太阳能热水器和太阳能的构造和设计原理
太阳能热水器把太阳光能转化为热能,将水从低温度加热到高温度,以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器,真空管式太阳能热水器为主,占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成,把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热管利用热水上浮冷水下沉的原理,使水产生微循环而达到所需热水。
吸热过程
真空管式热水器的吸热时,太阳辐射透过真空管的外管,被集热镀膜吸收后沿内管壁传递到管内的水。管内的水吸热后温度升高,比重减小而上升,形成一个向上的动力,构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱上部,同时温度较低的水沿管的另一侧不断补充如此循环往复,最终整箱水都升高至一定的温度。
平板式热水器,一般为分体式热水器,介质则在集热板内因热虹吸自然循环,将太阳辐射在集热板的热量及时传送到水箱内,水箱内通过热交换(夹套或盘管)将热量传送给冷水。介质也可通过泵循环实现热量传递。
循环管路
家用太阳能热水器通常按自然循环方式工作,没有外在的动力。真空管式太阳能热水器为直插式结构,热水通过重力作用提供动力。平板式太阳能热水器通过自来水的压力(称为顶水)提供动力。而太阳能集中供热系统均采用泵循环。由于太阳能热水器集热面积不大,考虑到热能损失,一般不采用管道循环。
使用过程
平板式太阳能热水器为顶水方式工作,真空管太阳能热水器也可实行顶水工作的方式,水箱内可以采用夹套或盘管方式。顶水工作的优点是供水压力为自来水压力,比自然重力式压力大,尤其是安装高度不高时,其特点是使用过程中水温先高后低,容易掌握,使用者容易适应,但是要求自来水保持供水能力。顶水工作方式的太阳能热水器比重力式热水器成本大,价格高。
向左转|向右转
解决方法:
1、将热水器冷水进水口与热水循环系统的顶端通过波纹管连接,燃气热水器的冷水进水口处连接波纹管的时候记得缠绕生胶带。热水循环上方的波纹管连接处记得使用硅胶垫片加固外丝使用扳手旋紧。
2、在回水角阀与冷水角阀处使用一个三通,三通上是标有方向的,方向为回水角阀流向冷水角阀,三通的另一端链接着水流感应器、波纹管、热水循环系统的下端,水流感应器的另一端连接与热水循环系统底部黑色感应接头处。
扩展资料
原理使用
1、(热水器配的是温控)启动家庭热水回水装置开启有几种方式:
(1)是使用家庭热水回水装置的遥控器;
(2)是通过开关水龙头;
(3)是使用热水器温控上的开关。
2、而效果最好的是使用手动:即开关水龙头,总之不论是否铺回水管,都必须在使用热水器前(这个时间可能是二至三分钟左右)告诉家庭热水回水装置一个回水的信号。
(1)若安装了回水管。这时,家庭热水回水装置的水泵就开始工作了,它将热水管里残留的冷水抽至回水管,再并入冷水管,这样,冲凉时热水器出来的就是热水了。
(2)若没有安装回水管。必须在距离热水器最远的洗手盆的下方安装一个单向角阀,当家庭热水回水装置得到回水的信号开始工作时,热水管原残留的冷水就通过单向角阀被直接抽至冷水管,这样,冲凉时出来的也直接是热水。
建设12层以下住宅要装太阳能热水
1、《办法》明确,政府投资的办公建筑、学校、医院、保障性住房等建设项目,社会投资的单体5000平方米以上的公共建筑以及10万平方米以上的小区项目应按绿色建筑标准进行规划、建设和运营管理。湖南湘江新区、高铁新城等区域内新建建筑要100%按绿色建筑标准进行规划、建设和运营管理。
2、位于生态敏感区、核心景观片区及区位优势明显,具有突出经济价值或社会价值的项目要按二星级以上绿色建筑标准进行规划、建设和运营管理。鼓励其他建筑按照绿色建筑标准进行规划、建设和运营。
