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　　太陽能熱水系統(tǒng)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(yīng)用發(fā)展中最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值、技術(shù)最成熟且已商業(yè)化的一項(xiàng)應(yīng)用產(chǎn)品。 太陽能熱水系統(tǒng)的分類以加熱循環(huán)方式可分為：自然循環(huán)式太陽能熱水器、強(qiáng)制循環(huán)式太陽能熱水系統(tǒng)、儲(chǔ)置式太陽能熱水器等三種。

使用目的

　　1.環(huán)保效益——相對(duì)于使用化石燃料制造熱水，能減少對(duì)環(huán)境的污染及溫室氣體-二氧化碳的產(chǎn)生。

　　2.節(jié)省能源——太陽能是屬于每個(gè)人的能源，只要有場地與設(shè)備，任何人都可免費(fèi)使用它。

　　3.安全——不像使用瓦斯有爆炸或中毒的危險(xiǎn)，或使用燃料油鍋爐有爆炸的顧慮，或使用電力會(huì)有漏電的可能。

　　4.不占空間——不需專人操作自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，太陽能熱水器裝在屋頂上，不會(huì)占用任何室內(nèi)空間。

　　5.具經(jīng)濟(jì)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?yàn)榛緹嵩礊槊赓M(fèi)的太陽能，所以使用它十分符合經(jīng)濟(jì)成本效益。

太陽能熱水系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)中的集熱元件，其功能相當(dāng)于電熱水器中的電加熱管。和電熱水器、燃?xì)鉄崴鞑煌氖牵柲芗療崞骼?用的是太陽的輻射熱量，故而加熱時(shí)間只能在有太陽照射的白晝，所以有時(shí)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(chǔ)存熱水的容器。因?yàn)樘柲軣崴髦荒馨滋旃ぷ?，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(chǎn)出的熱水儲(chǔ)存起來。容積是每天晚上用熱水量的總和。采用搪瓷內(nèi)膽承壓保溫水箱，保溫效果好，耐腐蝕，水質(zhì)清潔，使用壽命可長達(dá)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，使整套系統(tǒng)形成一個(gè)閉合的環(huán)路。設(shè)計(jì)合理、連接正確的循環(huán)管道對(duì)太陽能系統(tǒng)是否能達(dá)到最佳工作狀態(tài)至關(guān)重要。熱水管道必須做保溫處理。管道必須有很高的質(zhì)量，保證有20年以上的使用壽命。

控制中心

　　太陽能熱水系統(tǒng)與普通太陽能熱水器的區(qū)別就是控制中心。作為一個(gè)系統(tǒng)，控制中心負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控、運(yùn)行、調(diào)節(jié)等功能，現(xiàn)在的技術(shù)已經(jīng)可以通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

　　太陽能熱水系統(tǒng)控制中心主要由電腦軟件及變電箱、循環(huán)泵組成。

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

無動(dòng)力循環(huán)即熱式太陽能熱水系統(tǒng)

　　系統(tǒng)組成：真空管集熱器、可連接水箱、可調(diào)整支架、換熱器。

　　無動(dòng)力循環(huán)即熱式太陽能熱水系統(tǒng)運(yùn)行原理：真空管內(nèi)的水遇到陽光輻射后，開始升溫，管內(nèi)的水升溫后密度變小，自然循環(huán)到水箱內(nèi)，逐步把水箱內(nèi)的水加熱，溫升后的水儲(chǔ)存在具有聚氨酯發(fā)泡保溫的的水箱內(nèi)。室內(nèi)冷水經(jīng)過水箱內(nèi)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(nèi)水溫相同的溫度（溫差小于2度）流出。從而獲得穩(wěn)定、有壓力的、潔凈的熱水。

自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)

　　自然循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)是依靠集熱器和儲(chǔ)水箱中的溫差，形成系統(tǒng)的熱虹吸壓頭，使水在系統(tǒng)中循環(huán)；與此同時(shí)，將集熱器的有用能量收益通過加熱水，不斷儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱內(nèi)。

　　系統(tǒng)運(yùn)行過程中，集熱器內(nèi)的水受太陽能輻射能加熱，溫度升高，密度降低，加熱后的水在集熱器內(nèi)逐步上升，從集熱器的上循環(huán)管進(jìn)入儲(chǔ)水箱的上部；與此同時(shí)，儲(chǔ)水箱底部的冷水由下循環(huán)管流入集熱器的底部；這樣經(jīng)過一段時(shí)間后，儲(chǔ)水箱中的水形成明顯的溫度分層，上層水首先達(dá)到可使用的溫度，直至整個(gè)儲(chǔ)水箱的水都可以使用。

