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太阳能热水利用成套技术与特点
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太阳能热水利用成套技术分类与特点 (2)
“太阳能集热工程”的组成及其原理 (4)
太阳热水器的选用常识 (10)
高层太阳能热水系统设计 (12)
太阳能热水利用成套技术分类与特点
1、主要技术方式
太阳能热水系统与建筑一体化主要包括以下三种方式：
（1）、集中集热－集中储水－分户使用系统；
（2）、集中集热－分户储水－分户使用系统；
（3）、分户集热－分户储水－分户使用系统；
2、各类技术方式内容与特点
（1）、集中集热－集中储水－分户使用系统；
系统组成：以一个单元全部住户的用热水量做一个统一系统，共用集热系统，计量每户用热水水量。系统由集热单元、储热单元、控制系统、循环系统等组成。
技术特点：系统对太阳能的利用效率高
（2）、集中集热－分户储水－分户使用系统；
系统组成：集热系统作为一个公用系统集中集热，储热水箱按照配置要求，每户一个换热系统和控制系统。
技术特点：对太阳能的利用最充分，计量管理方便。
（3）、分户集热－分户储水－分户使用系统；
系统组成：每户一组独立系统，包含太阳能集热器、储热水箱和控制系统等。
技术特点：根据用户的常规用热水量设计配置，独立使用，独立计量，易于管理。但每户独立系统的设计施工较繁琐，而且室内管线需要做好预留预埋。
3、各类技术方式适用范围
太阳能热水系统各类技术方式的适用范围见下表。
表1各类技术方式的适用范围
4、各类技术方式的优缺点比较
太阳能热水系统各类技术方式的优缺点比较见下表。
2010-4-6
“太阳能集热工程”的组成及其原理
产品选型：作为工程使用的产品，不仅对产品质量有较高的要求，同时在产品设计上也要符合工程产品要求。不能把一般的产品运用在工程设计上，因为市面上零售的产品为家庭设计使用型，如果运用在工程中故障率较高，热效率低，达不到设计意图。
管道设计：工程联接管材的设计特别重要，如果系统管道设计不合理容易出现水头阻力太大，出水量小，热水供应量不足，有时可能出现热水短路等问题。严重的影响了系统的正常运行，管道设计上尽量要求水路平衡，管道口径要求与系统设计匹配，计算管道合理流量。
辅助能源：太阳能集热器是靠天吃饭，如果遇到阴雨雾雪天气太阳能光照不足，集热器无法获取足够的能量，这时太阳能工程不能满足正常用水要求，这时需要第二能源作为辅助。一般太阳能工程选择电加热管、电锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉等辅助能源设备，设备型号选用要考虑到阴雨雾雪最大热水需求量，必免影响正常的热水需求，同时又要实现投资的经济合理性。
控制系统：电气控制是太阳能工程的重要组成部分，它可以实现热水工程的智能化控制，比如：自动上水，水满自停，显示水温水位，自动或定时电加热、定时出水、管道循环以及增压等控制。控制系统选用特别重要，因为电气有一定的不稳定性，故障率较高，需要特别维护。控制系统要求正规厂家进行生产，这样才有系统质量保证。降低系统故障率，提高太阳能工程的整体性能。
补水系统：太阳能工程能够提供出连续不断的热水，这就须要有充足的水源进行补充。一般采用浮球箱作为补水工具，浮球箱可以起到限流限压作用，对太阳能工程补水稳定，安
全可靠。在北方寒冷季节，需要对浮球箱进行保温必要时在内部增加电加热，保证冷水能够及时补充，不影响系统正常运行。
太阳能工程常见问题
一、设计之前了解的问题：
1、单位的建筑条件：
建筑物集热面积的大小、形状、建筑物高度以及允许放置水箱的位置（楼顶、地面、地下室等）大多不一样而不相同。
