太陽能熱水器系統(tǒng)工程設(shè)計培訓(xùn)(文件)

　

【正文】 的軸流泵的比轉(zhuǎn)數(shù)可達 1800左右 。h A — 太陽熱水系統(tǒng)采光面積 ， （ M2） 太陽熱水系統(tǒng)其它用途的泵的流量應(yīng)根據(jù)其用途確定泵的流量。 對于開式循環(huán)回路 ， 當(dāng)水箱與集熱器同在一個水平面上 ， 且最高水位一樣時 ， Hs=0；當(dāng)水箱與集熱器不在一個水平面上 ，或雖在一個水平面上 ， 但最高水位不一樣時 ， Hs等于二者最高水位的高度差 。 根據(jù)經(jīng)驗 ， 系統(tǒng)循環(huán)回路的流動阻力一般在 2～ 5 mH2O。 （ 4） 保證電氣控制線路的安全性 應(yīng)具有完善的保護環(huán)節(jié) ， 避免發(fā)生事故 。 （ 1） 溫度控制儀 溫度控制儀是太陽熱水系統(tǒng)最常用的控制儀表 。 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 常用控制元件（ 2） （ 4） 水位儀 可顯示和控制儲熱水箱水位 。并可與電話線相連，實現(xiàn)太陽熱水系統(tǒng)的遠程監(jiān)視和控制。 系統(tǒng)防凍包括太陽集熱器防凍和管路防凍。 ② 間歇循環(huán)： 在冬季結(jié)冰的季節(jié) ， 通過定時器 ， 使循環(huán)水泵間歇循環(huán) ， 即循環(huán)一定時間 ， 停止一定時間 ， 以防止結(jié)冰 。另一種方法是由溫控儀根據(jù)太陽熱水系統(tǒng)管路內(nèi)水的溫度來自動控制水泵，當(dāng)管路水溫低于某一溫度值時（一般為 2℃ ），溫控儀使循環(huán)水泵啟動；當(dāng)管路水溫高于某一溫度值時（一般為 6℃ ），溫控儀使循環(huán)水泵停止。 電伴熱帶也有幾種控制方式 。 ②自限溫伴熱防凍 ：伴熱帶本身的發(fā)熱電阻水溫度變化而變化。 排空防凍有兩種方式 。 系統(tǒng)防凍設(shè)計 防凍方法（ 4） （ 4） 防凍液防凍 對于雙回路太陽熱水系統(tǒng)，一次回路的循環(huán)采用防凍液作為循環(huán)介質(zhì)，從而達到防凍的目的。 缺點是一旦停電 ，將造成結(jié)冰凍壞的危險 ， 且在高寒地區(qū)使用 ， 即使循環(huán) ， 也仍有可能結(jié)冰 。 但伴熱帶只能解決管路的防凍問題 ， 不能解決太陽集熱器的防凍問題 。 對于全玻璃真空管集熱器系統(tǒng) ， 一般不宜采用排空防凍的方案 ， 因為 ， 排空后再次上水 ， 有可能造成全玻璃真空管炸管 。因此防凍液防凍一般用于雙回路分體太陽熱水系統(tǒng)。 ① 水泵 、 電磁閥 、 電動閥等用電設(shè)備 。 ⑤ 靠近帶電電器的金屬支架 、 護欄等 。 金屬腐蝕是一個十分復(fù)雜的過程 ， 首先 ， 環(huán)境介質(zhì)的組成成分 、 濃度 、 壓力 、 溫度 、 Ph值等千差萬別；其次 ， 金屬材料的化學(xué)成分 、組織結(jié)構(gòu) 、 表面狀態(tài)等也是各種各樣；另外 ， 由于受力狀態(tài)不同 ， 也可能對腐蝕造成很大的影響 ， 有時甚至是決定性的影響 。 系統(tǒng)防腐蝕措施 金屬腐蝕的種類（ 2） 電化學(xué)腐蝕在進行的過程中有電流產(chǎn)生 。 大氣中的灰塵 ， 對金屬的大氣腐蝕也有很大影響 ， 灰塵落在金屬表面 ， 由于灰塵具有毛細管凝聚作用 ， 在有灰塵的地方 ， 特別容易結(jié)露 ， 從而容易使金屬受到腐蝕 。 在電解質(zhì)溶液中的腐蝕： 在淡水和海水中的金屬構(gòu)件會造成淡水或海水腐蝕 。在一般情況下， 局部腐蝕比均勻腐蝕的危害性要大得多。點腐蝕是一種破壞性和隱患較大的腐蝕形態(tài)之一。這種腐蝕能使晶粒間的結(jié)合力大大減弱 ， 材料強度顯著降低 。