基本介紹
- 中文名：太陽能直流式熱水系統
- 外文名：Solar direct current type hot water system
- 領域：能源利用
- 系統類別：開式太陽能熱水系統
- 分類：熱虹吸型、定溫放水型
- 缺點：系統複雜、投資大
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介紹
直流式系統傳熱工質一次通過集熱器加熱後，便進入儲水箱或用熱水處非循環太陽熱水系統，儲水箱的作用僅為儲存集熱器所排放的熱水。直流式系統一般可採用機械式控溫控閥或電控溫控器控制方式，直流式系統都是直接系統。
直流式太陽能熱水系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系統運行過程中，為了得到溫度符合用戶要求的熱水，通常採用定溫放水的方法。集熱器進口管與自來水管連線。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，通過溫度控制器，控制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恆定。這種系統運行的可靠性取決於變流量電動閥和控制器的工作質量。
有些系統為了避免對電動閥和控制器提出苛刻的要求，將電動閥安裝在集熱器出口處，而且電動閥只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，通過溫度控制器，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。
系統原理
直流式系統運行原理如圖1所示，其結構和系統運行簡單可靠，如果我們能控制好系統流量，就可以保證流進水箱的是滿足使用溫度要求的熱水。這種系統安全可靠，造價低廉，節約運行費用，而且儲熱水箱內始終有滿足使用要求的熱水，這種系統稱為定溫放水系統。
圖1 直流式系統運行原理
直流式太陽熱水系統是傳熱工質一次流過集熱器加熱後便進入儲水箱或用水點的非循環熱水系統，儲水箱的作用僅為儲存集熱器所排出的熱水，直流式系統有熱虹吸型和定溫放水型兩種。
熱虹吸型
熱虹吸型直流式太陽熱水系統由集熱器、儲水箱、補給水箱和連線管道組成，如圖2(a)所示。
補給水箱的水位由箱中的浮球閥控制，使之與集熱器出口熱水器(上升管)的最高位置一致。根據連通管的原理，在集熱器無陽光照射時．集熱器、上升管和下降管均充滿水，但不流動。當集熱器受到陽光照射後，其內部的水溫升高，在系統中形成熱虹吸壓力，從而使熱水由上升管流入儲水箱．同時補給水箱的冷水則自動經下降管進入集熱器。太陽輻射愈強．則所得的熱水溫度越高，數量也越多。早晨太陽升起一段時間以後，在儲水箱中便開始收集到熱水。這種虹吸型直流式太陽熱水系統的流量具有自動調節功能，但供水溫度不能按用戶要求自行調節。這種系統目前套用較少。
圖2 直流式熱水系統
定溫放水型
為了得到溫度符合用戶要求的熱水，通常採用定溫放水型直流式太陽能熱水系統，如圖2(b)所示。該系統在集熱器出口處安裝測溫元件，通過溫度控制器，控制安裝在集熱器入口管道上的開度，達到根據溫度調節水流量，使出口水溫始終保持恆定。這種系統不用補給水箱，補給水管直接與自來水管連線。系統運行的可靠性，同樣決定於電動閥和控制器的工作質量。
優缺點
直流式系統有許多優點：其一，與強制循環系統相比，不需要設定水泵；其二，與自然循環系統相比，貯水箱可以放在室內；其三，與循環系統相比，每天較早地得到可用熱水，而且只要有一段見晴時刻，就可以得到一定量的可用熱水；其四，容易實現冬季夜間系統排空防凍的設計。
直流式系統的缺點是要求性能可靠的變流量電動閥和控制器，使系統複雜，投資增大。直流式系統主要適用於大型太陽能熱水系統。
