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　　閉式太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)計方案——熱水器資料庫

　　一、 太陽能熱水系統(tǒng)原理、集熱面積計算

　　1、太陽能集熱原理圖

　　運(yùn)行原理：

　　集熱器溫度探頭T1

　　三個儲水箱溫度探頭T2-1,T2-2,T2-3 

　　(1)溫差循環(huán)：三個水箱依次循環(huán)。儲水箱C與集熱器的溫差循環(huán)為先，當(dāng)集熱器的溫度T1-1與儲水箱C的溫度T2-3之差大于10度，即(T1-1-T2-3≥10℃)循環(huán)泵P1啟動，當(dāng)兩者溫度之差小于5度(T1-1-T2-3≤5℃)，循環(huán)泵停止循環(huán);當(dāng)儲水箱C內(nèi)的溫度到達(dá)50℃時，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換到儲水箱B水箱的集熱循環(huán)，依次循環(huán)。

　　(2)供水：采用變頻供水，以儲水箱C為供水水箱，保持儲水箱C內(nèi)的水溫不低于45℃，且水箱內(nèi)的水量隨用隨補(bǔ)。

　　(3)輔助能源(電鍋爐B)：當(dāng)水箱C內(nèi)的水溫低于40℃時，鍋爐啟動，到達(dá)45℃停止，保持水箱C內(nèi)水的溫度。早上4：00前系統(tǒng)監(jiān)測水箱C內(nèi)的溫度，若低于35℃，則利用低谷電將水箱C內(nèi)的水溫加熱到40℃，來滿足早上的用水要求。

　　(4)過熱保護(hù)：當(dāng)集熱器的內(nèi)介質(zhì)的溫度高于90℃時，散熱器開始工作將管道溫度降至80℃。溫差循環(huán)泵P與Pb一備一用，兩臺循環(huán)泵交替使用，避免水泵工作時間過長，壽命降低。

　　(5)系統(tǒng)設(shè)計將每周對水進(jìn)行高溫加熱至60℃，防止軍團(tuán)菌的滋生。

　　(6)為防止水在水箱里高溫結(jié)垢，系統(tǒng)設(shè)計在進(jìn)冷水處安裝凈化水裝置。

　　(7)管道循環(huán)：當(dāng)管道溫度低于30℃，電磁閥DCF3打開，通過管道壓力變化啟動循環(huán)泵P4進(jìn)行管道循環(huán)，當(dāng)管道溫度到達(dá)35℃時，電磁閥關(guān)閉，停止管道循環(huán)。

　　2、閉式太陽能熱水系統(tǒng)基本條件：

　　1)、基礎(chǔ)水溫：15℃

　　2)、太陽輻照資料

　　根據(jù)國家氣象中心提供的《中國氣象輻射資料年冊》(2001年)中，北京(區(qū)站號：54511;東經(jīng)：116°28′;北緯：39o48′;觀測點(diǎn)海拔高度：31.3m)的月日均及年總輻射數(shù)據(jù)(單位MJ/m2)：

　　水平面上的年均日輻射量為：14.46 MJ/m2,考慮集熱器采光面積與水平面的夾角為37°，斜面系數(shù)按照1.05，采光面上的日均輻射量為14.46×1.05=15.183 MJ/m2。

　　3、閉式太陽能熱水系統(tǒng)集熱器總面積

　　1)直接系統(tǒng)集熱器總面積：

　　式中：

　　Ac——直接系統(tǒng)集熱器總面積，㎡;

　　Qw ——日均用水量， 15000kg;

　　tend ——貯水箱內(nèi)水的設(shè)計溫度(用水溫度)，45℃;

　　Cw——水的定壓比熱容，4.18KJ/(㎏·℃);

　　ti ——水的初始溫度，15℃;

　　J t ——當(dāng)?shù)丶療崞鞑晒饷嫔系哪昃仗栞椪樟浚?KJ/㎡(集熱器采光面上的輻照量為水平面上的輻照量做一修正：14460KJ/㎡×1.05=15183 KJ/㎡);

　　f ——太陽能保證率，無量綱，取0.63;

　　ηcd ——集熱器全日集熱效率，0.50;

　　ηl——管路及儲水箱熱損失率，0.15;