2、用户单位要求情况：
日均用水总量；用户是每日定时一次使用还是随时使用；要求用水温度；用水使用位置；实际用途：洗浴用水、浴池加温、鱼池加温、环境（种植或养殖大棚）加温。.COM
3、地理位置及条件：
根据用户的地理纬度和冬季最低环境温度、四季日照条件、朝阳的方向是否有遮挡，分析安装条件。
4、用户单位辅助能源的条件：
确定采用（电加热器，电锅炉，燃油、燃气锅炉，水源、地源或空气源热泵机组等）一种方案或二种以上的组合方案。
5、用户单位的水压与电压：
了解用户单位的水压与电压以及供应情况。
二、常见的几种设计方案
1、家用太阳能热水器的串并联方案。
在用户要求不是很高的情况下较为常见，适宜在用户条件比较简单的环境使用。安装数
量太多则载荷过重，对于建筑物会有不利影响。设计中注意上下水主管路的直径与串并联数量关系，避免补水量与用水量产生矛盾。
2、自然循环设计方案。
在小吨位用水量中也很普遍，不适于大吨位用水量方式。这种方式比较简单，有一定的要求，水箱与太阳能集热器的高度问题，水箱的支架要计算载荷问题和防风问题，符合《钢结构设计规范》，无论是采用什么方式的太阳能集热器，其串并联的数量要求合理，应符合《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》。
3、定温放水设计方案。
通过集热器与水箱之间的温差，控制进凉水方式将达到设定温度的热水顶入水箱，水箱的热水注满后通过温差循环继续增温，这也是很多太阳能公司目前使用的方案。这种方式在日照条件好时一般没有问题，在日照条件较差时，应注意在这种方案中及时补水，使水箱内应具有一定的水量，防止电加热器干烧。当水箱的水温低于设定温度时，要求辅助能源设备及时启动，保证用户的正常使用。另外，在设计中根据用户的使用要求不同，分别设定采用每日定时加热方式与定温随时加热方式。在北方要有低温防冻保护功能。
4、温差循环设计方案。
通过控制器的设定，使水箱一次注满水，达到最高水位，采用太阳能集热器与水箱内的温差，控制循环泵工作，不断提升水箱中的水温，这是一种很实用的温差循环方案。设计中根据热水使用的用途不同而设定出水温度。每日定时上水，当达到最低水位时，随时自动补水，保证水箱中一定的水量。根据用户条件，辅助能源设备可以采用一种或二种以上的方案。设计中根据用户的需求不同，可以设定是每日定时加热方式还是定温随时加热方式。在北方要求低温防冻保护功能。
三、控制器功能及系统设计：
1、水箱温度显示：
可以随时观察水箱中的水温，这是用户使用中需要经常了解的太阳能系统工作的重要数据。
2、集热器温度显示：
可以随时观察集热器中的水温，这是系统调试时需要了解太阳能系统工作的重要因素之一。
3、水位状态的显示：
采用五级水位显示，水位状态一目了然。这也是用户使用中需要经常了解的重要数据。
4、定时加热时间：
设定每天的加热时间，控制器在设定时间根据水温判断是否需要自动启动加热功能。
5、设定加热温度：
设定的范围适用于不同用户的需求，洗浴温度一般在30℃－75℃范围为宜，其它用途根据需求设定，最高可以设定99℃。
6、设定加热方式：
采用定时加热或恒温加热。定时加热是在设定的时间，每日一次加热到设定温度；恒温加热是在水温低于设定温度一定值时随时上水并加热，达到设定温度时则停止加热。
7、设定上水时间
设定每天的上水时间，控制器在设定时间使水位自动启动上水至最高水位止，采用电磁阀还是水泵可根据需要确定。
8、低水位自动补水：
当水位下降到最低水位时，控制器应该无条件自动补满水，保证水箱中有充足的用水。
9、水箱温度控制：
水箱中的出水温度根据用途来设定，洗浴温度、大棚采暖温度、物料烘干温度等各种不同需求，设定的温度各不相同。
