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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