　　2)間接系統(tǒng)集熱器總面積：

　　式中 A in——間接系統(tǒng)集熱器總面積，㎡;

　　F R 、U L ——集熱器總損系數(shù)，W/(㎡·℃);采用真空管集熱器，取值1;

　　Uhx——換熱器傳熱系數(shù)，W/(㎡·℃);4826 W/(㎡·℃)

　　A hx ——換熱器的換熱面積，㎡;1.68㎡

　　計算間接系統(tǒng)的集熱器總面積為178.2㎡,單臺集熱器的采光面積為2.23㎡，則需要安裝79.9臺，取整安裝80臺U型管集熱器總集熱面積為：178.4㎡。陰雨天氣和冬季由輔助能源電鍋爐提供。

　　二、太陽能集熱系統(tǒng)的自動注液裝置

　　集熱系統(tǒng)采用封閉式間接換熱方式，系統(tǒng)正常運(yùn)行壓力0.2～0.3Mpa(屋面集熱器系統(tǒng)).為了滿足系統(tǒng)的正常壓力，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在集熱系統(tǒng)中設(shè)置穩(wěn)壓裝置。

　　自動注液由太陽液貯存箱、注液泵、壓力控制器、壓力罐等組成。

　　運(yùn)行方式：當(dāng)太陽能集熱管路中的壓力小于0.15MPa(注液設(shè)備在屋面)時，啟動注液泵進(jìn)行注液，同時壓力增加，當(dāng)管路中的壓力大于等于0.25MPa(注液設(shè)備在屋面)時,注液泵停止。首次注液時，啟動注液泵，同時打開閥門F1,同時關(guān)閉閥門F2，當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定值時，首先關(guān)閉閥門F1,然后打開閥門F2，最后停止注液泵。

　　三、閉式太陽能熱水系統(tǒng)水箱的恒溫控制與殺菌

　　熱水系統(tǒng)中近年發(fā)現(xiàn)軍團(tuán)菌，在世界各地都有類似的疫情報告，軍團(tuán)菌普遍存在于有水的環(huán)境中，軍團(tuán)苗本身存活能力不強(qiáng)，冷凍與加熱均能殺死該菌。它的存活、繁殖溫度條件為35-46℃。通常在管道中滯留與停留的支管、盲管及系統(tǒng)中的垢瘤與銹渣;處于35-46℃的熱水管線、貯水罐、熱水器等;垢瘤與生物膜(粘泥)是軍團(tuán)菌賴以生存的棲身之處;

　　軍團(tuán)菌的防治措施：

　　熱休克法：把水加熱到60一80℃，然后經(jīng)閥門放空以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)殺菌。這種方法費(fèi)用高，能耗大，操作困難，效果不明顯。但已確定為緊急狀態(tài)下的措施。

　　氯氣殺菌：使水中含游氯在1-2mg/L，此時水雖略有異味，但尚可飲用，唯對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。業(yè)主除非迫不得已，不預(yù)采用。

　　紫外線殺菌：此方法可以殺死軍團(tuán)菌，但管道內(nèi)一旦生成生物粘膜，紫外線失去效能。

　　臭氧：在水中通入l-2mg/L臭氧殺死軍團(tuán)菌十分有效，但臭氧對人體也有害，所以要有一套設(shè)備消除殘余臭氧，因而投資大，不宜用于小規(guī)模供水系統(tǒng)。在城市供水系統(tǒng)使用臭氧殺菌，國外比較普遍。

　　銀/銅離子器：水流經(jīng)過產(chǎn)生銀/銅離子的極板時獲得離子。銀離子在銅離子的系統(tǒng)作用下是特別有效的軍團(tuán)菌殺菌劑。這一技術(shù)問世已經(jīng)有三十年，近十年來由于殺滅軍團(tuán)病的特殊功能，在國外醫(yī)院、宿舍、住宅區(qū)等已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。眾多的“守則”中認(rèn)為這一方法設(shè)備簡單，操作容易效果好。但是極板被污垢覆蓋時，需要清洗。在目前已有的方法中，離子殺菌是比較理想的方法。