10、系统防冻问题：
除了注意保温材料的厚度问题，可以采用管路排空法；也可以采用全系统循环法或同时采用电伴热带保护法，当系统温度达到低温范围时，可以采用上述的各种方法进行系统防冻保护。
11、远程监控：
有一些用户需要在控制室以外的位置需要了解太阳能系统是否正常工作，当控制器工作出现故障会及时发现。
12、使用热水的恒温循环：
具有使用热水的循环功能，可以使热水循环管路始终保持与储热水箱温度接近或相同，用户在任意水龙头打开时即出热水，使用户的热水使用具有方便性。
13、增加采暖功能：
根据设定温度满足南方地区主要取暖以及北方地区部分取暖要求，还可以为生产活动（蔬菜、花卉大棚）中的部分起到增温工作和烘干室的部分工作，节省常规能源。
14、电气控制柜：
控制柜内电路的总控制器及各分路控制器，注意使用功率匹配的熔断器、断路器、漏电保护器、继电器及交流接触器等，当发生供电设备短路或漏电现象，总控制器和各路分控制器及时切断电路，查明故障原因后方可恢复。
温度控制器与电气控制之间应正确安装，必须接好保护地。
15、安装形式：
根据环境条件，可采用多种角度安装方式，采用强制循环方式可以从0度到90度任意
安装运行。
16、储能保温水箱：
适宜采用SMC玻璃钢组装式保温水箱或不锈钢组合式水箱。这二种水箱的主要特点：干净卫生、永不生锈、符合卫生标准、重量轻、结构合理、现场组装场地要求较低。水箱设计寿命均在30年以上。水箱外部采用高性能材料保温及防护处理。
17、防雷措施：
太阳能集热系统主体为金属结构，将钢结构与楼房原避雷系统连接，就可以有效地防止雷击。
太阳热水器的选用常识
我国地域辽阔，太阳能资源丰富，是太阳热水器大显身手的舞台。但因各地太阳能资源与环境温度等气象条件以及各地水质的不同，使用适宜当地的太阳热水器系统是非常重要的。为了使读者对太阳热水器在不同地区的应用有一个简单、明了的了解，初步能在工程设计、推广中运用，本文仅向读者做一些必要的知识介绍。
一、太阳热水系统运行方式的选择太阳热水器有多种运行方式，它包括自然循环系统、强迫循环系统、直流定温放水系统、双回路系统等。一般说来选择系统运行方式主要考虑以下几个要素：安装环境与使用地域；当地水质水压状况；客户要求以及资金状况等。表1列出几种太阳能热水器系统的适应场合。对于家用太阳热水器而言，平板型太阳热水器系统在我国福建、广东、广西、云南等地技术经济性能优于真空管式太阳热水器，相反在我国华北以北地区真空管太阳热水器系统技术经济性能占优。
二、太阳集热器种类的选择太阳集热器是太阳热水系统的核心部件，它的类型及参数选择应从技术、经济两方面综合考虑后确定。目前市售的绝大部分太阳集热器主要有3种类型，即平板式太阳集热器、全玻璃真空管式太阳集热器和热管真空管式太阳集热器。平板太阳集热器本身无防冻功能，若冬季使用须考虑防冻措施。全玻璃直空管集热器在冬季温度高于-15℃的地区有防冻功能。热管真空管集热器防冻性能好，但成本较高。3种集热器瞬时效率曲线表示在图1中，从中看出当贮水温度与环境温度差值t小时，平板型集热器效率高。从技术经济性能综合考虑，平板集热器适用于华南地区，即冬季温度高于0℃的地区，全玻璃真空管集热器适合华北及部分西北东北地区，即冬季温度高于-15℃的地区，热管真空管适宜高寒地区应用。当然最终选择哪种类型，还应考虑客房资金投入、集热器安全可靠性等因素。它们的适用地域并非绝对，例如，在华北、西北等地许多太阳热水器系统仍采用了平板型太阳集热器，南方地区全玻璃真空管热水器也有一定市场。
