一、太阳能热水系统原理、集热面积计算

　　1、太阳能集热原理图

　　运行原理：

　　集热器温度探头T1

　　三个储水箱温度探头T2-1,T2-2,T2-3

　　（1）温差循环：三个水箱依次循环。储水箱C与集热器的温差循环为先，当集热器的温度T1-1与储水箱C的温度T2-3之差大于10度，即（T1-1-T2-3≥10℃）循环泵P1启动，当两者温度之差小于5度（T1-1-T2-3≤5℃），循环泵停止循环；当储水箱C内的温度到达50℃时，系统自动转换到储水箱B水箱的集热循环，依次循环。

　　（2）供水：采用变频供水，以储水箱C为供水水箱，保持储水箱C内的水温不低于45℃，且水箱内的水量随用随补。

　　（3）辅助能源（电锅炉B）：当水箱C内的水温低于40℃时，锅炉启动，到达45℃停止，保持水箱C内水的温度。早上4：00前系统监测水箱C内的温度，若低于35℃，则利用低谷电将水箱C内的水温加热到40℃，来满足早上的用水要求。

　　（4）过热保护：当集热器的内介质的温度高于90℃时，散热器开始工作将管道温度降至80℃。温差循环泵P与Pb一备一用，两台循环泵交替使用，避免水泵工作时间过长，寿命降低。

　　（5）系统设计将每周对水进行高温加热至60℃，防止军团菌的滋生。

　　（6）为防止水在水箱里高温结垢，系统设计在进冷水处安装净化水装置。

　　（7）管道循环：当管道温度低于30℃，电磁阀DCF3打开，通过管道压力变化启动循环泵P4进行管道循环，当管道温度到达35℃时，电磁阀关闭，停止管道循环。

　　2、基本条件：

　　1）、基础水温：15℃

　　2）、太阳辐照资料

　　根据国家气象中心提供的《中国气象辐射资料年册》（2001年）中，北京（区站号：54511；东经：116°28′；北纬：39o48′；观测点海拔高度：31.3m）的月日均及年总辐射数据（单位MJ/m2）：

　　水平面上的年均日辐射量为：14.46MJ/m2,考虑集热器采光面积与水平面的夹角为37°，斜面系数按照1.05，采光面上的日均辐射量为14.46×1.05=15.183MJ/m2。

　　3、系统集热器总面积

　　1）直接系统集热器总面积：

　　2）间接系统集热器总面积：

　　计算间接系统的集热器总面积为178.2㎡,单台集热器的采光面积为2.23㎡，则需

　　要安装79.9台，取整安装80台U型管集热器总集热面积为：178.4㎡。阴雨天气和冬季由辅助能源电锅炉提供。

　　二、太阳能集热系统的自动注液装置

　　集热系统采用封闭式间接换热方式，系统正常运行压力0.2～0.3Mpa(屋面集热器系统).为了满足系统的正常压力，保证系统的正常运行，在集热系统中设置稳压装置。

　　自动注液由太阳液贮存箱、注液泵、压力控制器、压力罐等组成。

　　运行方式：当太阳能集热管路中的压力小于0.15MPa（注液设备在屋面）时，启动注液泵进行注液，同时压力增加，当管路中的压力大于等于0.25MPa（注液设备在屋面）时,注液泵停止。首次注液时，启动注液泵，同时打开阀门F1,同时关闭阀门F2，当系统压力达到设定值时，首先关闭阀门F1,然后打开阀门F2，最后停止注液泵。

　　三、防过热保护器的设计和选型

　　太阳能系统在太阳能辐照量较好的夏季，若用水量持续偏小或不用水，将会造成系统温度过高，系统压力增加。在这种工况下，太阳液（传热介质）稳定性差，同时对太阳能集热器自身的寿命有一定的影响。

　　为了避免这种现象的出现，保障系统的正常运行，在系统中安装了过热保护器。当三个水箱中的温度均超过80℃，太阳能集热器的温度超过90℃时，常开电磁阀DCF5关闭，将太阳能过热保护器串联在集热系统中，进行散热；当三个水箱中有一个水箱中的水温低于80℃或集热系统中的温度低于90℃时，关闭电磁阀。

　　太阳能过热保护器的计算选型

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