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太陽能熱水係統添加時間:2018-10-30

  太陽能熱水係統
  
  太陽能熱水係統是利用太陽能集熱器,收集太陽輻射能把水加熱的一種裝置,是目前太陽熱能應用發展中具經濟價值、技術最成熟且已商業化的一項應用產品。太陽能熱水係統的分類以加熱循環方式可分為:自然循環式太陽能熱水器、強製循環式太陽能熱水係統、儲置式太陽能熱水器等三種。
  
  使用目的
  
  1。環保效益——相對於使用化石燃料製造熱水,能減少對環境的汙染及溫室氣體-二氧化碳的產生。
  
  2。節省能源——太陽能是屬於每個人的能源,隻要有場地與設備,任何人都可免費使用它。
  
  3。安全——不像使用瓦斯有爆炸或中毒的危險,或使用燃料油鍋爐有爆炸的顧慮,或使用電力會有漏電的可能。
  
  4。不占空間——不需專人操作自動運轉。另外,太陽能集熱器裝在屋頂上,不會占用任何室內空間。
  
  5。經濟效益——正常的太陽能熱水器是不易損壞,壽命至少在十年以上,甚至有到二十年的,因為基本熱源為免費的太陽能,所以使用它十分符合經濟成本效益。
  
  係統組成
  
  集熱器
  
  係統中的集熱元件,其功能相當於電熱水器中的電加熱管。和電熱水器、燃氣熱水器不同的是,太陽能集熱器利用的是太陽的輻射熱量,故而加熱時間隻能在有太陽照射的白晝,所以有時需要輔助加熱,如鍋爐、電加熱等。
  
  保溫水箱
  
  和電熱水器的保溫水箱一樣,是儲存熱水的容器。因為太陽能熱水器隻能白天工作,而人們一般在晚上才使用熱水,所以必須通過保溫水箱把集熱器在白天產出的熱水儲存起來。容積是每天晚上用熱水量的總和。采用搪瓷內膽承壓保溫水箱,保溫效果好,耐腐蝕,水質清潔,使用壽命可長達20年以上。
  
  連接管路
  
  將熱水從集熱器輸送到保溫水箱、將冷水從保溫水箱輸送到集熱器的通道,使整套係統形成一個閉合的環路。設計合理、連接正確的循環管道對太陽能係統是否能達到最佳工作狀態至關重要。熱水管道必須做保溫防凍處理。管道必須有很高的質量,保證有20年以上的使用壽命。
  
  控製中心
  
  太陽能熱水係統與普通太陽能熱水器的區別就是控製中心。作為一個係統,控製中心負責整個係統的監控、運行、調節等功能,的技術已經可以通過互聯網遠程控製係統的正常運行。
  
  太陽能熱水係統控製中心主要由電腦軟件及變電箱、循環泵組成。
  
  熱交換器
  
  板殼式全焊接換熱器吸取了可拆板式換熱器高效、緊湊的優點,彌補了管殼式換熱器換熱效率低、占地大等缺點。板殼式換熱器傳熱板片呈波狀橢圓形,圓形板片增加熱長,大大提高傳熱性能。廣泛用於高溫、高壓條件的換熱工況。
  
  分類
  
  特征進行
  
  國際標準ISO9459〖15〗對太陽能熱水係統提出了科學的分類方法,即按照太陽能熱水係統的七個特征進行分類,其中每個特征又都分為2-3種類型,從而構成了一個嚴謹的太陽能熱水係統分類體係,如表所示。
  
  表太陽能熱水係統的分類,譯自國際標準ISO9459〖15〗
  
  特征 類型
  
   A B C
  
  1 太陽能單獨係統 太陽能預熱係統 太陽能帶輔助能源係統
  
  2 直接係統 間接係統
  
  3 敞開係統 開口係統 封閉係統
  
  4 充滿係統 回流係統 排放係統
  
  5 自然循環係統 強製循環係統
  
  6 循環係統 直流係統
  
  7 分體式係統 緊湊式係統 整體式係統
  
  其他
  
  當然,除了按係統的特征進行分類之外,還有其他一些常用的分類方法,現列出其中兩種。
  
  1。按太陽能集熱器的類型分類
  
  平板太陽能熱水係統——-采用平板集熱器的太陽能熱水係統;
  
  真空管太陽能熱水係統——-采用真空管集熱器的太陽能熱水係統;
  
  U型管太陽能熱水係統——-采用U型管集熱器的太陽能熱水係統;
  