當(dāng)兩種金屬或合金相接觸，可以發(fā)現(xiàn)在溶液中電位較負的金屬腐蝕速度加大，而電位較正的金屬受到保護，這種現(xiàn)象就是電偶腐蝕。 應(yīng)當(dāng)避免具有電勢差別很大的金屬材料互相接觸 ， 以免產(chǎn)生電偶腐蝕 。 陽極和陰極的面積相對大小對腐蝕速率有很大的影響 ， 如果兩種不同電勢的金屬必須接觸 ， 應(yīng)盡可能不要把作為陰極部分的面積弄得過大而把陽極部分的面積弄得過小 ， 因為這樣會使陽極的電流密度過大 ， 從而加速陽極金屬的腐蝕 。鍋爐用水的除氧，從鍋爐給水中排除所溶解的氧氣，是防止鍋爐腐蝕的最有效的辦法。常用的緩蝕劑主要有陽極緩蝕劑、陰極緩蝕劑、有機緩蝕劑、揮發(fā)性緩蝕劑、油溶性緩蝕劑等 3)采用電化學(xué)保護法 陰極保護可以通過兩種方法來實現(xiàn)，一種方法是利用外加電流，使被保護的金屬結(jié)構(gòu)整個表面變成陰極，這種方法叫做外加電流的陰極保護；另一種方法是在要保護的金屬設(shè)備上連接一種電勢更負的金屬或合金，這種方法叫做犧牲陽極的陰極保護法， 又叫保護器保護。例如：陽極鎂棒被廣泛地應(yīng)用于太陽能和電熱水器儲熱水箱的防腐。 中級 ：能熟練安裝各種家用太陽能熱水器 （ 強調(diào)懂電輔助加熱的安裝 ） ， 能安裝小型自然循環(huán)太陽能系統(tǒng) 。 謝謝各位！ 。 技師 ：能安裝大 、 中型太陽能系統(tǒng) ， 掌握電輔助加熱等關(guān)鍵技術(shù) ， 會設(shè)計中 、小型工程 。覆蓋層的作用是使金屬表面與外界介質(zhì)隔離開來，以阻止金屬表面的腐蝕。 b) 犧牲陽極法是利用陽極與被保護的金屬之間的電勢差所產(chǎn)生的電流來達到保護的目的。近年來，常采用聯(lián)胺 N2H4作為除氧藥劑，在鍋爐工作的條件下， N2H4與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成水和氮氣，從而達到除氧的目的 另一種是加入能減緩腐蝕速率的緩蝕劑。例如：應(yīng)將排水管設(shè)計在最低處，容器的壁與底部設(shè)計成園角過渡等，以防止放空時，由殘余液體留在容器底部，同時也便于用水清洗。 當(dāng)必須把不同的金屬裝配在一起時 ， 應(yīng)該用不導(dǎo)電的材料把它們隔離起來 。 系統(tǒng)防腐蝕措施 金屬防腐蝕方法 （ 1） 正確選取金屬材料 ， 合理設(shè)計金屬結(jié)構(gòu) 應(yīng)當(dāng)根據(jù)它周圍介質(zhì)的性質(zhì)來正確選擇適當(dāng)?shù)牟牧?。 不銹鋼 、 鋁合金 、 鎂和金 、 鎳基合金都存在晶間腐蝕問題 。 造成縫隙腐蝕的條件有：金屬結(jié)構(gòu)的鉚接 、焊接 、 螺紋連接等；金屬與非金屬的連接 ， 如金屬與塑料 、 橡膠 、 木材 、石棉等 。是一種腐蝕集中于金屬表面得很小范圍內(nèi)，并深入到金屬內(nèi)部的蝕孔狀腐蝕形態(tài)。 系統(tǒng)防腐蝕措施 金屬腐蝕的種類（ 4） 根據(jù)腐蝕破壞的形式，還可以把腐蝕分為均勻腐蝕和局部腐蝕兩大類。 系統(tǒng)防腐蝕措施 金屬腐蝕的種類（ 3） 土壤腐蝕： 埋設(shè)在地下的金屬構(gòu)件 （ 如管道 、 電纜等 ） 會受到土壤腐蝕 。 這一數(shù)值 ， 稱為臨界濕度 。 腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩大類 化學(xué)腐蝕是因金屬表面與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用而引起的，它的特點是在作用進行中沒有電流產(chǎn)生。 （ 2） 漏電開關(guān)保護 太陽熱水系統(tǒng)應(yīng)單獨設(shè)立電氣控制柜，電氣控制柜應(yīng)安裝漏電保護開關(guān)，以確保系統(tǒng)漏電時，能自動切斷電源，避免觸電事故發(fā)生。 ③ 電纜金屬的外皮及電纜接線盒 。 （ 1） 接地保護的范圍 將用電設(shè)備上與帶電體相絕緣的金屬外殼做接地連接稱為接地保護 。 防凍液防凍液是一種主動防凍的方案，具有可靠防凍的優(yōu)點，適應(yīng)各種類型的集熱器。 排空防凍是一種主動防凍的方案 ， 防凍比較可靠 ， 尤其是回流排空防凍 。 因此 ，循環(huán)防凍一般用于真空管太陽熱水系統(tǒng)的防凍 。目前使用的防凍液多為乙二醇、水和緩蝕劑組成的混合溶液。 從而達到防止結(jié)冰的目的 。由此可見，自限溫伴熱帶具有溫度自調(diào)功能。 當(dāng)溫度低于某一溫度值時 ， 溫控儀使電加熱帶通電；當(dāng)溫度高于某一溫度值時 ， 溫控儀使電加熱帶斷電 。兩種定溫循環(huán)防凍的方法相比，前一種方法可靠，但存在浪費；后一種方法合理，但應(yīng)注意溫控儀感溫探頭的位置一定要放置在最容易結(jié)冰的位置。 ③ 定溫循環(huán)： 定溫循環(huán)有兩種控制方法。 系統(tǒng)防凍設(shè)計 防凍方法（ 1） （ 1） 循環(huán)防凍 ① 連續(xù)循環(huán) ：在冬季結(jié)冰的季節(jié) ， 使循環(huán)水泵連續(xù)不停的循環(huán) ， 以防止結(jié)冰 。 這些保溫措施可以顯著地減少熱能散失 ， 同時也可延緩系統(tǒng)結(jié)冰 ， 但這些保溫措施 ， 不能確保系統(tǒng)不結(jié)冰 。 (6)模擬電路 可按預(yù)先編制好的程序 ， 實現(xiàn)水溫 、 水位 、 時間 、 壓力 、 流量等多種控制功能 。 當(dāng)太陽集熱器水溫高于水箱水溫時 ， 溫差控制儀可自動給出通電或斷開信號；當(dāng)太陽集熱器水溫不高于水箱水溫時 ， 溫差控制儀可自動給出斷開或通電信號 。 （ 5） 力求操作 、 維護 、 檢修方便 設(shè)置電氣隔離，避免帶電檢修；設(shè)置手動、自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，以備急用；設(shè)置緊急情況下，人工停止按鈕等。 （ 2） 在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下 ， 力求使控制線路簡單 、 經(jīng)濟 a)盡量選用標準電器元件 ， 選用相同的電器元件 ， 減少電器元件的數(shù)量 b)選用經(jīng)過實踐考驗的控制元件；減少不必要的觸點 ， 簡化電氣線路； c)盡量縮短連接導(dǎo)線的長度； d)在工作狀態(tài) ， 除必要的電器元件必須通電外 ， 其余的盡量不通電 。 b）集熱器串聯(lián)連接時，集熱器的阻力較大，應(yīng)單獨計算。 從上式可知：太陽熱水系統(tǒng)循環(huán)水泵的揚程取決于兩個因素， 一個是水泵提升水的高度，另一個是系統(tǒng)循環(huán)回路的流動阻力。 （ 1） 流量的確定 太陽熱水系統(tǒng)循環(huán)泵的流量的計算方法如下： Q = qA 式中： q — 系統(tǒng)設(shè)計流量 （ M3/㎡ 它是水泵比較重要的技術(shù)經(jīng)濟指標 ， 名牌上所標的效率是指這臺水泵在額定轉(zhuǎn)速下運行時可以達到的最高效率 。 它可以用泵的流量和揚程進行計算 ， 計算公式見 （ 5） 。 當(dāng)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化后 ， 這些參數(shù)都隨之變化 。 泵標牌上的揚程 ， 一般是指通過額定流量時的揚程 ， 所以又稱額定揚程 。 系統(tǒng)管路選擇與設(shè)計 水泵的工作參數(shù)（ 1） 流量： 流量是泵的重要參數(shù)之一 ， 如果流量發(fā)生變化 ， 其他參數(shù) （ 如揚程 、 功率 、效率 ） 也將相應(yīng)的跟著變化 。 