三、太阳集热器安装倾角的选取为了得到最大的年太阳辐照能量，集热器应面赤道，其安装倾角应近似等于当地纬度角。如果要在冬季获得较佳太阳辐照能量，倾角应等于当地纬度加10度。而春夏秋3季使用的太阳热水器，集热器安装倾角要比当地纬度小10度为宜。四、集热器前后排距离的确定为了使太阳充分投身到太阳集热器采光面上，要求在热水器使用期内，前排集热器阴影不遮挡后排集热器。对于全年使用的太阳热水器，当集热器在同一水平面安装时，一般要求，集热器前后排路离大于太阳集热器安装高度，在我国南方地区，这一距离要小于北方地区，对于不同地区的间距单位估算方法如图2所示。其中as为太阳高度角，h为集热器安装高度，D为集热器这间安装距离。显然D=h.ctgas，太阳高度角落as在正午当地纬度角大于赤纬角时，有as=90- ( 是负值)。因而估算出不同地区的安装距离D值。例如北京地区太阳集热器安装距离D=hctg2.6=2h。
五、集热器面积的确定在确定太阳热水系统运行方式和太阳集热器类型之后，可根据太阳热水器的非稳态效率议程式，或太阳集热器瞬时效率曲线方程式、热水器贮热水温度、水量、利用该地区可获得的太阳辐照度、环境温度等气象资料，用数学模型确定不同季节不所需的采光面积。多年工程实践给出，在北京地区若采用优质平板太阳集热器，每平方米集热器从上午9点至下午3时运行，春秋季节可获温度为40-60℃的热水60-80千克，夏季100-120千克，冬季25-35千克，年平均每平方米太阳集热器日产水量70千克左右。真空管热水器在北京地区年平均每平方米产热水量与平板型太阳热水系统相当。区别在于夏季平板型热水系统产热水量高于真空管热水系统，冬季则真空管热水器产热水量优于平板型太阳热水器。为了使于工程计算，对于春夏秋3季节用太阳热水器，一般设计供热水量与集热器面积的比值为100千克/米2为宜，全年用热水器取比值为50-70千克/米2为好。若选择容水量与集热器面积比值过大，虽然系统效率提高，但热水温充降低，同时增加了水箱投资。反之，若比例过小会造成水温偏高，降低热效率，从热力学角度分析其能量利用是不合理的。鉴于
目前国内所生产的太阳集热器热性能良莠不齐，和国内各地区气象资料偏差较大，在选择集热器面积时还应根据集热器热性能和当地气象资料调整容水量麦收集热器面积的比值，一般在我国华南地区此比值上浮10%-20%。
六、使用水量的确定目前太阳热水器主要用于家庭生活热水，其用水量参照国家颁布的“室内给排水、热力供应设计规范”的规定确定。但各地客户使用热水量，因生活习惯而有所不同，所以确定水量时亦要因地制宜。原则上可按规定确定每人每次淋浴40℃热水用量为35-40千克为宜。如每日有20人次淋浴，则需设计水箱有效容水量为700-800千克。
高层太阳能热水系统设计
近年来我国房地产业飞速发展，人们对建筑的节能性要求越来越高。近年来我国房地产业飞速发展，人们对建筑的节能性要求越来越高。“绿色节能建筑”、“生态环保小区”成为各个房地产开发商所追捧的商业卖点。生活热水的使用量及质量是衡量人们生活水平和社会文明程度的重要标志之一。在建筑中推广使用太阳热水系统为居民提供生活热水是建设节约型社会的必然要求。本文针对目前存在的几种系统运行方式的原理、优缺点略作浅析，并针对不足之处提出几种新型的系统运行方式。
一、自然循环系统
自然循环系统是最原始的太阳能热水工程系统运行方式，在太阳能技术开发初期应用极为广泛，目前在大型热水工程中已经摈弃。
运行原理：在太阳光照条件下，真空管吸热加热管内的热水，集热器内的水温被提高，与储热水箱内的水温相比，水温差距较大。因此集热器内的水的比重减小变轻，开始慢慢上升到高位的储热水箱中，而储热水箱内的水由于温度低，因此比重增大变重，水自然流回处
于较低位的集热器内.如此不断的循环，使储热水箱内的水温逐渐提高，但这是一个缓慢的过程。水箱内的水位通常采用机械浮球控制。