  熱管太陽能熱水係統——-采用熱管集熱器的太陽能熱水係統。
  
  陶瓷太陽能熱水係統——-采用陶瓷太陽能集熱器的太陽能熱水係統。
  
  2。按儲水箱的容積進行分類
  
  根據用戶對熱水供應的需求,確定儲水箱的容量。按照儲水箱的容積,係統可分為:
  
  家用太陽能熱水係統——-儲水箱容積小於0.6m³的太陽能熱水係統,通常亦稱為家用太陽能熱水器;
  
  公用太陽能熱水係統——-儲水箱容積大於等於0.6mm³的太陽能熱水係統,通常亦稱為太陽能熱水係統。
  
  結構特點
  
  無動力型
  
  係統組成:真空管集熱器、可連接水箱、可調整支架、換熱器。
  
  無動力循環即熱式太陽能熱水係統運行原理:真空管內的水遇到陽光輻射後,開始升溫,管內的水升溫後密度變小,自然循環到水箱內,逐步把水箱內的水加熱,升溫後的水儲存在具有聚氨酯發泡保溫的的水箱內。室內冷水經過水箱內固定好的波紋管流道流過,把帶有壓力的自來水溫升到幾乎與水箱內水溫相同的溫度(溫差小於2度)流出。從而獲得穩定、有壓力的、潔淨的熱水。
  
  自然循環
  
  自然循環太陽能熱水係統是依靠集熱器和儲水箱中的溫差,形成係統的熱虹吸壓頭,使水在係統中循環;與此同時,將集熱器的有用能量收益通過加熱水,不斷儲存在儲水箱內。
  
  係統運行過程中,集熱器內的水受太陽能輻射能加熱,溫度升高,密度降低,加熱後的水在集熱器內逐步上升,從集熱器的上循環管進入儲水箱的上部;與此同時,儲水箱底部的冷水由下循環管流入集熱器的底部;這樣經過一段時間後,儲水箱中的水形成明顯的溫度分層,上層水首先達到可使用的溫度,直至整個儲水箱的水都可以使用。
  
  用熱水時,有兩種取熱水的方法。一種是有補水箱,由補水箱向儲水箱底部補充冷水,將儲水箱上層熱水頂出使用,其水位由補水箱內的浮球閥控製,有時稱這種方法為頂水法;另一種是無補水箱,熱水依靠本身重力從儲水箱底部落下使用,有時稱這種方法為落水法。
  
  強製循環
  
  強製循環太陽能熱水係統是在集熱器和儲水箱之間管路上設置水泵,作為係統中水的循環動力;與此同時,集熱器的有用能量收益通過加熱水,不斷儲存在儲水箱內。
  
  係統運行過程中,循環泵的啟動和關閉必須要有控製,否則既浪費電能又損失熱能。通常溫差控製較為普及,有時還同時應用溫差控製和光電控製兩種。
  
  溫差控製是利用集熱器出口處水溫和貯水箱底部水溫之間的溫差來控製循環泵的運行。
  
  早晨日出後,集熱器內的水受太陽輻射能加熱,溫度逐步升高,一旦集熱器出口處溫和貯水箱底部水溫之間的溫差達到設定值(一般8~10℃)時,溫差控製器給出信號,啟動循環泵,係統開始運行;遇到雲遮日或下午日落前,太陽輻照度降低,集熱器溫度逐步下降,一旦集熱器出口處水溫和貯水箱底部水溫之間的溫差達到另一設定值(一般3~4℃)時,溫差控製器給出信號,關閉循環泵,係統停止運行。
  
  用熱水時,同樣有兩種取熱水的方法:頂水法和落水法。
  
  頂水法是向貯水箱底部補充冷水(自來水),將貯水箱上層熱水頂出使用;落水法是依靠熱水本身重力從貯水箱底部落下使用。在強製循環條件下,由於貯水箱內的水得到充分的混合,不出現明顯的溫度分層,所以頂水法和落水法都一開始就可以取到熱水。頂水法與落水法相比,其優點是熱水在壓力下的噴淋可提高使用者的舒適度,而且不必考慮向貯水箱補水的問題;缺點也是從貯水箱底部進入的冷水會與貯水箱內的熱水摻混。落水法的優點是沒有冷熱水的摻混,但缺點是熱水靠重力落下而影響使用者的舒適度,而且必須每天考慮向貯水箱補水的問題。
  
  在雙回路的強製循環係統中,換熱器既可以是置於貯水箱內的浸沒式換熱器,也可以是置於貯水箱外的板式換熱器。板式換熱器與浸沒式換熱器相比,有許多優點:其一,板式換熱器的換熱麵積大,傳熱溫差小,對係統效率影響少;其二,板式換熱器設置在係統管路之中,靈活性較大,便於係統設計布置;其三,板式換熱器已商品化、標準化,質量容易保證,可靠性好。
  
