太陽能熱水工程的設計與安裝

　　關(guān)于太陽能熱水工程的各種優(yōu)勢、特點，在很多文章中多有介紹，在此就不重復闡述了。根據(jù)我們設計太陽能熱水工程的一些體會，做一些介紹。設計工作開展之前，注意做好全面分析、合理設計、選用適宜的太陽能熱水系統(tǒng)方案，才能達到用戶滿意的使用要求。在設計方案中，根據(jù)用戶單位不同條件和需求要靈活分析、確定，不能采用一、二個固定模式設計、安裝。

　　一、設計之前了解的問題：

　　1、用戶單位的建筑條件：

　　建筑物集熱面積的大小、形狀、建筑物高度以及允許放置水箱的位置（樓頂、地面、地下室等）大多不一樣而不相同。

　　2、用戶單位要求情況：

　　日均用水總量；用戶是每日定時一次使用還是隨時使用；要求用水溫度；用水使用位置；實際用途：洗浴用水、浴池加溫、魚池加溫、環(huán)境（種植或養(yǎng)殖大棚）加溫。

　　3、用戶單位輔助能源的條件：

　　確定采用（電加熱器，電鍋爐，燃油、燃氣鍋爐，水源、地源或空氣源熱泵機組等）一種方案或二種以上的組合方案。

　　4、地理位置及條件：

　　根據(jù)用戶的地理緯度和冬季最低環(huán)境溫度、四季日照條件、朝陽的方向是否有遮擋，分析安裝條件。

　　5、用戶單位的水壓與電壓：

　　了解用戶單位的水壓與電壓以及供應情況。

　　二、常見的幾種設計方案

　　1、家用太陽能熱水器的串并聯(lián)方案。在用戶要求不是很高的情況下較為常見，適宜在用戶條件比較簡單的環(huán)境使用。安裝數(shù)量太多則載荷過重，對于建筑物會有不利影響。設計中注意上下水主管路的直徑與串并聯(lián)數(shù)量關(guān)系，避免補水量與用水量產(chǎn)生矛盾。

　　2、自然循環(huán)設計方案。在小噸位用水量中也很普遍，不適于大噸位用水量方式。這種方式比較簡單，有一定的要求，水箱與太陽能集熱器的高度問題，水箱的支架要計算載荷問題和防風問題，符合《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》，無論是采用什么方式的太陽能集熱器，其串并聯(lián)的數(shù)量要求合理，應符合《太陽能熱水系統(tǒng)設計、安裝及工程驗收技術(shù)規(guī)范》。

　　3、定溫放水設計方案。通過集熱器與水箱之間的溫差，控制進涼水方式將達到設定溫度的熱水頂入水箱，水箱的熱水注滿后通過溫差循環(huán)繼續(xù)增溫，這也是很多太陽能公司目前使用的方案。這種方式在日照條件好時一般沒有問題，在日照條件較差時，應注意在這種方案中及時補水，使水箱內(nèi)應具有一定的水量，防止電加熱器干燒。當水箱的水溫低于設定溫度時，要求輔助能源設備及時啟動，保證用戶的正常使用。另外，在設計中根據(jù)用戶的使用要求不同，分別設定采用每日定時加熱方式與定溫隨時加熱方式。在北方要有低溫防凍保護功能。

　　4、溫差循環(huán)設計方案。通過控制器的設定，使水箱一次注滿水，達到最高水位，采用太陽能集熱器與水箱內(nèi)的溫差，控制循環(huán)泵工作，不斷提升水箱中的水溫，這是一種很實用的溫差循環(huán)方案。設計中根據(jù)熱水使用的用途不同而設定出水溫度。每日定時上水，當達到最低水位時，隨時自動補水，保證水箱中一定的水量。根據(jù)用戶條件，輔助能源設備可以采用一種或二種以上的方案。設計中根據(jù)用戶的需求不同，可以設定是每日定時加熱方式還是定溫隨時加熱方式。在北方要求低溫防凍保護功能。

