太阳能集热器。确定太阳能热水系统的尺寸。方案、说明

太阳能集热器。确定太阳能热水系统的尺寸。无线电电子电气工程百科全书

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太阳能热水系统可以作为唯一的热水源，也可以包括使用传统燃料的备用系统，以满足增加或意外的热水需求。系统的规模通常由房间数量、人数和所需热水量决定。太阳能热水器有几种基本配置。一般来说，它们分为两种类型：主动系统，配备泵和控制器，允许将太阳能热量引导到储热罐；被动系统，如热虹吸管，利用热的自然循环。水。

创建太阳能热水系统时，立即确定白天平均使用多少热水非常重要。根据该图，计算系统（收集器、储罐）的尺寸。

太阳能集热器。上浆太阳能热水系统

太阳能装置的主要组成部分是太阳能集热器。最常见的是使用平板集热器，由吸收器板（吸收器）组成，在吸收器板上，太阳辐射转化为热量并传递到冷却剂流体，吸收器边缘和下方的隔热层，一个包含所有这些的盒子并提供必要的玻璃或塑料盖通风。

如果玻璃用于涂层，重要的是玻璃的铁含量低或不含铁，以便至少95%的太阳辐射穿过玻璃。最常见的是使用单层玻璃。如果使用塑料，则必须具有抗紫外线能力。聚碳酸酯板在实践中表现出了优异的效果。

太阳能集热器。上浆太阳能热水系统

吸收器是一块附有管子的板，冷却剂流过管子。它由铜、铝或不锈钢制成。铜吸收管已被证明是最好的，因为钢管非常容易腐蚀。重要的是，吸收剂能够抵抗太阳紫外线辐射和高温，对于传统的集热器和 100-140 的集热器来说，高温可达 150-200°C。°C - 带选择性涂层。

扁平集热器的构造需要焊接管道及其与板的连接。管子与板的接触越近，在管子中流动的液体的传热就越大。吸收器通常涂有特殊的选择性黑色涂料，可以吸收太阳光线并将热辐射捕获在内部。普通的黑色油漆在高温的影响下会从金属表面蒸发。在正常情况下，黑色涂料会辐射更多的热量，而不是将其传递给传热流体。

太阳能集热器的主体由多种材料制成：木材、塑料、钢和铝都取得了不同程度的成功，但铝是迄今为止列出的材料中最好的。它耐候性好，维护成本低，颜色为黑色，无需在太阳能电池板外部涂漆。多年的实践表明，塑料对于制造各种太阳能电池板组件的用处不大。它不适合用于外部部件，因为它会在紫外线下降解：褪色、失去硬度和破裂。塑料的膨胀系数很高，这意味着它的膨胀和收缩幅度很大，以至于很难密封接缝。钢制外壳的使用也存在困难。首先，面板需要定期着色，其次，它们会与铜成分发生化学反应。

太阳能集热器通常直接安装在建筑物的屋顶上或安装在平屋顶或地面上的框架上。您还可以使歧管成为屋顶的一部分。有时，密封收集器和屋顶其余空间之间的空间存在困难。

太阳能集热器的大小取决于每天的热水需求。平均一个人每天消耗多达50升热水，温度为55 - 60°C（洗涤和淋浴，不包括洗衣）。事实证明，每天加热50升水，太阳能集热器的平均面积应为1-1,5平方米。集热器的价格取决于其尺寸和安装成本。当开发新房建设项目时考虑到太阳系时，后者最容易实现。然后，建筑师可以从美学的角度和经济的角度提前将收藏家纳入他的项目中。

对于带有选择性吸收器的典型太阳能集热器，将水加热 8-45 度，有标准规则：

热水消耗量平均每人每天 50 升。
每天加热 1 升水需要 1,5-2 平方米的太阳能集热器。
每40平方米太阳能集热器储水箱应容纳70-1升水，或每人2升。
储罐中的热交换器必须在 40 ℃ 的温度下每 m60 太阳能集热器传输至少 2-50 W/°C°C.

如果遵循这些规则，中欧的典型太阳能集热器将能够提供每年 60-70% 的热水消耗，并每年产生 350-500 kWh/m2 的电量。在大型建筑（酒店、医院、公寓楼）中，集热器面积和每个居民的水箱容积较小，但需要对需求和当地气候条件进行详细分析，以准确确定系统的最佳尺寸。经验表明，用于热水加热的太阳能系统应尽可能简单且不宜太大。

例子

一个4口之家每天消耗200升热水，需要一个6平方米的集热器。这样的系统每年可产生高达 2 kWh 的环保能源。如果燃油锅炉更换为集箱，每年至少可节省燃油3000升。

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