　　結(jié)合工程基本現(xiàn)狀，本方案采用熱休克法，即提高供熱水箱的供水溫度，將水溫提高到50℃，在該溫度段90%軍團(tuán)菌在2小時內(nèi)死亡，管路系統(tǒng)定期，用70℃熱水消毒。

　　四、閉式太陽能熱水系統(tǒng)用水末端管理(節(jié)能、節(jié)水)

　　根據(jù)工程現(xiàn)狀，本著節(jié)能、節(jié)水的原則，對衛(wèi)生器具(淋浴噴頭)實(shí)行可控化管理，IC卡或射頻卡是近年來逐步完善、成熟的用水末端管理技術(shù)。

　　售水管理軟件主要實(shí)現(xiàn)用戶購水、客戶管理、統(tǒng)計分析幾個部分的功能。

　　通過與專用IC卡讀寫器的連接，售水軟件方便的實(shí)現(xiàn)了用戶刷卡買水。同時對各用戶長期購水量的統(tǒng)計，自動檢測出用水異常的用戶，以便售水部門進(jìn)行檢查核對，有效快捷地發(fā)現(xiàn)違法用水的現(xiàn)象。對水量的統(tǒng)計分析，可作為用水管理部門調(diào)度后期用水的參考。

　　系統(tǒng)組成：

　　其中“IC卡管理”欄目里各項功能簡介如下：

　　購水卡：即用戶卡，每一水表對應(yīng)一張購水卡。用戶持本卡去營業(yè)廳購水，并回家刷卡用水(第一次購水后刷卡能同時初始化水表)。購水卡包含用戶信息，插入時水表將檢驗(yàn)用戶密碼，因此不同水表的購水卡不能交叉使用。有效避免了一些意外情況對用戶造成的損失(如卡丟失時，卡內(nèi)的水不會被別人盜用)。

　　抄表卡：能復(fù)制舊水表已有信息，在新水表上再把信息拷貝進(jìn)去，方便地實(shí)現(xiàn)新舊水表之間的數(shù)據(jù)傳遞，一般更換水表時使用此卡。通過與售水系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，也可作為統(tǒng)計實(shí)時水量的依據(jù)。

　　清零卡：清除水表內(nèi)已有的用戶信息和計量信息，使表變?yōu)榭毡?，可以重新使用?/p>

　　授權(quán)卡：用于對新表的授權(quán)，授權(quán)后的水表屬于本售水管理系統(tǒng)，歸本售水管理系統(tǒng)管理，只能在本系統(tǒng)上對水表進(jìn)行操作(如開戶、購水等)。

　　JDR-8型水表適用于校園，機(jī)關(guān)單位等各種場所。其工作原理同我公司即插即用水表一樣。即用戶將卡放在控制器的卡槽內(nèi)，控制器檢測到卡內(nèi)有水則會控制水表閥門開啟，用戶即可用水?？刂破鞲鶕?jù)用戶用水流量扣除卡內(nèi)水量。

　　1、主要特點(diǎn)：采用MIFAREONE非接觸射頻卡。

　　(1)﹑MIFARE卡是一種比較適合校園一卡通應(yīng)用的非接觸式射頻卡，使用安全方便。

　　(2)﹑MIFAREONE卡(1Kbits)分16個數(shù)據(jù)區(qū)，每塊數(shù)據(jù)區(qū)都有相應(yīng)的一套密鑰

　　管理方法，且相互間獨(dú)立，JDR-8型水表讀寫數(shù)據(jù)只占用其中的一個數(shù)據(jù)區(qū);水表管理部門可根據(jù)其實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)通卡可能，即用一張IC卡實(shí)現(xiàn)在售水、考勤、食堂售飯等多種用途上，讓考勤、售飯系統(tǒng)等產(chǎn)品可以占用IC卡其余數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行讀寫操作。IC卡的可擴(kuò)展性及兼容性較好

　　(3)﹑MIFARE卡的密鑰校驗(yàn)是通過隨機(jī)數(shù)校驗(yàn)，每次的校驗(yàn)傳遞數(shù)據(jù)都是不一樣的，而且數(shù)據(jù)校驗(yàn)完全在卡內(nèi)部進(jìn)行，是當(dāng)前比較安全的校驗(yàn)機(jī)制，被破解的可能性微乎其微，相對于普通卡片而言其數(shù)據(jù)安全性大大提高。且卡內(nèi)設(shè)有防沖突機(jī)制，從卡型上確保了系統(tǒng)的技術(shù)的先進(jìn)性和可擴(kuò)展性