3、根据《办法》,政府投资项目和2万平方米以上的大型公共建筑,建设单位应当选择一种以上适合本项目的可再生能源,并具有一定应用规模。新建、改建、扩建12层及以下的居住建筑应当统一设计和安装太阳能热水系统。可再生能源应用设施应当与建筑主体工程同步设计、同步施工、同步验收。鼓励其他新建民用建筑和既有建筑改造项目中应用可再生能源。
4、同时,建筑面积在3000平方米以上的国家机关办公建筑和建筑面积在1万平方米以上的新建公共建筑应安装能耗监测数据采集系统,且应与建筑主体工程同步设计、同步施工、同步验收,所采集的建筑能耗数据应能稳定上传至我市建筑能耗监测平台。
小区建设应符合海绵城市建设要求
1、《办法》要求,小区建设应当符合海绵城市建设要求,合理设置绿色雨水基础设施,包括雨水花园、下凹式绿地、屋顶绿化、植被浅沟、雨水截流设施、雨水塘、雨水湿地、景观水体、多功能调蓄设施等。新建建筑的景观用水、绿化用水、道路冲洗用水应当采用雨水、再生水等非传统水源,场地排水管网建设要采用雨污分流技术。
2、新建建筑要大力推广应用绿色建材,稳步提高新建建筑中绿色建材应用占比。推广使用新型墙体材料、高强钢筋、高性能节能门窗、住宅产业化成套部品部件及技术、高性能混凝土、外墙外保温及自保温产品(体系)、保温装饰一体化产品(体系)等,建筑外墙外保温材料水平截面积不计入容积率。鼓励使用再生建筑材料。
3、此外,长沙将建立建筑节能和绿色建筑示范工程推广制度,经评定列入示范项目库的项目,授予“长沙市建筑节能或者绿色建筑示范工程”称号,按照有关规定享受财政资金奖励或者定额补助。
参考资料:百度百科-家庭热水回水装置
参考资料:人民网-长沙明确要求:12层以下住宅装太阳能热水系统
国家没有这种规定,只是一些当地政府有这种规定。例如:
1、北京
《北京市太阳能热水系统城镇建筑应用管理办法》
第九条 本市行政区域内新建城镇居住建筑,宾馆、酒店、学校、医院、浴池、游泳馆等有生活热水需求并满足安装条件的新建城镇公共建筑,应当配备生活热水系统,并应优先采用工业余热、废热作为生活热水热源。
不具备采用工业余热、废热的,应当安装太阳能热水系统,并实行与建筑主体同步规划设计、同步施工安装、同步验收交用。
第十二条 新建建筑安装太阳能热水系统的投资由建设单位纳入项目建设成本。
2、广州
《广州市绿色建筑和建筑节能管理规定》
第十六条 鼓励在建筑中推广应用太阳能热水、太阳能光伏发电、自然采光照明、热泵热水、空调热回收等可再生能源利用技术。
新建12层以下(含12层)的居住建筑和实行集中供应热水的医院、宿舍、宾馆、游泳池等公共建筑,应当统一设计、安装太阳能热水系统。不具备太阳能热水系统安装条件的,可以采用其他可再生能源技术措施替代。
确实无法应用可再生能源技术措施制备热水的,建设单位应当向建设行政主管部门提出书面说明,由建设行政主管部门组织专家进行评估,并在20个工作日内做出评估结论并予以公示。专家评估结论认为应当采用可再生能源技术措施的,建设单位应当按照专家评估结论实施。
新建别墅、农村居民自建住房等独立住宅,应当安装太阳能热水系统。
全部或者部分使用财政资金,或者国有资金占主导的新建、改建、扩建房屋建筑项目,应当至少采用一种再生能源利用技术。
3、黄石
《关于进一步加强可再生能源建筑规模化应用和管理的通知》第二条:
二、推进可再生能源在建筑中的规模化应用
(一)全市范围内新建、改建、扩建18层及以下住宅(含商住楼)和宾馆、酒店、医院病房大楼、老年人公寓、学生宿舍、托幼建筑、健身洗浴中心、游泳馆(池)等热水需求较大的建筑,应统一同期设计、同步施工、同时投入使用太阳能热水系统。
18层以上居住建筑的上部应统一设计安装太阳能热水系统,其太阳能热水系统使用比例应达到30%以上。
(二)政府投资的办公楼、公益性公共建筑和1万平方米以上的大型公共建筑应至少选择一种可再生能源建筑应用,如太阳能热水系统、太阳能光伏发电或地源热泵空调系统。
(三)鼓励其它公共建筑统一设计和安装应用可再生能源,鼓励在既有建筑改造中应用太阳能热水系统。
三、加强可再生能源建筑应用的质量控制
(一)建设单位应将可再生能源建筑应用作为建筑节能措施列入项目建设计划,在委托设计单位设计时应明确可再生能源建筑应用种类,设计内容和要求,可再生能源的造价应列入建筑工程总预算。
