簡論太陽能集中供熱水系統(tǒng)的應(yīng)用

梁濤++焦增超

摘 要：使用太陽能集中供熱水系統(tǒng)是我國目前很多小區(qū)為業(yè)主提供生活用熱水的主要方式。太陽能集中供熱具有綠色、節(jié)能、安全、經(jīng)濟實惠的特點。該文主要介紹了太陽能集中供熱水系統(tǒng)的運行原理，指出了太陽能集中供熱的優(yōu)點，描繪了太陽能供熱的前景。

關(guān)鍵詞：太陽能 集中供熱水系統(tǒng) 應(yīng)用

中圖分類號：TK511 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（c）-0061-01

當(dāng)今社會，節(jié)能、環(huán)保與我們息息相關(guān)，強調(diào)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)住宅成了人們關(guān)注的焦點。高效低耗、節(jié)能環(huán)保、健康舒適的綠色能源利用被認為是今后住宅建筑的發(fā)展方向。太陽能是一個無污染、可持續(xù)的巨大能源寶庫，是全球普遍推廣的環(huán)保節(jié)能工程。太陽能熱水系統(tǒng)經(jīng)濟實惠、高效節(jié)能、安全、衛(wèi)生、無污染，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 集中供熱水系統(tǒng)

太陽能作為一種重要的可再生潔凈能源，對太陽能的有效利用可以降低對常規(guī)能源的依賴程度以及減少對環(huán)境的污染。我國的太陽能資源豐富，具有良好的開發(fā)條件。隨著技術(shù)的發(fā)展和工藝水平的提高，太陽能熱水器也得到了廣泛的應(yīng)用。早期歐美國家在對太陽能的利用方面做了很多的開拓工作。如今我國對太陽能開發(fā)也取得了很大的成就，在進行家用太陽能熱水器研發(fā)的同時，也開始重視太陽能集中供熱水系統(tǒng)的的研究和設(shè)計工作。太陽能集中供熱水系統(tǒng)可以為建筑提供生活熱水與冬季供暖，具有較好的經(jīng)濟性，節(jié)能效果明顯。

“集中供熱水系統(tǒng)”是指采用集中的太陽能集熱器和集中的儲熱水箱供給建筑物所需熱水的系統(tǒng)。它的核心設(shè)備是集熱器。目前國內(nèi)主要存在的集熱器有平板集熱器、真空集熱器和陶瓷集熱器。

2 太陽能集中供熱水系統(tǒng)運行原理

2.1 構(gòu)成

太陽能集中供熱水系統(tǒng)主要由六大部分構(gòu)成。（1）太陽能集熱器。通過它吸收太陽光，然后將光能轉(zhuǎn)化為熱能。（2）儲熱水箱，與集熱器構(gòu)成循環(huán)回路，一方面通過水循環(huán)將水加熱，同時用來補充水量。（3）恒溫水箱，它與供熱水回路相連，主要用于儲存恒溫?zé)崴?。?）熱泵。由于太陽能熱水器受天氣的影響因素較大，通過熱泵就可以在光照不足的條件下進行輔助加熱。（5）供熱水循環(huán)管道。將恒溫水箱中的熱水引到用戶熱水系統(tǒng)中。（6）電腦控制系統(tǒng)，對整個系統(tǒng)進行智能化控制。

2.2 工作原理

當(dāng)光照充足時，集熱器將內(nèi)部的冷水加熱到50 ℃（設(shè)定水溫），冷水管路上的電磁閥門自動開啟，冷水受到自來水進水管網(wǎng)的水壓被壓入集熱器中，同時將集熱器中的50 ℃的熱水送入儲熱水箱中存儲備用。當(dāng)冷水到達集熱器的出水端口時受到溫度檢測器的檢測，如果溫度低于50 ℃，電磁閥門就會立即關(guān)閉，知道冷水在集熱器內(nèi)被加熱到50 ℃。之后電磁閥門再次開啟，從而不斷的循環(huán)，使儲熱水箱內(nèi)部的水位不斷上升，一直到水箱水滿為止。之后集熱器停止進水。