  強製循環係統可適用於大、中、小型各種規模的太陽能熱水係統。
  
  直流式
  
  直流式太陽能熱水係統是使水一次通過集熱器就被加熱到所需的溫度,被加熱的熱水陸續進入貯水箱中。
  
  係統運行過程中,為了得到溫度符合用戶要求的熱水,通常采用定溫放水的方法。集熱器進口管與自來水管連接。集熱器內的水受太陰輻射能加熱後,溫度逐步升高。在集熱器出口處安裝測溫元件,通過溫度控製器,控製安裝在集熱器進口管理上電動閥的開度,根據集熱器出口溫度來調節集熱器進口水流量,使出口水溫始終保持恒定。這種係統運行的可靠性取決於變流量電動閥和控製器的工作質量。
  
  有些係統為了避免對電動閥和控製器提出苛刻的要求,將電動閥安裝在集熱器出口處,而且電動閥隻有開啟和關閉兩種狀態。當集熱器出口溫度達到某一設定值時,通過溫度控製器,開啟電動閥,熱水從集熱器出口注入貯水箱,與此同時冷水(自來水)補充進入集熱器,直至集熱器出口溫度低於設定值時,關閉電動閥,然後重複上述過程。這種定溫放水的方法雖然比較簡單,但由於電動閥關閉有滯後現象,所以得到的熱水溫度會比設定值低一些。
  
  直流式係統有許多優點:其一,與強製循環係統相比,不需要設置水泵;其二,與自然循環係統相比,貯水箱可以放在室內;其三,與循環係統相比,每天較早地得到可用熱水,而且隻要有一段見晴時刻,就可以得到一定量的可用熱水;其四,容易實現冬季夜間係統排空防凍的設計。直流式係統的缺點是要求性能可靠的變流量電動閥和控製器,使係統複雜,投資增大。
  
  直流式係統主要適用於大型太陽能熱水係統。
  
  熱儲存
  
  在太陽能熱水係統中,貯水箱是用於儲存由太陽能集熱器產生的熱量,有時也稱為"儲熱水箱"。利用液體(特別是水)進行儲熱,是各種熱儲存方式中理論和技術都最成熟、推廣和應用最普遍的一種。通常希望所用液體除具有較大的比熱容之外,還具有較高的沸點和較低的蒸氣壓,前者是避免發生相變(變為氣態),後者則是為減小對儲熱容器產生的壓力。在低溫液態蓄熱介質中,水是性能好,因而也是最常使用的一種。
  
  優點
  
  ①物理、化學和熱水學性質很穩定,人們對它了解得十分清楚,使用技術最成熟;
  
  ②可以兼作蓄熱介質和傳熱介質,在儲熱係統內可以免除熱交換器;
  
  ③傳熱及液體特性相當好,在常用液體中,其比熱容大,熱膨脹係數較小,黏滯性小,很適合於自然循環和強製循環;
  
  ④液態-氣態平衡時的溫度-壓力關係十分關係十分適用於平板太陽能集熱器;
  
  ⑤來源豐富,價格低廉。
  
  缺點
  
  ①作為一種電解腐蝕性物質,所產生的氧氣易於鏽蝕金屬,且對於大部分氣體(特別是氧氣)來說都是溶劑,因而對容器和管道容易產生腐蝕;
  
  ②凝固(結冰)時體積膨脹較大(達10%左右),易對容器和管道造成破壞;
  
  ③在中溫以上(超過100℃),它的蒸氣壓隨其熱水溫度的升高而指數增大,幫用水來儲熱,溫度和壓力都不能超過其臨界點(373.0℃,2.2×10Pa),如就成本而言,儲熱溫度為300℃時的成本比儲熱溫度為200℃時的成本要高出2.75倍。
  
  利用水作為蓄熱介質時,可以選用不鏽鋼、搪瓷、塑料、鋁合金、銅、鐵、鋼筋水泥、木材等各種材料製作儲熱容器,其形狀可以是圓柱形、箱形和球形等,但應注意所用材料的防腐蝕性和耐久性。例如選用水泥和木材作為儲熱容器材料時,就必須考慮其熱膨脹性,便防止因長久使用產生裂縫而漏水。
  
  儲熱水箱儲熱水箱是一種既可以儲熱又可以蓄冷的裝置。它是在給建築物供應熱水、供暖以及空調的係統中作為一個組成部件而發展起來的,主要用於調節能源與能耗之間的不平衡,以便提高係統的熱利用效率及滿足熱負荷的需要。
  