系统优点：运行方式简单，投资小，设备可维护费用少，适合普通单机太阳能热水器。系统缺点：储热水箱必须要高于集热器，而且高度差要大，通常1--2m。储热水箱内的水升温比较缓慢，而且对管道和坡度都有严格的要求，不宜做成较大（30m2以内）的热水工程系统。
二、定温放水系统。
运行原理：这种方式应用较为广泛，大、小型热水系统均适用。在太阳光照条件下，在太阳能集热器的出水末端增加一个温度探头（水箱内的水位可以采用机械浮球控制也可以采用控制器控制水位探头）。当集热器内的水温达到设定值时，控制器发出信号，控制打开电磁阀，冷水把已经达到设定温度的热水顶入储热水箱并储存起来；当集热器内水温低于设定值时，控制器开始动作使电磁阀自动关闭。如此不断循环使储热水箱内的高温水不断增多，当储热水箱内的水位达到最大水位时，系统关闭，不再进水。
系统优点：系统运行相对自然循环系统产热水速度大大提高，系统运行由控制器控制，智能化提高，系统相对比较稳定，这种适用于大型热水工程。
系统缺点：对储热水箱保温性能要求高，当储热水箱内的水温降低而水箱又处于满水位时，无法使集热器内的高温水继续进入水箱，造成浪费。系统增加控制器及温度探头，设备维护费用提高。
三、温差循环系统
运行原理：这种运行方式在大型热水工程中基本都采用。在太阳光照条件下，在在太阳能集热器的出水末端和水箱内均增加一个温度探头，采用控制器控制，通过设定温差控控制功能，当集热器内的水温与储热水箱中的水温之差达到设定值时，控制器开始动作，控制启
动热水循环泵，把集热器中的高温水和储热水箱中的低温水交换循环；当集热器中的水温与储热水箱中的水温之差低于设定值时，控制器开始动作，停止热水循环泵工作；如此不断循环，从而使整个储热水箱中的水温升高。
系统优点：系统运行相对定温放水系统产热水速度又大大提高，通过采用循环泵，换热频率提高，可以始终保持储热水箱内的水温相对较高，当水箱为满水位时，当集热器的水温较高时仍然可以循环换热，大大提高集热器的利用率。
系统缺点；增加了热水循环泵，系统投资费用相对较高，产生一定的运行费用。系统维护费用也相应的提高。
四、定温放水+ 温差循环系统
原理：采用定温放水，使进入水箱内的水始终是某以较温度值，当水箱内的水温降低时，采用了温差循环控制系统，使水箱内的水和集热器内的水交换，从而始终保持水箱内的水温为较高温度时，同时可以采用辅助热源这样就能保证全天候产热水。
系统优点：系统可以完全智能化，而且运行费用比单独温差循环系统大大降低，最大限度的提高集热器的利用率，如果采用辅助热源即可保证任意时刻的热水供应，不受天气限制。系统缺点：系统对控制器功能要求高，系统投资费用较高，设备维护费用相对较高。
上述几种运行方式也是比较典型的太阳能热水系统运行方式，尤其是最后一种复合系统是目前应用最广泛的。下面再介绍几种在上述方式基础上新增加的系统运行方式。
五、定温分区供水
运行原理：这种方式是在定温放水+ 温差循环系统的基础之上产生的。这种系统运行方式中通常是在不采用辅助热源的情况下使用。采用自来水先进入储热水箱，通过储热水箱内的水温水位探头将水箱分为若干去高度区域，首次使用自来水上水至一小高度区域，通过定温放水+ 温差循环系统的方式使这一小区域水温较快提升，然后温度达到设定值，控制器打
开电磁阀，使水箱内的水再上升至一小高度区域，然后再提升，再进水，如此不断循环，使水温保持在固定范围内的情况不断提高水箱内的水位。我们称这种方式为定温分区供水。
系统优点：提高集热器利用率，水温提升速度大大提高，始终保持储热水箱内的水温在一固定范围，节省能源利用。
系统缺点：需要通过具体数据计算来设定分区的大小。例如：设定水温55℃，最低水温45℃，也就是首先计算集热器内满水时的体积V，然后计算V从水温由55℃降到45℃所释放的热量Q，再计算Q可以提升多大体积（V1 ）从15℃的冷水到55℃。然后通过水箱的总体积和V1 来确定分区的大小及数量。