當(dāng)儲熱水箱水滿以后，為了能夠充分的利用太陽能。系統(tǒng)中的循環(huán)水泵會自動啟動，將儲熱水箱中的熱水抽出，然后經(jīng)過集熱器進行進一步的加熱，使水溫升高到75 ℃，當(dāng)水溫達到預(yù)設(shè)水溫時，循環(huán)加熱就會停止。這時為了保證儲熱水箱中水溫恒定，可以將熱水送入到恒溫水箱當(dāng)中。通過預(yù)設(shè)水溫可以保持整個系統(tǒng)的恒溫供水。當(dāng)恒溫水箱中的水溫達到51 ℃以上時，進水端口自來水會進入使水溫降至50 ℃。如果恒溫水箱里水溫低于48 ℃時，熱泵就會重新啟動循環(huán)加熱使水溫達到50 ℃。這樣就將恒溫水箱內(nèi)的熱水控制在48～52 ℃之間，保障用戶使用的水溫恒定在50 ℃左右。

當(dāng)光照不足時，熱泵就會進行輔助加熱。集中供熱水系統(tǒng)在設(shè)計控制器時，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和太陽輻射量，設(shè)置不同的控制水位。例如可以在每天的四個不同的時間點設(shè)置恒溫水箱的預(yù)設(shè)水位。通過控制器對比每天實際水位與預(yù)設(shè)水位，如果實際水位達不到預(yù)設(shè)水位，可以啟動熱泵進行加熱。

夏天一般情況下，由于恒溫水箱存儲了足夠的熱水，保證了晚上熱水的用量，就不需要啟動熱泵進行加熱?？紤]到異常用水狀況，可以在集中供熱水系統(tǒng)中設(shè)置最低水位，當(dāng)用水量增大后，可以往水箱中補充冷水，同時啟動熱泵，將水加熱到50 ℃，從而保證熱水的正常供應(yīng)。

3 太陽能集中供熱水系統(tǒng)的優(yōu)點

（1）經(jīng)濟效益。太陽能取之不盡、用之不竭，除了初期設(shè)備成本投入以及日常維護以外，不需要進行其他的投資。因此具有很好的經(jīng)濟效益。而且太陽能集中使用效率高，與電加熱相比每噸水可節(jié)約用電20～30 kw·h。對于小區(qū)集中用水具有很高的經(jīng)濟效益。隨著常規(guī)能源供應(yīng)越來越緊張，電價不斷上漲，使用太陽能集中供熱水系統(tǒng)具有投資少，回報高的特點。

（2）環(huán)保效果好。太陽能集中供熱水系統(tǒng)具有綠色、無污染、無噪音等優(yōu)點。對我國節(jié)能減排具有重要的意義。而且由于建筑一體化，太陽能集熱器可以布置在屋頂，不影響建筑的美觀。

（3）科學(xué)性。太陽能集中供熱水系統(tǒng)具有操作簡單，維護方便，使用壽命長的特點。目前太陽能集中供熱水系統(tǒng)采用了智能化的控制技術(shù)，可以對水溫進行實時監(jiān)控，可以最大化的利用太陽能進行供熱。同時系統(tǒng)終端通過計算機進行操作，實現(xiàn)了自動化處理，無需人員操作。

（4）便捷性。陽能集中供熱水系統(tǒng)可以提供恒溫24 h熱水，實現(xiàn)了用戶水龍頭即開即熱，且容易調(diào)節(jié)水溫，方便舒適。同時用戶的水表使用智能系統(tǒng)控制，使計量更為準(zhǔn)確，保證的用戶的利用。用戶在實際使用中可以使用此卡進行付費，使用水消費變得更為便利。

（5）安全性。安全可靠該系統(tǒng)有接地、防漏電、防雷、防臺風(fēng)等安全措施，冷、熱水管采用全塑料（PPR）熱水管，作為絕對可靠的電絕緣材料，絕對安全、萬無一失。

4 結(jié)語

太陽能集中供熱水系統(tǒng)遵循太陽能建筑一體化設(shè)計原則，符合行業(yè)發(fā)展趨勢?？梢詾樾^(qū)用戶提供生活熱水與冬季供暖，具有較好的經(jīng)濟性、科學(xué)性、便捷性和安全性，同時具有節(jié)能環(huán)保的效果，是未來小區(qū)供熱系統(tǒng)的一種較好選擇。

參考文獻

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