  儲熱水箱由於放熱特性(完全壓出流、完全混合流和部分混合流)、壓力狀態(敞開式和封閉式)、水箱數多少(單箱和多箱)、水箱的安裝方式(立式或縱式和臥式或橫式)、結構材料以及用途等的不同,可以分為各種不同的類型。下麵僅就前兩者進行重點介紹。
  
  放熱特性
  
  按照儲熱水箱的放熱特性(或儲熱水箱內的混合特性),可以分為完全壓出流、完全混合流和部分混合流三類。如以υ表示水流速度,L表示水箱長度,E表示混合擴散係數,則上述三類可以根據箱內水溫的混合程度或混合特性M=υL/(2E)值的大小進行分類。
  
  ⑴完全壓出流
  
  或稱活塞流,即水箱內的完全是活塞式流動,箱內存在冷熱兩個水域,二者的分界麵十分清晰,表明幾乎沒有混合,這時可以認為E→0或M→∞。當儲熱水箱放熱(冷)時,水流從底(頂)部進入,熱量可以全部加以利用,這是一種理想狀態,如圖2-11所示。假定在儲熱水箱內盛有100L溫度為80℃的熱水,然後從底部進口A處緩慢地注入20℃的冷水,而在出口B處流出的則全部是80℃的熱水。但當流出的水量風一超過100L,則水溫立即降為20℃。
  
  ⑵完全混合流
  
  水箱內的溫度完全均勻一致,表明混合得非常充分,這時可以認為E→∞或M→0。通常情況下,這隻有在儲熱水箱內安裝強力攪拌機,當它一邊攪拌一邊緩慢地注入冷水時才有可能實現。開始時從出口B處流出的水溫是80℃,然後隨著時間的推移,水溫按指數函數的形式降低,當流出水量剛好達到100L時,水溫已降為80×e≈29.3℃左右。
  
  ⑶部分混合流
  
  或稱為溫度分層流,表明水箱內的溫度分布不均勻,出現分層情況,這是可以認為E值有限,即0
  
  壓力狀態
  
  按照儲熱水箱的壓力狀態,可以分為敞開式和封閉式兩類。在通常的大氣壓力下,空間采取何種形式為宜,需視實際情況而定。
  
  ⑴敞開式
  
  因水箱與大氣相通,承受壓力較小,但容易受酸性腐蝕,且由於氧氣易溶於水,故對容器的耐腐蝕性要求較高;另外,係統所用消耗伯揚程也要求較高。一般多用於大型太陽能係統。
  
  ⑵封閉式
  
  因水箱內充滿水,故上方應設置膨脹箱,以避免將儲熱水箱破壞。其優點是配管係統簡單,所需水泵的揚程較小,因而循環泵消耗的動力較少;其缺點是所承受的靜壓力比較大,對儲熱水箱的耐壓要求也比較高,因而耐壓容器的設備費用較高。一般多用於小型太陽能係統。
  
  實際應用中,建築物的供熱水係統和屋頂的儲熱水箱(與自然循環熱水係統配套使用)大都是敞開式的;此外,利用基礎梁的空間作為儲熱水箱以及使用混凝土製的單獨儲熱水箱也都是敞開式的。相反,當係統運行溫度在100℃以上時,除非采用特殊的傳熱介質,否則所用儲熱水箱必須是封閉的;此外,放置在地麵上的強製循環熱水係統的儲熱水箱也大都是封閉式的。
  
  儲熱水箱的結構材料,敞開式的多用鍍鋅鋼板、不鏽鋼和玻璃鋼等,而封閉式的則多用搪瓷、不鏽鋼和玻璃鋼等。
  
  儲熱水箱的結構形式,多半采用圓筒形,一則易於加工,易於封閉,比較經濟;二則放熱性能較好,所形成的死水區域較小;三則具有較好的耐壓性(在內壓相同的情況下,作用在圓筒壁上的張力與半徑成正比)。
  
  防凍
  
  太陽能熱水係統中的集熱器及其置於室外的管路,在嚴冬季節常常因積存在其中的水結冰膨脹而脹裂損壞,尤其是高緯度寒冷地區,因此必須從技術上考慮太陽能熱水係統的"越冬"防凍措施。常用的太陽能熱水係統防凍措施大致有以下幾種。
  
