太阳能光热Word文档格式.docx

太阳能光热Word文档格式.docx

《太阳能光热Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《太阳能光热Word文档格式.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

•3、经济效益显著，投资回报期短：

太阳能热水系统投资特点是初投资大，而运行费用低。

使用太阳能热水系统的目的是通过节能而减少常规能源的运行费用而获得收益的回报，以补偿太阳能初期投资，一般在2-6年就可收回全部投资。

•4、使用寿命长：

主要部件真空管使用寿命约为二十年左右，到期更换后，其它部件还可继续使用一个周期。

•5、操作简单，维修方便，无须专人值守，运行自动化。

太阳能的经济优势

•一、太阳能、燃油、燃气、电和燃煤等不同热水锅炉系统经济性对比（以下数据按10吨水所需能量计算，2.09*10^6kJ）

1、各种燃料的当量热值分别为：

燃油：

41310kJ/kg；

天然气：

35530kJ/Nm3；

电：

3600kJ/Kwh；

工业煤：

29298kJ/kg

2、锅炉效率及能源费用如下表。

3、各能源费用计算如下（按15年）：

a、若上述热量完全由燃油锅炉提供每天耗油量为：

2.09*106kJ/（41310*80％）＝63.2kg

•类别

•燃煤锅炉

•燃气

•燃油

•用电

•效率

•60%

•85%

•80%

•95%

•能源费用

•0.52元/kg

•4.2元/m^3

•7.4元/kg

•0.6元/KWh

•每天耗油费用：

63.2kg*7.4元/kg＝467.7（元）每年耗油费用：

467.7*365=170703（元）15年耗油费为：

170703*15=2560548（元）b、若上述热量完全由燃气锅炉提供每天耗气量为：

2.09*106kJ/（35530*85％）＝69.6（m^3）每天燃气费用：

69.6*4.2元/Nm3＝292.3（元）每年燃气费为：

292.3*365=106696（元）15年燃气费为：

106696*15=1600452（元）c、若上述热量完全由电能提供每天耗电量为：

2.09³

10^6kJ/（3600*95％）＝611（Kwh）每天电费为：

611*0.6元＝366.6（元）每年电费为：

366.6*365=133809（元）15年电费为：

133809*15=2007135（元）d、若上述热量完全由燃煤锅炉提供每天耗气量为：

2.09*10^6kJ/（29298*60％）＝118.9kg每天燃煤费用：

118.9*0.52元/kg＝61.8（元）每年耗煤费为：

61.8*365=22567（元）15年耗煤费为：

22567*15=338505（元）e、太阳能热水系统及辅助能源费用⑴：

按每年有90天阴雨天完全用其他能源辅助，用不同的辅助能源时，太阳热水系统每年耗能费用分别如下：

用电作为辅助能源，则每年90天总耗电费用为：

366.6元*90＝32994元，15年总费用为494910元。

项目

太阳能

燃油

燃气

燃煤

电锅炉

热泵

能量/天

将10吨水从5度升到55度，需要能量2.09*10^6kj

设备寿命

15

8

10

天/年

275

365

燃料单价

0.6元/Kwh

7.4元/kg

4.2元/kg

0.52元/kg

0.36元/Kwh

15年费用

494910

2560548

1600452

338505

2007135

1199025

15年人工费

/

360000

180000

120000

维修、排污

9000

90000

270000

7500

能源状况

取之不尽

紧缺

日渐紧缺

燃料价格走势

免费

涨价

环保

良好

污染严重

污染非常严重

间接污染严重

间接污染

噪音

很小

震动噪声大

较小震动和噪音

震动大噪音大

噪音很小

安全

非常危险

危险

社会效益综合评价

非常好

一般

差

较好

好

太阳能热水器组件

•集热器

•水箱

•辅助热源

•防冻系统设计

集热器

•太阳能集热器的分类

•1.按集热器的传热工质类型分：

液体集热器、空气集热器

•2.按进入采光口的太阳辐射是否改变方向分：

聚光型集热器、非聚光型集热器

•3.按集热器是否跟踪太阳分为：

跟踪集热器、非跟踪集热器

•4.按集热器内是否有真空空间分为：

平板型集热器、真空管集热器、热管集热器

•5.按集热器的工作温度范围分为：

低温集热器、中温集热器、高温集热器

•6.按集热板使用材料分别为：

纯铜集热板、铜铝复合集热板、纯铝集热板

主要集热器的比较

•平板型集热器：

容易与建筑结合，安装在屋面，像天窗一样美观，承受压力能力高，维修效率低。

•缺点：

不防冻，适合在南方地区使用，若全年使用应解决防冻问题，采用回流排空技术，平板集热器太阳能系统可以方便地解决防冻和防过热等技术难点；

高效平板集热器太阳能系统在同等面积前提下与真空管太阳能系统相比，可以提供更多生活热水。

•真空管集热器：

在我国占90%市场，在-25℃条件下，仍可长生热水，可一年四季使用。