六、副水箱上水定温放水系统
运行原理：在定温放水的基础上的创新，可以用于典型系统的二、四方式中。基本原理同定温放水一致，只是在上水的方式上有所改变，即采用副水箱上水，自来水先进副水箱，然后水再从副水箱进至集热器，下面的方式就同定温放水一致了。
系统优点：这种方式也是在实际的运行中总结出来的，可以克服自来水压力不稳定的问题，避免了压力过大，损坏水箱的的问题。
系统缺点：系统投资成本增加，副水箱体积大小要经过合理的计算。
七、定温管道循环系统
运行原理：在使用热水的供热水末端增加一温度探头，自动检测供水末端管路水温，当水温低于设定温度时，控制器动作，控制启动管道热水循环泵，把管路中的水与储热水箱中的水交换，从而使管路中的水温不低于一设定值，用户一打开水龙头就是热水。
系统优点：满足现代人24小时全天候热水需求，可以有效的防止管道冻坏之忧。
系统缺点：增加初始投资费用，系统运行费用提高，控制功能相应增加。
以上探讨的几种类型是在典型运行方式的基础上发展起来的，随着人们生活水平的提高，
对热水工程要求也不断提高，因此太阳能热水工程运行方式也随之特殊化。不同的地域条件下，采取的方式不同，这就要求我们工程设计人员也要不断提高自己能力，不断创新！走理论与实际结合的道路，在实际设计中不断进步！
太阳能热水系统技术规范标准 则 1、0、1 为使民用建筑太阳热水系统安全可靠、性能稳定、布局合理、与建筑和周围环境协调美观、风格统一，规范太阳热水系统的设计、安装、调试和工程验收，制定本规范。 1、0、2 本规范适用于为新建、改建和扩建的民用建筑集中供热水和局部供热水的太阳热水系统。改造既有建筑上已安装的太阳热水系统时，可参照执行。 1、0、3 民用建筑太阳热水系统的设计、安装、调试和工程验收，除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。2 术语 2、0、1 民用建筑 civil building供人们居住和进行公共活动的建筑总称。按使用功能分为居住建筑和公共建筑。 2、0、2 居住建筑 residential building 供人们居住使用的建筑。包括住宅、宿舍、旅馆等建筑。 2、0、3 公共建筑 public building供人们进行公共活动的建筑。包括教育建筑、办公建筑、科学教育建筑、文化娱乐建筑、商业服务建筑、体育建筑、医疗建筑、交通建筑、政法建筑、纪念建筑、园林景观建筑、宗教建筑、综合建筑。 2、0、4 低层住宅 low storey housing 一层至三层的住宅建筑。
2、0、5 多层住宅 multifloor housing 四层至六层的住宅建筑。 2、0、6 中高层住宅 mid-tall storey housing 七层至九层的住宅建筑。 2、0、7 高层住宅 tall storey housing 层及层以上的住宅建筑。 2、0、8 高层建筑 tall building 层及层以上的住宅建筑和高度大于24m的建筑为高层建筑。 2、0、9 自然层数 natural storey 按楼板、地板结构分层的楼层数。 2、0、10 建筑高度 height of building 指建筑物室外地平面至外墙顶部的总称。 2、0、11 地下室 basement 房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高1/2者为地下室。 2、0、12 半地下室 semi-basement 房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高1/3，且不超过1/2者为半地下室。 2、0、13 设备层(间) mechanical floor(room) 建筑物中专为设置暖通、空调、给水排水和变配电等的设备和管道且供人员进入操作的空(房)间。 2、0、14 阳台 balcony 供使用者或居住者进行室外活动、晾晒衣物等的空间。