  集熱器
  
  集熱器是太陽能熱水係統中必須暴露在室外的重要部件,如果直接選用具有防凍功能的集熱器,就可以避免對集熱器在嚴冬季節凍壞的擔憂。
  
  本書第1章介紹的熱管式真空管集熱器以及內插管的全玻璃真空管集熱器都屬於具有防凍功能的集熱器,因為被加熱的水都不直接進入真空管內,真空管的玻璃罩管不接觸水,再加上熱管本身的工質容量又很少,所以即使在零下幾十攝氏度的環境溫度下真空管也不凍壞。
  
  另一種具有防凍功能的集熱器是熱管平板集熱器,它跟普通平板集熱器的不同之處在於,吸熱板的排管位置上用熱管代替,以低沸點、低凝固點介質作為熱管的工質,因而吸熱板也不會凍壞,不過由於熱管平板集熱器的技術經濟性能不及上述真空管集熱器,應用尚不普遍。
  
  雙循環
  
  雙循環係統(或稱雙回路係統)就是在太陽能熱水係統中設置換熱器,集熱器與換熱器的熱側組成第一循環(或稱第一回路),並使用低凝固點的防凍液作傳熱工質,從而實現係統的防凍。雙循環係統在自然循環和強製循環兩類太陽能熱水係統中都可以使用。
  
  在自然循環係統中,盡管第一回路使用了防凍液,但由於貯水箱置於室外,係統的補冷水箱與供熱水管也部分敷設在室外,在嚴寒的冬夜,這些室外管路雖有保溫措施,但仍不能保證避免管中的水不結冰。因此,在係統設計時需要考慮采取某種設施,在用畢後使管路中的熱水排空。例如采用虹吸式取熱水管,兼作補冷水管,在其頂部設通大氣閥,控製其開閉,實現該管路的排空。
  
  回流係統
  
  在強製循環的單回路係統中,一般采用溫差控製循環水泵的運轉,貯水箱通常置於室內(底層或地下室)。冬季白天,在有足夠的太陽輻照時,溫差控製器開啟循環水泵,集熱器可以正常運行;夜晚或陰天,在太陽輻照不足時,溫差控製器關閉循環水泵,這時集熱器和管路中的水由於重力作用全部回流到貯水箱中,避免因集熱器和管路中的水結冰而損壞;次日白天或太陽輻照再次足夠時,溫差控製器再次開啟循環水泵,將貯水箱內的水重新泵入偏執器中,係統可以繼續運行。這種防凍係統簡單可靠,不需增設其他設備,但係統中的循環水泵要有較高的揚程。
  
  近幾年,國外開始將回流防凍措施應用於雙回路係統,其第一回路不使用防凍液而仍使用水作為集熱器的傳熱介質。當夜晚或陰天太陽輻照不足時,循環水泵自動關閉,集熱器中的水通過虹作用流入專門設置的小貯水箱中,待次日白天或太陽輻照再次足夠時,重新泵入集熱器,使係統繼續運行。
  
  排放係統
  
  在自然循環或強製循環的單回路係統中,在集熱器吸熱體的下部或室外環境溫度低處的管路上埋設溫度敏感元件,接至控製器。當集熱器內或室外管路中的水溫接近凍結溫度(3~4℃)時,控製器將根據溫度敏感元件傳送的信號,開啟排放閥和通大氣閥,集熱器和室外管路中的水由於重力作用排放到係統外,不再重新使用,從而達到防凍的目的。
  
  自動循環
  
  在強製循環的單回路係統中,在集熱器吸熱體的下部或室外環境溫度低處的管路上埋置溫度敏感元件,接至控製器。當集熱器內或室外管路中的水溫接近凍結溫度(如3~4℃)時,控製器打開電源,啟動循環水泵,將貯水箱內的熱水送往集熱器,使集熱器和管路中的水溫升高。當集熱器或管路中的水溫升高到某設定值(或當水泵運轉某設定時段)時,控製器關斷電源,循環水泵停止工作。這種防凍方法由於要消耗一定的動力以驅動循環水泵,因而適用於偶爾發生冰凍的非嚴寒地區。
  
  自限式伴熱帶
  
  在自然循環或強製循環的單回路係統中,將室外管路中最易結冰的部分敷設自限式電熱帶。它是利用一個熱敏電阻設置在電熱帶附近並接到電熱帶的電路中。當電熱帶通電後,在加熱管路中水的同時也使熱敏電阻的溫度升高,隨之熱敏電阻的電阻增加;當熱敏電阻的電阻增加到某個數值時,電路中斷,電熱帶停止通電,溫度逐步下降。這樣無數次重複,既保證室外管路中的水不結冰,又防止電熱帶溫度過高造成危險。這種防凍方法也要消耗一定的電能,但對於十分寒冷的地區還是行之有效的。
  
