美国太阳能热水工程概况(4)
是瞬态系统仿真程序,可从威斯康星大学获得。 设计注意事项 太阳能热水系统的设计应尽量减少生命周期成本。设计一种系统以提供100%的太阳能负载是永远没有成本效益的,因为在集电极面积和存储量上的投入过多。通过设计在一年中最阳光灿烂的日子满足100%负载的系统,可以将生命周期成本降至最低。这样的系统通常会产生约70%的年负荷。其他设计注意事项包括维护,防冻,过热保护,集热器安装座的美观性和方向。而且,公用程序折扣计划可能会施加其他设计要求。例如,夏威夷的太阳能热水系统必须满足90%的负载,才能获得夏威夷电气公司的回扣。 设计太阳能热水系统时,建议采取特定的步骤。首先,重要的是要确保太阳能收集器的正确位置。通过以等于当地纬度的水平向上倾斜的赤道面向赤道,可以实现最佳的年度能源输送。最近的研究表明,倾斜角度和方向相差很大时,可以获得足够的性能。 在美国本土,采集器应向南旋转30°,以达到最佳性能(非磁性)。同样,优化收集阵列的倾斜度也很重要。以零度以下的纬度从水平面向上倾斜的表面可最大程度地增加夏季的日照量,但会减少冬季的日照量。纬度+ 15°倾斜的表面使冬季的太阳能获取量最大化,并导致全年的太阳能输送更加均匀。等于当地纬度的倾斜角可提供接近全年最大的太阳能获取量,通常适用于太阳能热水。通常可以将收集器平齐安装在倾斜的屋顶上,并尽可能接近最佳方位,以降低安装成本并提高美观度。美国太阳能资源图和表格发布于NREL的可再生资源数据中心。 其次,如果水在集热器流动通道或连接管道中结冰,可能会造成损坏。有几种防止冰冻破坏的策略。最常见的是在间接系统的收集器回路中循环丙二醇(不要使用有毒的乙二醇)和水的溶液。另一种策略是将水从收集器中排回到排污罐中,该排污罐的大小可容纳所有收集器回路流体。如果由于季节性使用方式,改型或休假而减少了热水消耗,则这种回流配置具有额外的优势,可以保护系统免受温度过高的影响。在不常见冻结的地方,当温度接近冻结时,结合冻结保护值的控制器功能可以使水在收集器回路中循环, 另一个步骤是提供回火阀和旁路功能。回火阀对于确保在水龙头处输送温度恒定的水非常重要,即使太阳能存储量远高于热水器的设定点也是如此。如果太阳能加热系统由于任何原因停机,则旁通管道和阀门可使常规系统提供热水。 最后,必须对所有系统进行定期维护。检查是否有明显的损坏,例如破损的集热器玻璃或湿的管道绝缘层。检查传热流体的pH值和凝固点。将控制温度传感器与温度计进行比较,以确保传感器正常工作。另外,请确保检查泵的正常运行和其他系统功能。为了进行简单的全面测试,请检查预热箱温度-晴天后应该变热。在ASHRAE设计指南中可以找到更详尽的定量测试。有关更多信息,请参见以建筑物调试和可靠性为中心的维护页面。 具体来说,将太阳能热水系统集成到大型建筑项目中时,请确保: 在建筑程序和结构设计中包括屋顶朝南的太阳能电池板 设计屋顶以承受额外的太阳能热水板重量,包括其物理重量和风荷载 考虑集成的太阳能热屋顶设计 减少屋顶穿透 在供暖设备室中留出足够的空间以容纳太阳能供暖水箱,水泵和设备 提供从屋顶到机房的水暖和布线路径 在将一些空间供暖装置与水供暖装置一起使用时,请通过热交换器将太阳能供热系统与建筑物供暖系统集成以进行空间供暖 对于大型系统,通常通过将太阳能收集器安装在靠近建筑物且靠近供暖设备的无阴影地面区域上来防止损失,从而降低成本。 根据联邦建筑太阳能计划中有源太阳能的经验,ASHRAE于1980年代编写了出色的商业规模太阳能热水器设计和安装指南。这三卷书涵盖了设计,安装和O&M手动准备工作,可从Solar Rating and Certification Corporation获得。 运维 根据系统类型和设计,每个太阳能热水系统的O&M成本估计为每年初始成本的0.5–2%的一半。Oamp M与任何水力加热回路的要求类似,可以由现场工作人员提供,如果出现故障,应征询专家的意见。定期维护包括: (责任编辑:中建太阳能) |
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