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家用太阳能热水器串并联系统图

工作原理

●自然循环将单台家用太阳能热水器连接到一起，家用太阳能热水器利用的是自然循环的运行方式。

●自来水上水系统上水形式和家用太阳能热水器相同采用自来水顶水的方式，把冷水上满储水箱，之后通过集热器加热。

系统的特点

●采用成品化组件，安装方便 ●系统需要外部动力 ●储热水箱表面积大，热量损失大 ●单台水箱内热量相对锁定，温度平衡性能差

防冻措施

系统根据选择太阳能热水器的不同，可以实现排空防冻，也可以实现加电伴热带的方式防冻。

系统适用范围:

小规模使用，串联组数不易超过4组。

最佳热水器的选择:

热管真空管太阳能热水器、平板型太阳能热水器、全玻璃真空管太阳能热水器

辅助热源

主要辅助热源

锅炉（燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉）市政热源（蒸汽、热水）热泵（地源热泵、空气源热泵）

结合方式

●作为常规能源设备的补水端接入：即：将常规能源设备的补水口接在太阳能系统的供热水口上，太阳能加热的热水达到使用温度时，就直接通过原有供水管路供给用户，如果太阳能系统使用的温度不能满足使用要求时，太阳能供出的水通过原有加热设备再加热，之后送至用水点。

●作为常规能源设备的并行热源系统：即：太阳能热水系统和原有热源系统分别独立一体，且共同运作，如：太阳能产生的热水供洗浴使用，原有热源设备供空调采暖使用。太阳能提供的热水满足洗浴使用要求时，两套系统独立运行，当太阳能系统产生的热水不能满足洗浴使用要求时，原有热源设备产生的热水送至用水点，以满足洗浴的要求。

●将常规能源设备嵌入太阳能系统中：即：常规能源设备通过板换或盘管等换热器接入太阳能储热水箱中，太阳能加热的水温满足使用要求时，不启动辅助热源，如果太阳能产生的水温不能满足使用要求则启动辅助热源，对水箱中的水进行补热，达到使用要求后停止补热。

太阳能系统设计

1）太阳能系统运行方式选择

太阳能系统运行方式的选择应根据项目本身的投资、安装条件、使用要求、气象条件等因素综合考虑进行选择，并根据项目的具体要求对系统进行改进。

2）热量计算太阳能系统不同于常规系统的重要特征之一就是太阳能的不稳定性。太阳能系统所能提供的功率可能随环境温度、太阳辐照强度、环境风速等因素变换而变化。所以，太阳能系统供热能力以一整天所吸收的总辐照量表示。与此相对应，系统所需热量最好不以功率形式出现，而是转化为一天的总体耗热量。根据对系统设计精度的要求，系统耗热量可按月均每日热量计算，也可按年均每日热量计算。

3）集热器类型选择目前市场的集热器类型主要有平板型太阳能集热器、全玻璃真空管太阳能集热器、热管真空管太阳能集热器、直流式真空管太阳能集热器等各种类型。由于太阳能系统的运行方式、安装条件、当地气候条件、使用方式、水温要求、承压与否等因素的不同，各种集热器表现出来的集热能力、可靠性、经济性也各不相同。因此，每个系统应该根据自身的特点选择一款合适的太阳能集热器产品。

4）太阳能集热器面积计算

●太阳能集热器面积的计算主要由系统热负荷、当地太阳能辐照量、太阳能集热器集热能力、太阳能保证率以及管路、水箱热损失率有关 ●太阳能辐照量的确定有三种办法：按全年日平均辐照量计算、按月日平均辐照量计算或按国家检测标准17MJ/m2.d计算 ●太阳能保证率：是指在设计当中预期希望太阳能替代常规能源的比例，它的确定要根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定，一般在30～80%之间。

5）太阳能集热器安装太阳能集热器朝向：正南方向为最佳，角度的偏差应根据情况进行补偿；太阳能集热器倾角：全年考虑倾角应近似等于当地纬度、希望冬季获得最佳太阳辐射能量，倾角应加大10°，而在夏天，则应比当地纬度小10°；太阳能集热器间距：为了使集热器阵列获取最大的太阳辐射能量，集热器阵列前后排之间应尽量减少遮挡，其间距应按如下原则选择： D=H X cotα式中

D--集热器与遮光物或集热器前后排的最小间距，m；

H--遮光物最高点与集热器最低点的垂直距离，m；

α--太阳高度角，度对季节性使用的系统，宜取当地春秋分正午12时的太阳高度角；

对全年使用的系统，宜取当地冬至正午12时的太阳高度角。集热器连接：集热器可通过并联、串联和串并联等方式连接成集热器组，集热器之间的连接应使每个集热器的传热介质流入路径与回流路径的长度相同。集热器阵列流量：集热器阵列的总流量应根据集热器面积的大小，按照0.01～0.02L/s.m2的原则计算，并以此进行管路等材料设备的选型。

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2022-05-10 22:47:56