是目前全国各地普遍使用的产品。

一根真空管破裂，影响整个系统运行。

承受压力能力差。

•热管集热器：

可在-50℃条件下使用，抗冻性能好，适合在北方高寒地区使用，一根真空管破裂不影响整个系统运行，承受压力能力强

在其冷凝段（加热端）表面是仅仅是真空管1%，易结水垢，换热效果较真空管差。

•热管式真空管：

具有以下不可替代的优点：

•1.耐冰冻：

采用抗冻型热管，即使在－50℃的严寒条件下也不会冻裂。

•2.启动快：

热管的热容量大，在阳光下几分钟后即可输出热量；

而且在多云间晴的天气，比其他热水器能产生更多的热水。

•3.不结垢：

由于水不直接流经真空管内，避免了因结水垢而引起的水道堵塞问题。

•4.保温好：

热管具有单向传热的特点，使热水在夜间不会沿热管向下散热到周围环境。

•5.承压高：

由于玻璃管内不盛水，连接成集热器后可随自来水和循环泵的压力，因而在大中型热水系统应用中独具优势。

•6.耐热冲击性好：

即使用户偶然误操作，阳光下空晒后的热水器内立即注入冷水，真空管也不会炸裂。

•7.安装简便，运行可靠：

集热器内的真空管与集热器间是“干性连接”，无热水泄漏问题，安装方便；

即使有一根热管出现问题，在维修过程中也不会影响整个系统的正常使用。

辅助热源

一、太阳能热水系统的常用辅助热源有：

市政热力管网、电加热、常规燃油（燃气）锅炉、电锅炉、冷凝燃气锅炉、空气源热泵、水（地）源热泵等。

按控制模式分类有：

手动控制、全日自动控制、定时控制，目前系统设计中应用最广的是全日自动控制。

热泵按流经蒸发器的低位热源的介质可以分为空气源热泵和水（地）源热泵。

空气源热泵以室外大气作为低位热源，能效比与水源热泵相比较低，一般COP值为3左右；

水（地）源热泵是以水或防冻液等液态工质作为低位热源，COP值为5左右，出水温度受室外气候影响较小。

空气源热泵与水（地）源热泵相比效率较低，水（地）源热泵效率相比空气源热泵较高，但受占地面积或周围环境影响，如建筑周围无水源或占地面积有限，则无条件安装水（地）源热泵；

而空气源热泵不受场地等环境影响，屋顶或地面均可安装，且占地面积相对于水（地）源热泵较小。

冷凝燃气锅炉

普通燃气锅炉

普通燃油锅炉

空气源热泵

水（地）源热泵

电加热/电锅炉

热输出（KW）

500

效率（COP）

108%

90%

3.0

5.0

95%

能源种类

天然气

柴油

电

能源热值

35000

42000

3600

热值单位

KJ/M3

KJ/KG

KJ/KW

小时能源耗量

47.6

57.1

166.7

100.0

526.3

能源耗量单位

M3/H

KG/H

KW/H

设备单位运行成本（元）

2.00

7.00

0.65

设备每小时运行成本（元）

95.24

114.29

333.33

108.33

65.00

342.11

水泵流量（M3/H）

24.00

90.00

190.00

0.00

水泵扬程（Kpa）

200.00

水泵效率

0.80

0.00

水泵运行功率（KW）

1.67

6.25

13.19

电力单价（元）

水泵每小时运行成本（元）

1.08

4.06

8.58

总小时运行成本（元）

96.32

115.37

334.42

112.40

73.58

辅助热源对比

•1.水（地）源热泵运行成本最低，其次是冷凝燃气锅炉；

2.由于水（地）源热泵受水源或占地面积的影响，有时没有条件安装，且安装价格偏高，这时可以选择冷凝燃气锅炉作为辅助热源；

3.如果建筑附近没有管道燃气供应，则无法安装燃气锅炉，如果对热水温度要求不高，可选择空气源热泵作为辅助热源；

4.由于直接电加热热值偏低，耗能巨大，而燃油锅炉虽热值较高，但由于燃料价格偏高且呈上涨趋势，这两种辅助热源作为最终备用热源来选择；

5.电加热与燃油锅炉相比，电加热可直接安装于水箱中，不占用机房面积，且设备价格与燃油锅炉比较相对较低，可优先考虑电加热。

防冻系统设计

•双循环系统（或称双回路系统）就是在太阳能热水系统中设置换热器，集热器与换热器的热侧组成第一循环（或称第一回路），并使用低凝固点的防冻液作传热工质，从而实现系统的防冻。

双循环系统在自然循环和强制循环两类太阳能热水系统中都可以使用。

在自然循环系统中，尽管第一回路使用了防冻液，但由于贮水箱置于室外，系统的补冷水箱与供热水管也部分敷设在室外，在严寒的冬夜，这些室外管路虽有保温措施，但仍不能保证避免管中的水不结冰。

因此，在系统设计时需要考虑采取某种设施，在用毕后使管路中的热水排空。

例如采用虹吸式取热水管，兼作补冷水管，在其顶部设通大气阀，控制其开闭，实现该管路的排空。

•室外管路上敷设自限式电热带

在自然循环或强制循环的单回路系统中，将室外管路中最易结冰的部分敷设自限式电热带。

它是利用一个热敏电阻设置在电热带附近并接到电热带的电路中。

当电热带通电后，在加热管路中水的同时也使热敏电阻的温度升高，随之热敏电阻的电阻增加；

当热敏电阻的电阻增加到某个数值时，电路中断，电热带停止通电，温度逐步下降。

这样无数次重复，既保证室外管路中的水不结冰，又防止电热带温度过高造成危险。

这种防冻方法也要消耗一定的电能，但对于十分寒冷的地区还是行之有效的。