　　(4)MIFARE卡是非接觸射頻卡，表具可以完全密封，防潮性能非常好，適用于學(xué)生浴室等潮濕環(huán)境。

　　2、JDR-8型水表根據(jù)其表體結(jié)構(gòu)分為兩種：一體式表和分體式表。

　　a、一體式表即整個表具為一體化設(shè)計(整體式表)，水表控制器安裝于出水口的管道上，水表外接一個220V交流電輸入+5V直流電輸出的電源變壓器，以+5V直流電給水表控制電路供電，水表結(jié)構(gòu)緊湊，學(xué)生或用戶用水時，控制器根據(jù)用水流量扣除用戶卡卡上購買水量，同時水表液晶顯示屏顯示剩余水量情況。

　　b、分體式表，即水表控制器和基表分開安裝，閥門安裝在基表內(nèi)部，通過一條數(shù)據(jù)控制線將基表與控制器連接起來，控制器決定閥門是否應(yīng)開啟，同時基表將用戶用水信息通過控制線傳輸給控制器，控制器根據(jù)用水信息對用戶卡內(nèi)金額進(jìn)行扣減?？刂破饕壕溜@示用戶卡內(nèi)剩余金額信息?；砼c控制器之間的控制線有斷線保護(hù)功能，控制線一旦發(fā)生線路斷開則閥門自動會檢測到并關(guān)閉閥門。分體式水表的控制器也是采用外接一個220V交流電輸入+5V直流電輸出的電源變壓器，以+5V直流電給水表控制電路供電，如果電源斷電時電路也會自動檢測并將閥門自動關(guān)閉。

　　3、JDR-8水表根據(jù)用戶需要設(shè)有兩種扣費(fèi)方式：

　　a、管理部門定義水價，售水管理軟件將用戶買的水量寫入卡中，用戶將卡放入水表卡槽，則水表電路會先扣除卡上一定水量(引參數(shù)可在售水管理軟件中設(shè)置，如50L水)，此時用戶用水過程中可拿走IC卡，但如果用戶用水水量超過預(yù)扣的那部份水時，則閥門將自動關(guān)閉，除非此時卡仍插在表內(nèi)，表電路部份會再從卡上扣除一定水量(與上相同)。同樣，如果用戶沒有用完先前扣除的水量，則可以將用戶卡插入表內(nèi)，控制器會將剩余水量返寫到用戶卡上。

　　b、管理部門定義水價，管理軟件將用戶買的水量寫入卡中，用戶需用水進(jìn)，則將IC卡插入卡槽，則控制器檢測到卡內(nèi)有水則水表閥門開啟，水表根據(jù)用戶用水流量實(shí)時扣減卡上水量，當(dāng)卡內(nèi)水用完或則控制器判斷到卡槽內(nèi)卡已拔出則閥門自動關(guān)閉。

　　五、閉式太陽能熱水系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

　　終端系統(tǒng)

　　本系統(tǒng)為計算機(jī)化監(jiān)控系統(tǒng)，直接控制系統(tǒng)，它對測量數(shù)據(jù)的處理以及控制算法都是以數(shù)字計算為基礎(chǔ)，通過軟件實(shí)現(xiàn)的。硬件主要由主控計算機(jī)、遠(yuǎn)程I/O模塊、傳感器及執(zhí)行器等部件組成;軟件采用工控組態(tài)軟件，將各種輸入信號通過數(shù)據(jù)總線直接接到計算機(jī)輸入端口，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制管理保護(hù)功能。其工作原理圖及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示：

　　其中現(xiàn)場監(jiān)控計算機(jī)一方面對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，一方面作為INTERNET傳輸過程的服務(wù)器，專門接收客戶方提出的要求;遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機(jī)通過訪問現(xiàn)場監(jiān)控計算機(jī)實(shí)現(xiàn)異地對現(xiàn)場的監(jiān)控。

　　1、現(xiàn)場監(jiān)控計算機(jī)：是計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，它的主要特性如下：