　　用熱水時(shí)，有兩種取熱水的方法。一種是有補(bǔ)水箱，由補(bǔ)水箱向儲(chǔ)水箱底部補(bǔ)充冷水，將儲(chǔ)水箱上層熱水頂出使用，其水位由補(bǔ)水箱內(nèi)的浮球閥控制，有時(shí)稱這種方法為頂水法；另一種是無補(bǔ)水箱，熱水依靠本身重力從儲(chǔ)水箱底部落下使用，有時(shí)稱這種方法為落水法。

強(qiáng)制循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)

　　強(qiáng)制循環(huán)太陽能熱水系統(tǒng)是在集熱器和儲(chǔ)水箱之間管路上設(shè)置水泵，作為系統(tǒng)中水的循環(huán)動(dòng)力；與此同時(shí)，集熱器的有用能量收益通過加熱水，不斷儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱內(nèi)。

　　系統(tǒng)運(yùn)行過程中，循環(huán)泵的啟動(dòng)和關(guān)閉必須要有控制，否則既浪費(fèi)電能又損失熱能。通常溫差控制較為普及，有時(shí)還同時(shí)應(yīng)用溫差控制和光電控制兩種。

　　溫差控制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制循環(huán)泵的運(yùn)行。

　　早晨日出后，集熱器內(nèi)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(dá)到設(shè)定值（一般8~10℃）時(shí)，溫差控制器給出信號(hào)，啟動(dòng)循環(huán)泵，系統(tǒng)開始運(yùn)行；遇到云遮日或下午日落前，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(dá)到另一設(shè)定值（一般3~4℃）時(shí)，溫差控制器給出信號(hào)，關(guān)閉循環(huán)泵，系統(tǒng)停止運(yùn)行。

　　用熱水時(shí)，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(bǔ)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(qiáng)制循環(huán)條件下，由于貯水箱內(nèi)的水得到充分的混合，不出現(xiàn)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(yōu)點(diǎn)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(bǔ)水的問題；缺點(diǎn)也是從貯水箱底部進(jìn)入的冷水會(huì)與貯水箱內(nèi)的熱水摻混。落水法的優(yōu)點(diǎn)是沒有冷熱水的摻混，但缺點(diǎn)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(bǔ)水的問題。

　　在雙回路的強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)中，換熱器既可以是置于貯水箱內(nèi)的浸沒式換熱器，也可以是置于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(yōu)點(diǎn)：其一，板式換熱器的換熱面積大，傳熱溫差小，對(duì)系統(tǒng)效率影響少；其二，板式換熱器設(shè)置在系統(tǒng)管路之中，靈活性較大，便于系統(tǒng)設(shè)計(jì)布置；其三，板式換熱器已商品化、標(biāo)準(zhǔn)化，質(zhì)量容易保證，可靠性好。

　　強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)可適用于大、中、小型各種規(guī)模的太陽能熱水系統(tǒng)。

直流式太陽能熱水系統(tǒng)

　　直流式太陽能熱水系統(tǒng)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(xù)進(jìn)入貯水箱中。

　　系統(tǒng)運(yùn)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(jìn)口管與自來水管連接。集熱器內(nèi)的水受太陰輻射能加熱后，溫度逐步升高。在集熱器出口處安裝測(cè)溫元件，通過溫度控制器，控制安裝在集熱器進(jìn)口管理上電動(dòng)閥的開度，根據(jù)集熱器出口溫度來調(diào)節(jié)集熱器進(jìn)口水流量，使出口水溫始終保持恒定。這種系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性取決于變流量電動(dòng)閥和控制器的工作質(zhì)量。

　　有些系統(tǒng)為了避免對(duì)電動(dòng)閥和控制器提出苛刻的要求，將電動(dòng)閥安裝在集熱器出口處，而且電動(dòng)閥只有開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)。當(dāng)集熱器出口溫度達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，通過溫度控制器，開啟電動(dòng)閥，熱水從集熱器出口注入貯水箱，與此同時(shí)冷水（自來水）補(bǔ)充進(jìn)入集熱器，直至集熱器出口溫度低于設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉電動(dòng)閥，然后重復(fù)上述過程。這種定溫放水的方法雖然比較簡單，但由于電動(dòng)閥關(guān)閉有滯后現(xiàn)象，所以得到的熱水溫度會(huì)比設(shè)定值低一些。

　　直流式系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)：其一，與強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)相比，不需要設(shè)置水泵；其二，與自然循環(huán)系統(tǒng)相比，貯水箱可以放在室內(nèi)；其三，與循環(huán)系統(tǒng)相比，每天較早地得到可用熱水，而且只要有一段見晴時(shí)刻，就可以得到一定量的可用熱水；其四，容易實(shí)現(xiàn)冬季夜間系統(tǒng)排空防凍的設(shè)計(jì)。直流式系統(tǒng)的缺點(diǎn)是要求性能可靠的變流量電動(dòng)閥和控制器，使系統(tǒng)復(fù)雜，投資增大。

　　直流式系統(tǒng)主要適用于大型太陽能熱水系統(tǒng)。