太阳能集热循环系统是一种利用太阳能集热器将太阳辐射能转化为热能,通过循环系统将热量传递给水或其他介质,以实现热水供应或供暖等目的的系统。以下从系统组成、工作原理、常见类型、优缺点几个方面展开介绍:
太阳能集热器:是系统的核心部件,负责吸收太阳辐射能并将其转化为热能。常见的有真空管集热器和平板式集热器。
储热水箱:用于储存集热器加热后的热水,以保证热水的持续供应。
循环泵:为系统中的水循环提供动力,使水能够在集热器和水箱之间循环流动。
控制系统:监测和控制系统的运行,如控制循环泵的启停、辅助加热装置的工作等。
管路系统:连接集热器、水箱和循环泵等部件,使水能够在系统中循环流动。
辅助加热装置:在太阳能不足时,提供额外的热量,以保证热水的供应温度。
集热过程:太阳能集热器吸收太阳辐射能,将其转化为热能,加热集热器内的水。
循环过程:在循环泵的作用下,被加热的水从集热器流出,进入储热水箱,同时水箱中的低温水进入集热器继续被加热,如此循环往复,使水箱中的水温不断升高。
供热过程:当用户需要使用热水时,热水从水箱中流出,通过管路系统输送到用水点。
自然循环集热系统:冷水经进补冷水系统补进储热水箱,达到设定水位后,补冷水系统停止工作。储热水箱中低温水经下循环管进入太阳能集热器阵,在其内受太阳能辐射加热水温升高,热水较冷水比重小,由此形成热虹吸压力,由集热器下端流向上端,热水经上循环管回到储热水箱,水箱中低温水比重大,再次经下循环管进入集热器继续受太阳能辐射加热,如此循环使水温不断升高。该循环方式不需借助外力,但系统要求集热水箱底部高出集热器上部200mm以上,一般适合集热器阵50m²以下热水系统。
强制循环集热系统:冷水经进补冷水系统进入储热水箱,达到设定水位后,补冷水系统停止工作。储热水箱中低温水通过强制循环水泵补入集热器阵,受太阳能辐射加热水温升高,当集热器上循环管内水温与储热水箱底部水温之温差达到设定值时,启动强制循环泵,将水箱中低温水送到集热器阵,同时将集热器阵中热水送回储热水箱,当上述温差等于或低于设定值时,强制循环泵停止工作,低温水在集热器中继续受太阳能辐射加热,如此循环使储热水箱中水温不断升高。该循环系统水箱位置不受限制,可安装在集热器阵以外的任何位置,一般集热器在50m²以上宜采用强制循环集热系统。
定温放水集热系统:冷水经进补冷水系统进入集热器阵,冷水在集热器中受太阳能辐射加热,水温逐渐升高,当集热器阵产出的热水水温达到设定温度时,启动补冷水系统,进补冷水,同时将集热器阵中达到设定温度的热水顶入储热水箱中,当集热器阵内水温低于设定水温,停止补冷水,储存在集热器内的水继续受太阳能辐射加热,如此不断定温放水,当储热水箱中水位达到设定水位,补冷水系统停止工作。
优点
节能环保:利用太阳能作为热源,减少了对传统能源的依赖,降低了能源消耗和环境污染。
运行成本低:太阳能是一种**的可再生能源,在阳光充足的地区,系统的运行成本较低。
使用寿命长:系统的主要部件如太阳能集热器、储热水箱等,具有较长的使用寿命,维护成本相对较低。
缺点
受天气影响大:在阴天、雨天或夜间,太阳能辐射不足,系统的集热效率会降低,甚至无法正常工作,需要辅助加热装置来保证热水的供应。
初始投资较高:太阳能集热循环系统的设备购置和安装成本相对较高,需要一定的资金投入。
占地面积较大:太阳能集热器需要安装在阳光充足的地方,如屋顶或空旷的场地,占地面积较大,对于一些空间有限的场所可能不太适用。
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