　　1)現(xiàn)場監(jiān)控計算機(jī)的工作過程完全由預(yù)先組態(tài)后的軟件決定，而常規(guī)儀表是由電子邏輯電路或其它機(jī)械硬件邏輯實(shí)現(xiàn)，控制管理功能是由軟件還是由硬件實(shí)現(xiàn)是計算機(jī)控制與常規(guī)儀表控制的主要區(qū)別;

　　2)本系統(tǒng)運(yùn)行用IFIX組態(tài)后的軟件，將各種輸入信號通過數(shù)據(jù)總線直接接到計算機(jī)輸入端口，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制管理保護(hù)功能，而不是像常規(guī)儀表控制器由各自獨(dú)立的一對一的單回路控制或保護(hù)電路構(gòu)成，如此主控計算機(jī)就有可能全面考慮控制對象的各種參數(shù)，對其進(jìn)行統(tǒng)一的系統(tǒng)性的控制﹑保護(hù)及管理;

　　3)主控計算機(jī)可以通過圖形化的界面與用戶進(jìn)行信息交流，如各種參數(shù)狀態(tài)值、警報的信息框、動態(tài)變化過程等，大大方便了用戶管理。

　　2、現(xiàn)場模塊

　　由PLC完成數(shù)據(jù)的采集和現(xiàn)場控制以及信號的發(fā)送，再通過RS485通訊方式將信號傳送至轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成能與計算機(jī)串口連接的RS232通訊方式。

　　3、傳感器

　　傳感器感測出需要監(jiān)測控制的各種物理量并將其變?yōu)殡娦盘査椭劣嬎銠C(jī)，相當(dāng)于主控計算機(jī)的眼睛。本系統(tǒng)將各類參數(shù)的狀態(tài)以電壓信號等方式傳送至現(xiàn)場模塊，主要有溫度傳感器和液位傳感器。

　　4、執(zhí)行器

　　即可由計算機(jī)直接控制的各種開關(guān)、閥門及水泵，計算機(jī)通過調(diào)整執(zhí)行器來實(shí)現(xiàn)具體控制功能，相當(dāng)于主控計算機(jī)的手和腳?？刂破魍ㄟ^現(xiàn)場模塊的兩類輸出通道與執(zhí)行器連接：

　　1)開關(guān)量輸出通道(DO)。它可以由控制軟件將輸出通道設(shè)置成高電平或低電平，通過驅(qū)動電路即可帶動繼電器或其它開關(guān)組件，也可以驅(qū)動指示燈顯示狀態(tài);

　　2)仿真量輸出信道(AO)。輸出的信號是0～10V的電壓，其值的大小是由控制軟件決定的，由于計算機(jī)內(nèi)部處理的信號都是開關(guān)量信號，因此這種可連續(xù)變化的仿真量信號是通過數(shù)字-仿真轉(zhuǎn)換電路(D/A)產(chǎn)生的。本系統(tǒng)中僅涉及到開關(guān)量輸出通道。

　　5、通訊網(wǎng)(屏蔽雙絞線)

　　為減少對信號的干擾，整套系統(tǒng)均用屏蔽雙絞線進(jìn)行信號的傳輸。

　　主要功能

　　a、常規(guī)功能

　　◆水位、水溫實(shí)時顯示

　　◆水位、水溫設(shè)置

　　◆自動上水或遠(yuǎn)程手動上水

　　◆自動定溫上水

　　◆自動最低水位保護(hù)

　　◆自動報警、自動止鬧

　　◆恒溫出水

　　b、特殊功能

　　◆用戶密碼安全管理，可避免未授權(quán)用戶對系統(tǒng)的操作及查看，實(shí)現(xiàn)安全管理;

　　◆電子簽名功能，自動記錄系統(tǒng)運(yùn)行情況及系統(tǒng)操作者的任何操作，以便查閱;

　　◆系統(tǒng)日志功能，可對系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行記錄以便查閱

　　◆自動故障診斷功能，設(shè)有通訊故障診斷功能，可在極短時間內(nèi)報告故障的發(fā)生，并診斷出出現(xiàn)故障的設(shè)備，以有助于現(xiàn)場工程師及時排除險情;