4、新疆
《关于完善可再生能源建筑应用政策及调整资金分配管理方式的通知》第一条、第四条
一、稳定可再生能源建筑应用示范市县政策,更好地发挥示范带动作用
自可再生能源建筑应用示范市县(以下简称示范市县)政策实施以来,有效带动了可再生能源在建筑领域的应用规模,提升了应用水平,取得了良好的示范效果。
考虑到已批准示范市县的数量已经达到一定规模,为了充分发挥示范带动作用,集中力量将现有示范市县工作做深做透,将严格控制新增示范市县,今后不再组织申报,对2012年(含)以前提出示范申请的市县,如条件成熟、经核查达到条件要求的可列入示范。
此后,其他个别推广潜力大、工作基础好、条件成熟的市县,在经过核查、验收等程序后,可增补为示范市县。中央财政继续支持完成任务的示范市县扩大推广应用规模,根据新增推广任务面积拨付相应补助资金。同时,两部将进一步加大对示范市县的监督考核力度。
四、大力推进实施太阳能浴室等重点工程,切实推动新能源更好地惠及民生
在上述政策框架内,财政部、住房城乡建设部将优先支持太阳能光热应用等成熟技术的推广,启动和实施一系列重点工程,使财政补助资金向农村地区、公益性建筑和保障性住房等方面倾斜,支持有关地方推广太阳能海水淡化技术。鼓励各省在编制实施方案时优先纳入重点工程实施内容。
(一)太阳能浴室工程。主要内容是以村为单位,建设公共太阳能浴室,解决农村特别是北方地区农村冬季洗浴难的问题。各省应对本辖区内村庄建设公共太阳能浴室工程的需求进行调查摸底,编制建设计划,并对浴室选址、设计、产品采购及施工加强指导、监督和政策支持,确保建设质量。
北方地区建设的太阳能浴室必须同步采取建筑节能措施,进一步提高舒适性。要积极探索太阳能浴室建成后的后续管理模式,确保长期高效使用。
(二)保障性住房太阳能推广工程。主要内容是有条件地区在保障性住房建设中,同步规划、设计、安装应用太阳能,为居民提供生活热水等。各省应根据地区实际及保障性住房建设规划,合理安排推广计划,与保障性住房建设同步实施、同步投入使用。
(三)农村被动式太阳能暖房工程。主要内容是在新农村民居建设工程、牧民定居工程等集中建设农村住宅的过程中,同步采用被动式应用太阳能技术,部分的解决冬季采暖问题。各省要统筹考虑本地区气候特点、居民生活习惯、农居建筑形式等因素,合理选择被动式太阳能技术,并统一进行设计、施工。
(四)阳光学校、阳光医院工程。主要内容是在寄宿制中小学、卫生院等公益性公共建筑中大力推广应太阳能,包括建设太阳能浴室及集中太阳能热水系统,解决生活热水需求;建设太阳能房,解决教室、病房的采暖问题等。各省要及时摸清学校、医院太阳能应用需求,编制建设计划及具体工作方案。
5、海南
第三条 城镇规划区以及旅游度假区、开发区、产业园区、成片开发区内的下列新建、改建、扩建民用建筑,或者具备安装应用条件的在建和既有民用建筑,应当统一配建太阳能热水系统:
(一)12层以下(含12层)的住宅建筑
(二)单位集体宿舍、医院病房、酒店、宾馆、公共浴池等公共建筑。
前款规定范围内经批准使用温泉地热的民用建筑可不应用太阳能热水系统。
第四条 鼓励支持第三条规定范围以外的建筑和农村住宅建筑安装应用太阳能热水系统。
第五条 鼓励将太阳能的其他应用方式广泛用于各类建筑领域。
第六条 县级以上人民政府应当加强对太阳能热水系统建筑应用工作的领导,建立协调机制,推进太阳能热水系统的建筑规模化应用。
省和市、县、自治县住房和城乡建设主管部门负责本行政区域内太阳能热水系统建筑应用的监督管理。
第十条 省和市、县、自治县人民政府应当安排补助资金,支持引导太阳能热水系统建筑应用及行业发展。
根据不同的建筑类别,财政补助资金为太阳能热水系统增量投资的30%~50%。具体补助资金使用管理办法由省财政主管部门会同省住房和城乡建设主管部门另行制定。
参考资料:海南省人民政府-海南省太阳能热水系统建筑应用管理办法
参考资料:中央人民政府-关于完善可再生能源建筑应用政策及 调整资金分配
参考资料:黄石城乡建设委员会-进一步加强可再生能源建筑规模化应用和管理
