-75℃,生活势水温度55℃-60℃,采用500平方米高效率平板集热器,一台100kW两级吸收式制冷机可满足超过600平方米的空调负荷
随着太阳能制冷空调关键技术的成熟,特别在太阳能集热器和制冷机方面取得了迅猛发展,太阳能空调也得到了快速发展。九十年代真空管集热器和溴化锂吸收式制冷机大量地进入了市场。真空管集热器的热水温度夏季都在85℃以上,完全能够满足太阳能空调的需要。中国科学院广州能源研究所研制的低温热水型两级吸收式制冷机,热源温度只需60℃以上,特别适合于在太阳能空调中使用。国内不少厂家也开始生产太阳能空调,例如上海中天生产小型太阳能空调,广州能源、烟台福山等生产大型太阳能空调都具有比较成熟的经验。
二、当前太阳能空调的技术特点
现在太阳能空调的实现方式主要有两种,一是先实现光-电转换,再用电力驱动常规压缩式制冷机进行制冷;这种实现方式原理简单、容易实现,但成本高。象青岛海尔就生产过这种太阳能冰箱和空调。二是利用太阳的热能驱动进行制冷,这种制冷方式技术要求高,但成本低、无噪音、无污染。现采用的主要是这种方式。这种方式的太阳能空调一般又可分为吸收式和吸附式两种。
吸收式制冷技术是利用吸收剂的吸收和蒸发特性进行制冷的技术,根据吸收剂的不同,分为氨-水吸收式制冷和溴化锂-水吸收式制冷两种。它以太阳能集热器收集太阳能产生热水或热空气,再用太阳能热水或热空气代替锅炉热水输入制冷机中制冷。由于造价、工艺、效率等方面的原因,这种制冷机不宜做得太小。所以,采用这种技术的太阳能空调系统一般适用于中央空调,系统需要有一定的规模。
吸附式制冷技术是利用固体吸附剂对制冷剂的吸附作用来制冷,常用的有分子筛-水、活性炭-甲醇吸附式制冷。
三、太阳能空调技术的优势和应用前景
当前,大部分使用的空调技术是一种以电能为动力,把室内热量加以吸收排除到室外的循环系统。耗能的严重问题,在世界能源日益紧张的今天,采用更为节能的空调系统是人类的共同需要。太阳能空调解决了这个问题,它基本不用电能,运行费用低(可无运行费用),无运动部件,寿命长,无噪声。而且利用太阳能作为能源的空调系统,它的诱人之处还在于越是太阳能辐射强烈的时候,环境气温越高,人们的生活越需要空调,此时,太阳能空调的制冷能力就越强。这是人和自然和谐的理想境界。使用太阳能空调的结果,既创造了室内宜人的温度,又能降低大气的环境温度,还减弱了城市中的热岛效应。更为可取的是,它既节约了能源,还不使用破坏大气层的氟里昂等有害物质,是名副其实的绿色空调。 在节能和环境方面有很大的发展潜力。
就我国的空调行业而言,空调器的市场正处于发展和完善阶段,目前,大中城市家庭的空调器普及仅在20%以下,市场潜力十分巨大。随着人们生活水平的大幅提高,空调器已逐渐成为家庭必备的家用电器,阻碍空调进入家庭的主要矛盾是耗能和价格因素。从太阳能空调的特性和技术特点来看,太阳能空调最适合于上述矛盾的解决和应用,当前空调行业的需求也给太阳能空调技术的发展和应用带来了难得的机遇。太阳能空调技术一定有广阔的应用前景。
四、存在的问题及可能的解决办法
(1) 因受太阳能集热器的影响,太阳能空调普遍存在着效率低、价格高的问题。但是太阳能空调是建立在太阳能热水应用基础上的,太阳能空调中的太阳能集热器可以与太阳能热水器相通用,随着太阳能热水器的发展,太阳能集热器的效率也会提高;对于原来有太阳能热水器的用户可以改造,先制冷再用余热洗澡,使其有更好的经济性。
(2)从集热器、制冷机等相应的成本分配来看,集热温度、冷水温度及冷却水温度应各为多少,才能建立一个最为经济合理的太阳能空调系统,也是尚待解决的课题。不过我想,只要有了合适的集热器和制冷机,建立经济合理的太阳能空调系统,只是时间问题。
(3)由于太阳能的收集存在着时效问题,蓄热技术也必须得到很好地解决。现存的蓄热方法主要采用增加热水容量,增强保温效果,随着蓄热技术和蓄热载体的研究开发,太阳能空调系统的不可靠性和间断性也会有所改善。
(4)对于居住相对集中的楼房来说,集热器的安装受到很大的限制。这主要是因为太阳能空调的安装不普遍,楼房的设计没有考虑到太阳能空调,就象八十年代的太阳能热水器,安装很复杂,而现在楼房设计者想到了,太阳能热水器抬上就是。
(5)没有太阳能空调系统的计算机设计软件、控制芯片、技术标准、统一的配套设备和零部件。这是科技与市场结合的问题,需要太阳能空调形成一定的规模,占领一定的市场,还需要一定的时间和政府、科技部门的支持。
经过几十年的发展,太阳能空调技术已经开始迈入实用化阶段,并逐渐走入了市场;科技的进步和经济的发展对能源与环境也提出了更高的要求,相信在政府和社会的大力支持下,紧紧依托太阳能热水器这个成熟的大市场,太阳能空调一定会有很大的发展。
大型太阳能热水工程价格一般是在多少?
不看现场不好说,笼统来说每吨造价从8千到2万都有,见过最高的每吨造价在3万。
一般的,介质为水的太阳能热水工程,不包含室内作业,10吨的,每吨造价在1.5万左右。
高标准的要2万左右
低标准(没标准)8千就能做。
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