　　◆報表功能，自動生成系統(tǒng)運(yùn)行記錄表及數(shù)據(jù)曲線，并根據(jù)用戶要求自動生成報表，以方便用戶掌握系統(tǒng)當(dāng)天的運(yùn)行情況;

　　◆遠(yuǎn)程監(jiān)控，對于不在同一區(qū)域，二者相隔甚遠(yuǎn)的，可通過INTERNET遠(yuǎn)程訪問用戶的主控計算機(jī)，對工程進(jìn)行巡檢，查詢運(yùn)行參數(shù)和診斷系統(tǒng)故障，隨時掌握系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

　　監(jiān)控界面

　　現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)主要由系統(tǒng)監(jiān)控、趨勢曲線、報警顯示及報表四個畫面組成，其中系統(tǒng)監(jiān)控界面為主畫面，以實(shí)際系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖作為軟件的運(yùn)行界面，其監(jiān)控參數(shù)及工作狀態(tài)都直觀明了;趨勢曲線畫面主要顯示實(shí)時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)的趨勢變化過程，可直觀的顯示系統(tǒng)的運(yùn)行情況;報警顯示畫面則為操作員提供了可視化的提示信息，包括水泵、電磁閥、電加熱等的開關(guān)狀態(tài)報警，水位、水溫的高低限報警等;報表畫面則可根據(jù)用戶要求隨時生成不同時間間隔及采樣模式的日報表或圖表，以便于統(tǒng)計與分析。

　　監(jiān)控中心

　　為提高皇明太陽能系統(tǒng)工程智能控制的技術(shù)水平，提高售后服務(wù)，和采集系統(tǒng)工程運(yùn)行數(shù)據(jù)，不斷改善產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。特在東廠設(shè)立“太陽能系統(tǒng)工程遠(yuǎn)程監(jiān)控中心”，以提高皇明太陽能系統(tǒng)工程在市場上的競爭力。

　　主要技術(shù)是通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在機(jī)房內(nèi)將PC機(jī)的數(shù)字視頻轉(zhuǎn)化為模擬視頻，再進(jìn)行切換和監(jiān)控的原理實(shí)現(xiàn)。

　　正常情況下，現(xiàn)場工控機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)實(shí)時傳回中心機(jī)房，存入數(shù)據(jù)庫。在互聯(lián)網(wǎng)不能的情況下，可手動轉(zhuǎn)用電話線拔號至中心機(jī)房連接，保證數(shù)據(jù)不中斷。

　　六、閉式太陽能熱水系統(tǒng)防過熱保護(hù)器的設(shè)計和選型

　　太陽能系統(tǒng)在太陽能輻照量較好的夏季，若用水量持續(xù)偏小或不用水，將會造成系統(tǒng)溫度過高，系統(tǒng)壓力增加。在這種工況下，太陽液(傳熱介質(zhì))穩(wěn)定性差，同時對太陽能集熱器自身的壽命有一定的影響。

　　為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在系統(tǒng)中安裝了過熱保護(hù)器。當(dāng)三個水箱中的溫度均超過80℃，太陽能集熱器的溫度超過90℃時，常開電磁閥DCF5關(guān)閉，將太陽能過熱保護(hù)器串聯(lián)在集熱系統(tǒng)中，進(jìn)行散熱;當(dāng)三個水箱中有一個水箱中的水溫低于80℃或集熱系統(tǒng)中的溫度低于90℃時，關(guān)閉電磁閥。

　　太陽能過熱保護(hù)器的計算選型

　　太陽輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計

　　太陽輻射強(qiáng)度(w/㎡)是太陽輻射表采集的基本數(shù)據(jù)，在國家氣象局提供的數(shù)據(jù)為太陽輻射量(MJ/㎡)。缺乏北京地區(qū)的太陽輻射強(qiáng)度基本資料，由于北京、山東太陽能資源基本相同，為此，以我們公司在德州自測的數(shù)據(jù)作為計算基礎(chǔ)。

