简论太阳能集中供热水系统的应用

梁涛++焦增超

摘 要：使用太阳能集中供热水系统是我国目前很多小区为业主提供生活用热水的主要方式。太阳能集中供热具有绿色、节能、安全、经济实惠的特点。该文主要介绍了太阳能集中供热水系统的运行原理，指出了太阳能集中供热的优点，描绘了太阳能供热的前景。

关键词：太阳能 集中供热水系统 应用

中图分类号：TK511 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（c）-0061-01

当今社会，节能、环保与我们息息相关，强调可持续发展的生态住宅成了人们关注的焦点。高效低耗、节能环保、健康舒适的绿色能源利用被认为是今后住宅建筑的发展方向。太阳能是一个无污染、可持续的巨大能源宝库，是全球普遍推广的环保节能工程。太阳能热水系统经济实惠、高效节能、安全、卫生、无污染，具有良好的经济效益和社会效益。

1 集中供热水系统

太阳能作为一种重要的可再生洁净能源，对太阳能的有效利用可以降低对常规能源的依赖程度以及减少对环境的污染。我国的太阳能资源丰富，具有良好的开发条件。随着技术的发展和工艺水平的提高，太阳能热水器也得到了广泛的应用。早期欧美国家在对太阳能的利用方面做了很多的开拓工作。如今我国对太阳能开发也取得了很大的成就，在进行家用太阳能热水器研发的同时，也开始重视太阳能集中供热水系统的的研究和设计工作。太阳能集中供热水系统可以为建筑提供生活热水与冬季供暖，具有较好的经济性，节能效果明显。

“集中供热水系统”是指采用集中的太阳能集热器和集中的储热水箱供给建筑物所需热水的系统。它的核心设备是集热器。目前国内主要存在的集热器有平板集热器、真空集热器和陶瓷集热器。

2 太阳能集中供热水系统运行原理

2.1 构成

太阳能集中供热水系统主要由六大部分构成。（1）太阳能集热器。通过它吸收太阳光，然后将光能转化为热能。（2）储热水箱，与集热器构成循环回路，一方面通过水循环将水加热，同时用来补充水量。（3）恒温水箱，它与供热水回路相连，主要用于储存恒温热水。（4）热泵。由于太阳能热水器受天气的影响因素较大，通过热泵就可以在光照不足的条件下进行辅助加热。（5）供热水循环管道。将恒温水箱中的热水引到用户热水系统中。（6）电脑控制系统，对整个系统进行智能化控制。

2.2 工作原理

当光照充足时，集热器将内部的冷水加热到50 ℃（设定水温），冷水管路上的电磁阀门自动开启，冷水受到自来水进水管网的水压被压入集热器中，同时将集热器中的50 ℃的热水送入储热水箱中存储备用。当冷水到达集热器的出水端口时受到温度检测器的检测，如果温度低于50 ℃，电磁阀门就会立即关闭，知道冷水在集热器内被加热到50 ℃。之后电磁阀门再次开启，从而不断的循环，使储热水箱内部的水位不断上升，一直到水箱水满为止。之后集热器停止进水。

当储热水箱水满以后，为了能够充分的利用太阳能。系统中的循环水泵会自动启动，将储热水箱中的热水抽出，然后经过集热器进行进一步的加热，使水温升高到75 ℃，当水温达到预设水温时，循环加热就会停止。这时为了保证储热水箱中水温恒定，可以将热水送入到恒温水箱当中。通过预设水温可以保持整个系统的恒温供水。当恒温水箱中的水温达到51 ℃以上时，进水端口自来水会进入使水温降至50 ℃。如果恒温水箱里水温低于48 ℃时，热泵就会重新启动循环加热使水温达到50 ℃。这样就将恒温水箱内的热水控制在48～52 ℃之间，保障用户使用的水温恒定在50 ℃左右。

当光照不足时，热泵就会进行辅助加热。集中供热水系统在设计控制器时，可以根据当地的气候条件和太阳辐射量，设置不同的控制水位。例如可以在每天的四个不同的时间点设置恒温水箱的预设水位。通过控制器对比每天实际水位与预设水位，如果实际水位达不到预设水位，可以启动热泵进行加热。

夏天一般情况下，由于恒温水箱存储了足够的热水，保证了晚上热水的用量，就不需要启动热泵进行加热。考虑到异常用水状况，可以在集中供热水系统中设置最低水位，当用水量增大后，可以往水箱中补充冷水，同时启动热泵，将水加热到50 ℃，从而保证热水的正常供应。

3 太阳能集中供热水系统的优点

（1）经济效益。太阳能取之不尽、用之不竭，除了初期设备成本投入以及日常维护以外，不需要进行其他的投资。因此具有很好的经济效益。而且太阳能集中使用效率高，与电加热相比每吨水可节约用电20～30 kw·h。对于小区集中用水具有很高的经济效益。随着常规能源供应越来越紧张，电价不断上涨，使用太阳能集中供热水系统具有投资少，回报高的特点。

（2）环保效果好。太阳能集中供热水系统具有绿色、无污染、无噪音等优点。对我国节能减排具有重要的意义。而且由于建筑一体化，太阳能集热器可以布置在屋顶，不影响建筑的美观。

（3）科学性。太阳能集中供热水系统具有操作简单，维护方便，使用寿命长的特点。目前太阳能集中供热水系统采用了智能化的控制技术，可以对水温进行实时监控，可以最大化的利用太阳能进行供热。同时系统终端通过计算机进行操作，实现了自动化处理，无需人员操作。

（4）便捷性。阳能集中供热水系统可以提供恒温24 h热水，实现了用户水龙头即开即热，且容易调节水温，方便舒适。同时用户的水表使用智能系统控制，使计量更为准确，保证的用户的利用。用户在实际使用中可以使用此卡进行付费，使用水消费变得更为便利。

（5）安全性。安全可靠该系统有接地、防漏电、防雷、防台风等安全措施，冷、热水管采用全塑料（PPR）热水管，作为绝对可靠的电绝缘材料，绝对安全、万无一失。

4 结语

太阳能集中供热水系统遵循太阳能建筑一体化设计原则，符合行业发展趋势。可以为小区用户提供生活热水与冬季供暖，具有较好的经济性、科学性、便捷性和安全性，同时具有节能环保的效果，是未来小区供热系统的一种较好选择。

参考文献

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