参考资料:中央人民政府-北京市太阳能热水系统城镇建筑应用管
参考资料:广州市人民政府-广州市绿色建筑和建筑节能管理规定
2、除有其他用途的蒸汽外,不应采用燃气或燃油锅炉制备蒸汽通过热交换后作为生活热水的热源或辅助热源。
3、当有其他热源可利用时,不应直接采用电加热作为生活热水系统的主体热源。
如今,很多家庭都安装了太阳能热水器,使用起来很方便,带有很多好处。那太阳能热水器有什么优点?PChouse带大家一起了解下吧。
1、太阳能热水器系统全自动静态运行,无需专人看管、无噪音、无污染、无漏电、失火、中毒等危险,安全可靠,环保节能利国利民。
2、系统保温性能好,蓄热能量大,保温水箱有蓄水功能,可满足大批量人员集中使用热水,亦可作停水时应急水源之用。
3、太阳能热水器具有排污净化功能,水源洁净无污染。
4、太阳能是可再生能源,具有取不之尽,环保无污染的特点,只有阳光,便可不正常运行。太阳能热水器的节能效果明显,可节省不少电费成本,一次投入,2、3年内便可收回投资。
5、太阳能只吸收太阳光进行加热,不存在燃气中毒和触电的危险,使用安全可靠。此外,太阳能热水器的设计寿命为10年。
6、高科技产品,铜铝阳极化复合板芯或全紫铜板芯,表面处理工艺高,传热性能好,吸热能力强,产水量大。
当今世界资源缺乏,环境污染严重,地球母亲被她的骨肉们折腾的早已不复当年的美丽。如今的人类开始反省自己行为的得失,并且采取了一系列措施,保护受到伤害的地球母亲。可以说环保产业现在已经成为了新的科技发展方向,人们的环保观念也日益提高。说到环保就离不开对太阳能的应用,如今,太阳能技术早已不是什么稀罕物,在我们生变随处可见。与我们生活息息相关的可能就是太阳能热水器了。
热水是家庭中必不可少的,太阳能热水器的出现是环保观念深入人心的与太阳能技术发展的产物。与其他类型的热水器相比,太阳能热水器有着怎样的优势,又有着怎样的缺点。人们为什么会选择太阳能热水器呢?
绿色环保
太阳能热水器的最大优点就是绿色环保。太阳光可谓是取之不尽,用之不竭,在温暖地球的同时,太阳能也是一种可再生的绿色能源。相比与电热水器或者燃气热水器来说,太阳能热水器使用的是绿色环保的太阳能,而且在使用的任何环节都不会产生污染,是一种真正的绿色环保产品。
节省费用,节能
太阳能热水器使用的是太阳光这种能源,用户只要购买太阳能热水器并进行安装就可以得到充足的热水,而不用担心电费燃气费等其他费用,也不会消耗其他的能源。可谓是一次性投资。虽然太阳能热水器较贵,但是从长远来看,节省的费用远远要超过购买太阳能热水器所多花费的费用。
安全,使用放心
无论是电热水器还是燃气热水器,在使用上都会有漏电、漏气等安全性问题,特备是有小孩子的家庭,安全隐患则更加之大。使用太阳能热水器,用户完全没有安全方面的担心,完全可以放心使用。
太阳能热水器有着诸多优点,但是它也是有缺点的。太阳能热水器的最大缺点就是对太阳光的依赖性。众所周知我国南方地区降雨量丰富,特别是在春季还会有连续阴雨的“梅雨”天气,在这种阳光不充足的天气中,太阳能热水器是无能为力的。阳光充足的夏天,太阳能热水器提供的热水是十分之热的,但夏天人们的热水需求量较低。在人们对热水需求较大的冬季,会由于阳光不足,而导致太阳能热水器加热能力受到阻碍,水温不够高。
---厦门市大赫热水设备有限公司总工 李英华
随着我国经济的飞速发展,能源紧缺以及环境保护问题日益突出,特别近年来,现代人们的生活都在追求高品位,但是没有热水的生活不是高品位的生活,现代家庭、宾馆、学校、工厂、休闲场所都在安装热水设备。选定怎样的热水设备?如何获取热水?如采用高品位能源(如电、煤气、柴油等)、直接加热的传统方式获取热水,这样不但会给你带来安全、消费、环保的烦恼,而且也不符合建设节约型社会的要求。尽可能多的利用天然能源(如太阳能、空气能等)这些取之不尽、免费能源,方便快捷的获取热能制取热水,这样既节约能源又保护了环境。
太阳能和空气能是分散的能源,如何把它们尽可能多地集中起来合理利用。太阳能是依靠太阳真空集热管来收集热能,它把太阳光转化为热能而被利用。空气能的收集则是利用载热体—冷媒这种特殊物质来吸收空气中的热能搬运到水中而被利用。