　　根據(jù)以上統(tǒng)計，太陽輻射強(qiáng)度取值1000w/㎡,系統(tǒng)集熱面積為178.4㎡,采光面上的輻射強(qiáng)度為178.4KW。集熱效率為0.5,則太陽能集熱系統(tǒng)收集的熱量為89.7KW。太陽能熱水系統(tǒng)過熱保護(hù)器，借用空調(diào)室外機(jī)。初步選用TCL空調(diào)室外機(jī)，型號為DZR—280W/A,散熱量為84KW，運(yùn)行工況為液體溫度38～42℃，室外空氣溫度為35℃。太陽能集熱系統(tǒng)過熱保護(hù)時運(yùn)行工況為管內(nèi)液體溫度為90℃，室外空氣溫度為35℃左右。選用該型號散熱器能夠確保系統(tǒng)的過熱保護(hù)。

　　七、閉式太陽能熱水系統(tǒng)輔助電加熱設(shè)備的選型

　　根據(jù)建筑中的用水器具，計算小時耗熱量

　　w——設(shè)計小時耗熱量， (KJ/h);

　　qh ——衛(wèi)生器具一小時的熱水用水定額(L/h);

　　c——水的比熱(KJ/kg·℃);

　　tr ——熱水溫度(℃);

　　tl ——冷水溫度(℃)

　　n0 ——同類衛(wèi)生器具的數(shù)量;

　　b——同類衛(wèi)生器具在一小時內(nèi)使用的百分?jǐn)?shù)。

　　合計小時耗熱量為：199.077KW。

　　耗電功率的計算

　　電鍋爐的功率為205KW。

　　八、閉式太陽能熱水系統(tǒng)板式換熱器的選型

　　在以往工程設(shè)計中，板式換熱器設(shè)計計算均采用手算，方法有以下兩種：

　　簡易算法：假定理論傳熱系數(shù)，求出換熱面積，選定廠家及換熱器型號，計算板間流速，通過廠家樣本提供的傳熱特性曲線及流阻特性曲線，查出實(shí)際傳熱系數(shù)及流阻，經(jīng)過反復(fù)校核得出滿足工藝條件的結(jié)果，最終確定換熱器型號及換熱面積大小。這種算法的優(yōu)點(diǎn)是計算簡單，步驟少，時間短;缺點(diǎn)是結(jié)果不準(zhǔn)確。造成結(jié)果不準(zhǔn)確的原因主要是樣本所提供的傳熱特性曲線及流阻特性曲線是一定工況條件下的曲線，而設(shè)計工況可能與之不符。

　　標(biāo)準(zhǔn)算法：選定廠家，根據(jù)角孔流速確定換熱器型號，從手冊查出在設(shè)計工況下冷、熱介質(zhì)的各種物理參數(shù)，根據(jù)廠家樣本提供的傳熱經(jīng)驗(yàn)公式及流阻經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行熱工計算，求出傳熱系數(shù)及流阻，經(jīng)過反復(fù)校核得出滿足工藝條件的結(jié)果，最終確定換熱器型號及換熱面積大小。這種算法的優(yōu)點(diǎn)是計算結(jié)果準(zhǔn)確;缺點(diǎn)是計算復(fù)雜，步驟多，時間長。

　　利用計算機(jī)進(jìn)行板式換熱器設(shè)計計算，充分發(fā)揮了計算機(jī)運(yùn)算速度快的特長，一個計算在微機(jī)上幾秒鐘內(nèi)就能完成，且結(jié)果的準(zhǔn)確性是手算難以達(dá)到的。另一個主要特點(diǎn)是程序中存貯了計算所需的不同水溫時水的各種物理參數(shù)及板式換熱器定型設(shè)備的所有參數(shù)，設(shè)計人員在計算機(jī)上進(jìn)行計算時只需輸入工藝條件(如水量、水溫、流阻等)就能馬上得出計算結(jié)果，這為設(shè)計人員提供了極大的方便。計算人員還可以輸入不同的工藝條件(如水量、水溫相同，流阻不同等)得出不同的計算結(jié)果，或更換換熱器型號以得出不同的計算結(jié)果，通過對結(jié)果的比較、優(yōu)化，最終選定既經(jīng)濟(jì)合理又性能可靠的板式換熱器。

　　換熱量95.2KW(稍大于計算散熱功率)

　　熱媒進(jìn)出口溫度：60℃，出口溫度50℃。介質(zhì)為50%乙二醇水溶液

　　加熱熱水進(jìn)出口溫度：40℃，出口溫度45℃，經(jīng)過處理的自來水

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