  四大要素
  
  水溫
  
  生活用熱水(盥洗、淋浴)的溫度要大於體溫,一般在39-42°比較適宜,廚房洗碗可以用相對比較高溫的水(70°以上),可以省去洗潔精等化學合成劑,所以熱水的供應應滿足生活的需要,45-60°比較適宜,且不易結垢,國家規範生活熱水水溫≤60°間接加熱熱媒溫度≤90°
  
  水量
  
  用量表60℃熱水用水定額
  
  序號 建築物名稱 單位 高日用水定額
  
  (L) 使用時間
  
  (H)
  
  1 住宅
  
  有自備熱水供應和沐浴設備
  
  有集中熱水供應和沐浴設備 每人
  
  每日 40~80
  
  60~100 24
  
  24
  
  2 別墅 每人每日 70~100 24
  
  3 旅館
  
  設公用盥洗室
  
  設公用盥洗室、沐浴室、洗衣室
  
  設單獨衛生間、公用洗衣室 每人每日
  
  每人每日
  
  每人每日
  
  每人每日 25~40
  
  40~60
  
  50~80
  
  60~100 24或定時供應
  
  4 賓館、客房
  
  旅客
  
  員工 每床位每日
  
  每人每日 120~160
  
  40~50 24
  
  5 醫院住院部
  
  設公用盥洗室
  
  設公用盥洗室、沐浴室
  
  設單獨衛生間
  
  門診部、診療所
  
  療養院、休養所住房部 每床位每日
  
  每床位每日
  
  每床位每日
  
  每床位每次
  
  每床位每日 40~80
  
  60~100
  
  110~200
  
  7~13
  
  100~160 24
  
  6 養老院 每床位每日 50~70 24
  
  7 幼兒園、托兒所
  
  有住宿
  
  無住宿 每兒童每日
  
  每兒童每日 50~40
  
  10~15 24
  
  10
  
  8 公共浴室
  
  沐浴
  
  沐浴、浴盆
  
  桑拿浴(沐浴、按摩池) 每顧客每次
  
  每顧客每次
  
  每顧客每次 40~60
  
  60~80
  
  40~60 12
  
  12
  
  12
  
  9 理發精通、美容院 每顧客每次 10~15 12
  
  10 洗衣房 每公斤幹衣 10~30 8
  
  11 餐飲廳
  
  營業餐廳
  
  快餐店、職工及學生食堂
  
  酒吧、咖啡廳、茶座、卡拉OK房 每顧客每次
  
  每顧客每次
  
  每顧客每次 15~20
  
  7~10
  
  3~8 10~12
  
  11
  
  18
  
  12 辦公樓 每人每班 5~10 8
  
  13 健身中心 每人每次 15~25 12
  
  14 體育場(館)
  
  運動員沐浴 每人每次 25~35 4
  
  15 會議廳 每座位每次 2~3 4
  
  水壓
  
  一般市政冷水供水的壓力3-6公斤/平方厘米,(0.3-0.6MPa),實際用水末端的壓力一般在2-3公斤(20米-30米水柱)。
  
  熱水的壓力與冷水的壓力相等時調水時相對容易,冷熱水的壓力差別越大,調水越不好調,尤其是開式太陽能熱水器,熱水的壓力源自水箱與用水末端的垂直距離,一般很難達到與冷水壓力相等的狀態,尤其是頂層安裝太陽能的用戶,熱水壓力一般也就是3米,與冷水壓力差別10倍,所以用熱水就會很困難,表現一是調水不好調,二是熱水不能噴出來,隻能是瀝瀝啦啦。
  
  實際上在熱水壓力為1.5公斤時,既能達到舒適的用水壓力,再有熱水的用量也比較節省,既舒適又環保。
  
  行業比較
  
  太陽能光熱的利用隨著常規能源的枯竭及環保越來越多的重視並得到很大的推廣和利用,就以下幾個問題做簡單的介紹,僅代表個人意見。
  
  1。安裝麵積
  
  自上世紀90年代初期,真空管太陽能的出現開始,太陽能熱水器開始的得到大多數百姓的認可,主要解決了四季都可使用熱水的問題,中國一家大型太陽能企業的安裝量能比得上歐盟的安裝總和,在集熱麵積的推廣上中國當之無愧的。
  
  2。安裝費用
  
  中國家庭使用的主流產品是普通敞開式太陽能熱水器,這種熱水器的價格每台2000-5000人民幣,工程產品的價格每噸水(加熱到45°)20000元人民幣左右,發達國家的產品價格及安裝費用要數倍於國內市場。
  