　　三、控制器功能及系統(tǒng)設計：

　　1、水箱溫度顯示：

　　可以隨時觀察水箱中的水溫，這是用戶使用中需要經(jīng)常了解的太陽能系統(tǒng)工作的重要數(shù)據(jù)。

　　2、集熱器溫度顯示：

　　可以隨時觀察集熱器中的水溫，這是系統(tǒng)調(diào)試時需要了解太陽能系統(tǒng)工作的重要因素之一。

　　3、水位狀態(tài)的顯示：

　　采用五級水位顯示，水位狀態(tài)一目了然。這也是用戶使用中需要經(jīng)常了解的重要數(shù)據(jù)。

　　4、定時加熱時間：

　　設定每天的加熱時間，控制器在設定時間根據(jù)水溫判斷是否需要自動啟動加熱功能。

　　5、設定加熱溫度：

　　設定的范圍適用于不同用戶的需求，洗浴溫度一般在30℃－75℃范圍為宜，其它用途根據(jù)需求設定，最高可以設定99℃。

　　6、設定加熱方式：

　　采用定時加熱或恒溫加熱。定時加熱是在設定的時間，每日一次加熱到設定溫度；恒溫加熱是在水溫低于設定溫度一定值時隨時上水并加熱，達到設定溫度時則停止加熱。

　　7、設定上水時間：

　　設定每天的上水時間，控制器在設定時間使水位自動啟動上水至最高水位止，采用電磁閥還是水泵可根據(jù)需要確定。

　　8、低水位自動補水：

　　當水位下降到最低水位時，控制器應該無條件自動補滿水，保證水箱中有充足的用水。

　　9、水箱溫度控制：

　　水箱中的出水溫度根據(jù)用途來設定，洗浴溫度、大棚采暖溫度、物料烘干溫度等各種不同需求，設定的溫度各不相同。

　　10、系統(tǒng)防凍問題：

　　除了注意保溫材料的厚度問題，可以采用管路排空法；也可以采用全系統(tǒng)循環(huán)法或同時采用電伴熱帶保護法，當系統(tǒng)溫度達到低溫范圍時，可以采用上述的各種方法進行系統(tǒng)防凍保護。

　　11、遠程監(jiān)控：

　　有一些用戶需要在控制室以外的位置需要了解太陽能系統(tǒng)是否正常工作，當控制器工作出現(xiàn)故障會及時發(fā)現(xiàn)。

　　12、使用熱水的恒溫循環(huán)：

　　具有使用熱水的循環(huán)功能，可以使熱水循環(huán)管路始終保持與儲熱水箱溫度接近或相同，用戶在任意水龍頭打開時即出熱水，使用戶的熱水使用具有方便性。

　　13、增加采暖功能：

　　根據(jù)設定溫度滿足南方地區(qū)主要取暖以及北方地區(qū)部分取暖要求，還可以為生產(chǎn)活動（蔬菜、花卉大棚）中的部分起到增溫工作和烘干室的部分工作，節(jié)省常規(guī)能源。

　　14、電氣控制柜：

　　控制柜內(nèi)電路的總控制器及各分路控制器，注意使用功率匹配的熔斷器、斷路器、漏電保護器、繼電器及交流接觸器等，當發(fā)生供電設備短路或漏電現(xiàn)象，總控制器和各路分控制器及時切斷電路，查明故障原因后方可恢復。溫度控制器與電氣控制之間應正確安裝，必須接好保護地。

　　15、安裝形式：

　　根據(jù)環(huán)境條件，可采用多種角度安裝方式，采用強制循環(huán)方式可以從0度到90度任意安裝運行。

　　16、儲能保溫水箱：

　　適宜采用SMC玻璃鋼組裝式保溫水箱或不銹鋼組合式水箱。這二種水箱的主要特點：干凈衛(wèi)生、永不生銹、符合衛(wèi)生標準、重量輕、結(jié)構(gòu)合理、現(xiàn)場組裝場地要求較低。水箱設計壽命均在30年以上。水箱外部采用高性能材料保溫及防護處理。

　　17、防風處理：

　　太陽能系統(tǒng)的角鋼支架采用螺栓緊固或焊接方式連接在一起，集熱器的支架采用角鋼和屋面女兒墻連接或與其它可以固定的位置連接，應符合《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》，可達到防風效果。

　　18、防雷措施：

　　太陽能集熱系統(tǒng)主體為金屬結(jié)構(gòu)，將鋼結(jié)構(gòu)與樓房原避雷系統(tǒng)連接，就可以有效地防止雷擊。

　　19、支架防銹：

　　系統(tǒng)支架采用噴塑、刷涂防銹漆及優(yōu)質(zhì)面漆等保護方法，防止銹跡的生成，注意日常維護保養(yǎng)。

　　20、水處理裝置：

　　根據(jù)水質(zhì)情況為用戶裝備各種類型的水處理裝置（如：硅麗晶、電磁軟水設備等），減少或防止太陽能系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。