由于太阳能是分散能源,根据用户热水用量设计足够的集热面积才能达到节能的目的;空气能同样是分散能源,它要求能效比COP值越大越节能。
这里主要对空气源热泵的基本知识,原理、核心技术、特点等作简单介绍,有不当之处请各位专家批评指正。
一、泵与热泵的工作原理
1、泵的概念:所谓泵是一种把分散物质集中并提高其位能的装置。“热”不是物质,而是能,“热”的集中和提高位能必须通过载体来实现,载体就是冷媒。热泵就是利用少量高品位的电能作为驱动能源,从低温分散的热源高效吸收低品位热能并传输给高温热源,达到“泵热”的目的。
2、热泵的概念:热泵目前应用最普遍的是蒸汽压缩式热泵。这种热泵系统的工作原理:冷媒在蒸发器内吸热后蒸发,蒸发成过热蒸汽进入压缩机,在压缩机中经绝热压缩变为高温高压的气体,经冷凝器定压冷凝为低温高压液体,液态冷媒经节流为低温低压液体,再进入蒸发器定压吸热,依次往复循环。热泵热水器就是把空气中热能搬运到水中将水加热。
热泵技术是一种提高能量品位的技术,它不是能量转换的过程,所以不受能量转换效率极限100%的制约,而是遵守逆卡诺原理。其搬运的能量与驱动热泵的电能之比称为制热性能系数又称为能效比(用COP来表示)。能效比COP值越大越节能。
二、空气源热泵的核心技术问题
空气源热泵热水设备的核心技术问题是能效比COP值,考察选定空气源热泵热水设备的重要指标也应是COP值的大小,COP值越大越节能。
1、怎样才能得到高的能效比COP值:
1)在热泵整个系统中起关键作用的是载热体冷媒,(它好像汽车拉货。拉的要多;跑的快;装卸要快;又省油)这就要求载热体冷媒除具有制冷剂的性质外,还应具有①单位吸热量要大、吸放热要快而多;②蒸发温度(冷媒的两态:液态和气态转换温度点)要低(-10ºC时仍能吸热);③在能产生65℃热水的同时又要求冷媒的临界压力要低,低于普通热泵系统保护压力2.6MPa,(压缩机保护压力2.8MPa)。否则压力太高对压缩机不利或使压缩机进入高压保护而不能制高温热水,甚至压缩机长时间在高压下工作而损坏。
2)要求有较大换热面积的蒸发器,与空气接触的表面积越大,在同等条件下能搬运到的热量就越多,能效比COP值就会越高越节能。
3)热泵热水机组中关键部件压缩机,要求压缩机排气量、排冷量、能效比、旋转率等性能指标好,并且要和整个系统及采用的冷媒相匹配,否则冷媒对铜产生腐蚀作用,损坏热泵系统,豪瓦特.大赫采用美国谷轮压缩机,再和高效的冷媒,增加了表面积的蒸发器相匹配,所以其能效比COP值高,能效比COP值可达到4.7
4)冷媒必须是环保型:我们委托上海市环境保护产品质量监督检验总站对冷媒进行检测,检测结果:纯度99.99%;水分0.001%;蒸发残渣0.0012%;消耗臭氧潜能值ODP值小于0.11。
2、和空调的区别:有人说热泵就是空调的反用,这句话对也不对,它们都是应用逆卡诺原理这是对的,不对的是:
1)使用的温度范围不一样;空调的调整温差十几度,热泵的温差30-40度,有时要达到60度,这么大的温差范围就要求两者不同。
2)由于温差大,热量搬运量大,所以选择运输工具就是载热体(冷媒)不同。
3)系统不同:载热体(冷媒)不同, 运输工具不同与之匹配的系统就不同。
三、空气源热泵热水系统的优势
1、热能来源丰富。太阳的能量是巨大的,取之不尽用之不竭,而且有大部分能量是以地流热、辐射热等形式存在于空气中。特别在中国南方地区环境温度高,优势更加明显。
2、运行费用低。空气源热泵热水系统利用很少的电搬运几倍的热量到水中,年节约率可高达70%以上。
3、使用效果好。空气源热泵热水系统采用容积储热方式,特别是集中供热系统采用定温放水、温差循环系统后,运行更可靠、节能效果更明显。
4、环境效益明显。空气源热泵热水系统无论在制作过程还是在使用过程中,都没有任何污染,特别在环境污染日益严重的今天,更为重要。
缺点:由于空气能是分散能源,制热速度慢,热水要储热式。
http://xmecc.smexm.gov.cn/2006-4/2006410161017.htm