强制循环式太阳热水器,系指依靠机械驱动设备产生的动力,来对传热流体施加持续的运行压力,以驱动传热流体进行以热交换为目的的宏观循环运动,不断地将太阳集热器载热体所获取的太阳辐射热,有效地吸收、转移并集储到蓄热器中去的太阳能热利用设备。根据强制循环系统的运行需要,一般又可将其分为直接接触式和间接接触式两大类强制循环系统。所谓。直接接触式。,即指传热工质就是最终供给用户直接使用的载热流体(如生活热水或热空气)而。间接接触式。,则是选用热容量高、沸点也高、流动性能良好、抗冻性能超群的其他流体介质来作为传热工质。传热工质在太阳能集热器中获得热量后,并被强制驱动到保温储热水箱中,并在蓄热水箱内通过二次换热,再将热量直接用于加热保温储热水箱中准备提供给用户直接使用的热流体。也就是说,在间接系统中,传热工质与系统提供给用户使用的热流体,是完全不同的两类物质。它们相互之间必然存在进行二次热交换的过程,因而系统的热效率显然比直接系统要低得多。但是,间接系统由于减少了水在集热器中进行循环换热的过程,更有利于保护水质的纯净和安全。对强制循环系统而言,无论采用直接还是间接系统的太阳热水器,理论上说,太阳能集热器、管阀配件、循环泵和承压保温换热水箱等整个系统部件都需要处在不同的承压状态下工作。故全套系统均需配置承压耐腐蚀的管、阀等零部配件。可以说做好全系统防漏承压,是强制循环系统的第一要务。强制循环系统因配备有专用的循环动力和控制系统,因而整个系统的运行也就离不开辅助能源。由于有保障的常规能源供应,所以强制循环系统一般也都具备全天候供热和抗冰冻的功能。上述相关功能的配备,使得强制循环系统的整机造价,日常运转费用要远远高于常规的自然循环系统。图3.15所展示的就是一套最简单的“直接式强制循环”太阳能热水系统。 一般而言,我们把同一流体介质在外力作用下反复两次以上进行热能交换的系统,才定义为是。强制循环。系统。同样依靠外力(如高位水箱的势能或自来水系统压力)推动流体介质在强制流动过程中,与载热固体进行。固一液。之间的热交换如果流体分子只是二次性通过换热管道获得热量的系统,我们仍将其约定俗称为“直流式系统”。强制循环系统的最大特征,就是在循环管路上,必然安装有一台对传热工质不断提供循环动力的循环泵;系统借助循环泵提供的循环压力,强制被加热流体进行多次的反复循环换热。此外,为了节约能源,系统在集热器受热工质出口(即热水下循环管口)处和保温储热水箱底部冷水区域的散热工质出口(即冷水上循环管口)处,需分别预置两支温度传感器探头(T1和T2)。当(T1-T2)大于等于3℃~5℃时,控制系统自动启动循环泵,将保温储热水箱底部的低温工质(冷水)强制抽吸,并挤压到太阳能集热器内,进行增温循环换热。而当(T1-T2)小于等于3℃时,控制系统自动切断电源,使置于太阳集热器板芯内的工质,处于闷晒吸热状态,等待水温被太阳辐射继续加热到到大于等于3℃~5℃以上时,才再次启动循环泵进行强制循环换热,以节约循环泵的能耗。强制循环系统因为自身配置有动力循环装置,因此系统在布局安装上,具有很大的灵活性,即保温储热水箱不再被要求一定要放置在屋顶,至于要高于集热器或用水点的地方。在现在使用的各型太阳热水系统中,强制循环系统是率先实现了集储远距离分离,保温储热水箱可进家人户,按建筑承载要求,隐蔽安装在指定位置的太阳热水系统。但也是一款完全离不开辅助能源参与换热循环运行和系统强制给排水运行管理的热水系统。 ![]() H≥h1+h2+hw+hj (3.5.1) 强制循环系统循环泵所需功率(N)为: N=r*Q*H/75η (3.5.2) 其中:N代表强制循环系统循环泵所需功率 (责任编辑:中建太阳能) |