容積式泵： 容積式泵是靠機械運轉(zhuǎn)時 ， 內(nèi)部的工作容積不斷產(chǎn)生變化 ， 對流體產(chǎn)生擠壓 ，使流體獲得能量 。 （ 7） 根據(jù)閥門的公稱壓力 、 公稱直徑 、 介質(zhì)特性和工作溫度選擇閥門類別 、結(jié)構(gòu)形式和型號 。 (5)根據(jù)閥門的用途和要求 ， 選擇閥門的驅(qū)動方式 。 （ 3） 根據(jù)公稱壓力 、 介質(zhì)特性和溫度 ， 選擇密封面材料 。 系統(tǒng)管路選擇與設(shè)計 常用閥門選擇 （ 1） 根據(jù)介質(zhì)特性 、 工作壓力和溫度 ， 選擇閥體材料 。 系統(tǒng)管路選擇與設(shè)計 常用閥門種類（ 3） （ 7） 減壓閥 減壓閥的作用是降低管路介質(zhì)的壓力 ， 使經(jīng)過減壓閥流出的介質(zhì)的壓力符合設(shè)計要求 。通過改變蝶閥的旋轉(zhuǎn)角度，可以分級控制流量。球閥和旋塞啟閉迅速，流動阻力小，流量大，操作簡單快捷。截止閥流體阻力大，調(diào)壓作用明顯，但不宜用在輸送粘性介質(zhì)的管道上。 對于給水系統(tǒng)，生活給水管徑小于 150mm時，應(yīng)采用鍍鋅鋼管或給水塑料管；管徑大于 150mm時，可采用給水鑄鐵管；生活給水管埋地敷設(shè)，管徑等于或大于 75 mm時，宜采用給水鑄鐵管；生產(chǎn)和消火栓系統(tǒng)消防給水管一般采用非鍍鋅鋼管或給水鑄鐵管，自動噴水滅火系統(tǒng)消防給水管應(yīng)采用鍍鋅鋼管或鍍鋅無縫鋼管；根據(jù)水質(zhì)要求和建筑使用要求等因素生活給水管可采用銅管、聚丁烯管、鋁塑復(fù)合管、涂塑鋼管、或鋼塑復(fù)合管等管材。 塑覆銅管一般是用含銅量 %的無縫 T2紫銅管為基體 ， 外壁覆上具有特殊造型的聚乙烯為主體及其它多種添加劑的保溫層 ， 經(jīng)物理和化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合而成的的新一代供水管材 ， 特別適合用做熱水管 。 它是通用塑料中強度和韌性較好的一種 。 PEX比 PB管材價格低 30～ 50%。 ③ 交聯(lián)聚乙烯 （ PEX） 和聚丁烯 （ PB） 管材 PEX和 PB管材完全無毒 ， 使用溫度范圍最寬 ， 為 70～ 110℃ ， 可輸送 90℃ 左右的熱水 ， 長期使用溫度為 95℃ 。 系統(tǒng)管路選擇與設(shè)計 常用管材選擇（ 2） 新型管材 ① 聚氯乙烯 (PVC)和硬聚氯乙烯 (UPVC)管材 具有良好的耐老化和耐化學(xué)腐蝕性能 ， 可在 15～ 60℃ 之間使用 30～ 50年 。鍍鋅鋼管常用于生活飲用水管道及熱水供應(yīng)系統(tǒng)。 ② 有縫鋼管 焊接鋼管通常稱為有縫鋼管（水煤氣管）。 太陽集熱器陣列 太陽集熱器間的連接 并聯(lián)連接 串聯(lián)連接 并串聯(lián)連接 太陽集熱器陣列 排與排之間的連接（ 1） 并聯(lián)連接 無論是平板集熱器還是真空管集熱器，一般情況下，集熱器排與集熱器排之間的連接多采用此種連接方式 太陽集熱器陣列 排與排之間的連接（ 2） 串聯(lián)連接 當(dāng)集熱器只有兩排 ， 且每排集熱器的數(shù)量不太多時 ， 可采用此種連接方式 。 因為 ， 水箱是太陽熱水系統(tǒng)最重的負載 ， 因此 ， 水箱的放置位置應(yīng)考慮該位置的承載能力能否能滿足水箱裝滿水后的承重需求 。這種布局可以很方便的共用一個水箱做成幾個并聯(lián)的自然循環(huán)系統(tǒng) 上下布局 水箱和集熱器上下放置 。 系統(tǒng)整體布局的原則與方法 布局形式（ 1） 前后布局 一般情況下 ， 集熱器在前面 ， 水箱在后面 ， 以避免水箱遮光 。因此 ， 應(yīng)按能滿足最不利情況下的熱能供應(yīng)來確定輔助加熱設(shè)備的功率 。 對于自然循環(huán)系統(tǒng) ， 下循環(huán)口兼有下循環(huán)管的自動