  3。集熱器的形式
  
  國內家用機大部分采用全玻璃真空管集熱器,商用機也主要以全玻璃真空管集熱器為主,這種集熱器價格相對低廉,但產品的安全性、穩定性低,其他金屬流道集熱器相對較少,如平板集熱器、熱管集熱器、U型管集熱器,平板集熱器在中國南方所占比重要多一點。
  
  國外太陽能集熱器以金屬流道為主,尤其以平板集熱器居多,這種集熱器以壽命長、穩定性高,以及可以相對更好的與建築結合,使用量比較多。
  
  4。集熱方式
  
  國內家用機以緊湊式真空管式為主,一次換熱、敞開式無壓係統,將自來水加熱後直接使用,這種係統安裝成本低廉,但穩定定性差,使用不方便,不能完全滿足生活熱水的使用標準,合格的熱水需要滿足四大要素:水溫、水量、水質、水壓,國內普通太陽能熱水器隻滿足了兩個條件即水溫和水量,在水質和水壓方麵不能達到使用標準。
  
  商用係統方麵也同樣以敞開式一次換熱為主,室外管凍裂、水壓、水質問題依然嚴重,但極大地滿足了中國客戶簡單的、基本的熱水需求,使一般中國百姓改善了生活中從沒有熱水到能有熱水使用的狀況,但距離的熱水係統還有很長的路要走,也有少量國內企業在這方麵也動了很多心思,可以做到出水承壓,水質新鮮可飲用,但推廣的量比較少。
  
  歐美國家的家用和商用係統一般采用集熱器和水箱分離的係統,采用二次換熱係統,一次換熱采用太陽液做換熱介質,防止管路凍結。在西班牙,明文規定太陽能的室外管線必須采用防凍液換熱,不得將一次水係統設計在室外,換熱器兩側均采用閉式係統,蓄能水箱也均采用閉式水罐,並可以有多種方式與常規熱源的自動接駁。
  
  5。與建築的結合情況
  
  國內家用太陽能熱水器一般采用圓形水箱,相對建築來講,比較突兀,很難與建築結合,商用機采用管式,將集熱器以30°到50°的傾角傾斜在屋麵上,比較呆板。北京有一家公司叫北京索樂陽光在這方麵做了很好的示範,有相對新穎的設計,比如將水箱設計成六方型、方圓形的,水箱的顏色也不再是珠光白、大紅、大綠,而使用相對沉穩的灰色,與建築顏色比較相匹配。集熱器的布置,可以平鋪到屋麵或者做成弧麵狀,顯得更有靈性。
  
  國外在這方麵做的比國內好很多,一般歐美國家的屋麵以破屋麵居多,大量使用平板集熱器,外觀平整,似天窗,水箱設計時放在室內,這種係統複雜,係統效率也比緊湊式一體機能耗大、效率低,造價也比較高,不適合在國內大麵積推廣。
  
  6。企業運營方式
  
  太陽能係統看似簡單,其實在熱水係統裏麵是最難做好的一種,一般常規能源來講,設備安置在室內設備間,會有穩定的能源供給,而太陽能係統則不成,集熱器必須露天放置,風吹、雨淋、冰凍、暴曬,滿足長期室外的惡劣天氣,陽光輻射的強度、入射的傾角沒有一刻是相同的,且陰天、雨雪,晚上就沒了,所以要做好這種太陽能係統,將不穩定的能源變成穩定、持續、標準的熱源,相比常規熱源的難度是可想而知,由於種種原因,跑、冒、滴、漏冬季不能正常運行的情況時常發生,太陽能係統自身的能耗高也是很大的一個問題。
  
  實際上用戶的使用、安裝條件都是不同的,都是個性化的需求,如何將這種個性化的設計、安裝做到,在國內的這種商業模式是很難做好的。
  
  國內的企業一般是生產廠家+代理商的模式,著名廠家比如皇明、清華陽光、桑普、天普、太陽雨、力諾瑞特,都采取這種方式,這種模式廠家生產規模很大,主要是規模化生產,從集熱器毛坯玻璃管、水箱、溫控儀的電子設備、鈑金,所有的部件都由廠家完成,再大的廠家甚至從礦山開始,煉製集熱器用的玻璃,生產鏈很長,涉及多行業、多產品、多部門。廠家更多的是專注於產品自身的生產,係統的設計、安裝、維護隻有代理商進行。廠家要比代理商強勢得多,而他們的代理商往往以小老板、夫妻店居多,公司化運作的占不到總數量的10%,安裝人員的培訓較少,素質相對比較低,主要以新時代的農民工為主,缺乏專業的培訓,中國的其他行業也有很多這種情況,可能與中國的教育製度有關,技工層麵的人員缺失。廠家和安裝商兩級的法人結構造成在溝通能力、協調能力、安裝水準方麵產生很多問題。
  
  國外這種專業的分工更細致、更專注,集熱器、儲水箱、溫控儀、太陽能專用輔材的生產,專門有不同的生產廠家完成,他們更專注於某一個領域,產品的穩定性、使用年限都比國內,最後的安裝由專業的有資質的係統集成商來完成,由他們整合客戶的設計、產品的選型、實地的安裝、維護。這樣的係統才能有更好的個性化設計,最大限度的滿足用戶的使用要求,係統集成商對於中國的一般老百姓來講認知度比較低。
  
  7。安裝能力
  
  要想把一件事情做好,必須把每個細節做好;要想把一件事情做壞,隻需一點即可做到。大家都聽說過一個馬釘毀掉一個王國的故事,即是這個道理。
  
  太陽能的安裝不同於普通電熱水器的安裝,電熱水器其實隻是一個掛機的安裝,太陽能係統則不同,複雜得多,每個用戶都是個性化的,需要良好的太陽能主機、認真的測量、設計、有保障的的輔材、標準的安裝和負責任的服務,且不同的地域應選擇不同的主機、輔材和安裝方式,每個環節都做好,使用起來才能放心、舒心。
  
  國內在這方麵能夠做的很好的不多,主機沒問題,輔材問題不斷,係統能耗比較大。沒有良好的設計、會商製度,施工圖紙粗陋,甚至根本沒有,師傅帶徒弟,圖上沒有,全靠心裏走,時常缺少配件,經常是臨時到建材小店裏買,容易出問題的可能就是這個小配件,可要知道一個太陽能用的墊片都要高於普通熱水器的使用標準,高溫時可達100°,低溫時又有可能達到-20°,如此反複,普通墊片不漏水就不對了。
  
  國外在這方麵做的比AG亚游集团好很多,前期設計細化,配件質量相對更好一些。
  
  8。產品的品質及技術水平
  
  中國的產品同歐美發達國家相比還有一定的差距,產品質量、外觀設計、係統安全性、穩定性比國外還有一定的差距。
  
  9。國內太陽能企業對太陽能的誤解
  
  ⑴太陽能在很多時候是不行的,由於陽光輻照量不確定的問題,導致熱水供應波動嚴重,對於集熱器的技術非常重視,五花八門的過度宣傳,三靶幹涉膜、航天鍍膜、紫金鍍膜、梅花管、三高管、三強管等等,其實太陽能集熱器的集熱的效率差別一般不會超過5%,往往忽略了儲熱係統及熱量的輸送環節。
  
  晴天熱量過多,春夏秋三季熱量過多,冬季、陰雨天熱量不足,太陽能的儲熱能力就變的異常重要,所以儲熱量要大,保溫效果要好,盡量讓熱水保持在60度以下運行,這樣效率高,不易結垢,也可防止管道和電子元件破壞,而非熱水器溫度越高越好,要看總熱量的多少。
  
  熱水輸送環節最常見的問題是室外管路保溫的防護和探頭的敷設位置,一般廠家采用空調行業常用的橡塑保溫或聚乙烯保溫,這種材料在高溫時(80-100°)被燙壞,好多由於沒有金屬外皮的防護,容易吸水而失效,導致係統大量散熱,集熱循環探頭也沒有安裝在集熱器內部,而是敷設在熱水口外側,甚至熱水管道上,探頭不能監測集熱器真實溫度,導致集熱循環啟動滯後,顯示偏低,最終導致係統效率變低。
  
  ⑵市場現存的真空管集熱器、熱管集熱器、U型管集熱器、平板集熱器,市場宣傳口徑也不同,各廠家都在王婆賣瓜,其實每種集熱器都有不同的優勢,他們單從集熱能力上來講相差不了太多,應根據不同的場所、不同使用要求選擇適合的產品,不能單獨評說優劣,適合的才是好的。
  
  ⑶一般國內廠家把太陽能水箱再內置電加熱作為獨立的一個熱源供應係統用戶直接使用,從係統的節能性和穩定性來講,把太陽能熱水作為提高冷水溫度的初級熱源,然後當溫度達到用水溫度時直接供出,當水溫不夠時,再進入常規熱源補充加熱,這樣優先使用太陽能,係統變得高效、穩定,北京融華世家小區的太陽能既是這樣的係統,太陽能加熱後供給小區熱力站,然後再輸出到用戶。