屋 面 太 阳 能 热 水 系 统 编写时间：2008年05月 屋面太阳能热水系统 一、太阳能建筑 1 太阳能建筑被建筑界认为将成为现代建筑的发展趋势。 太阳能建筑是指用太阳能代替部分常规能源为建筑物提供采暖、热水、空调、照明、通风、动力等一系列功能，以满足或部分满足人们生活和生产需要的建筑。 2 太阳能建筑的发展阶段： 第一阶段：被动式太阳房。它是一种完全通过建筑朝向和周围环境的合理布置、内部空间和外部形体的巧妙处理以及材料、结构的恰当选择、集取、蓄存、分配太阳热能的建筑。 第二阶段：主动式太阳房。它是一种以太阳能集热器、管道、风机、泵、散热器及贮热装置等组成的太阳能采暖系统或与吸收式制冷机组成的太阳能采暖和空调建筑。 第三阶段：零能耗房屋。利用太阳能电池等光电转换设备提供建筑所需的全部能源，完全用太阳能满足建筑采暖、空调、照明用电等一系列功能要求的建筑。 3 现阶段我国发展太阳能建筑的必要性。 目前在常规能源少，建筑能耗大的情况下，要求环境保护以及实现全面小康要求等因素共同作用下，我国大力发展太阳能建筑迫在眉睫。 降低建筑能耗的需要： 我国建筑总能耗约占社会终端能耗的27.6%，其中，北方城镇建筑采暖和农村生活用煤约为1.6亿吨标准煤/年，占我国2004年煤产量的11.4%，建筑用电和其他类型的建筑用能
折合电力总计约为5500亿千瓦时/年，占全国社会终端电耗的27%-29%。按照目前的建筑能耗状况，到2020年我国建筑能耗将比2004年增加2.5亿吨标准煤/年和新增耗电5800亿-6300亿千瓦时/年，总计折合电力约1.3万亿千瓦时，新增量相当于目前建筑总能耗的1.3倍。根据发达国家经验，随着城市的发展，建筑将超越工业、交通等其他行业而最终居于社会能源消耗的首位，达到33%左右。我国城市化进程如果按照发达国家发展模式，使人均建筑能耗接近发达国家的人均水平，需要消耗全球目前消耗的能源总量的1/4来满足中国建筑的用能要求。因此，探索一条不同于世界上其他发达国家的节能途径，充分利用我国拥有丰富的太阳能资源，大力发展太阳能建筑成为当前降低建筑能耗的需要。 环境保护的需要： 有关资料显示，世界各国建筑能耗中排放的二氧化碳约占全球排放总量的1/3，我国目前约90%的二氧化硫和氮氧化物排放来自化石能源的生产和消费。目前，我国仍有4亿左右农村居民依靠直接燃烧秸秆、薪柴等提供生活用能，生物质燃烧产生大量的二氧化碳及有害物质。大气污染造成的酸雨、呼吸道疾病已严重威胁人体健康和经济发展。我国具有丰富的太阳能资源，年日照时数在2000小时以上地区约占国土面积的2/3以上，对太阳能应用的预测结果为，在正常和生态驱动发展两种模式下，2050年我国太阳能利用在总能源供给中分别达到4.7%和10%。对我国未来二氧化碳减排的潜力估计是，到2010年以后，太阳能利用对减排开始有明显作用，2020年以后开始有较显著的作用。 二、太阳能的基本知识 太阳能是最重要的基本能源，生物质能、风能、潮汐能、水能等都来自太阳能，太阳内部进行着由氢聚变成氦的原子核反应，不停地释放出巨大的能量，不断地向宇宙空间辐射能量，这就是太阳能。太阳能内部的这种核聚变反应可以维持很长时间，据估计约有几十亿至几百亿年，相对于人类的有限生存时间而言，太阳能可以说是取之不尽，用之不竭的。 1 太阳辐射 太阳辐射热是地表大气热过程的主要能源，也是对建筑物影响较大的一个参数。当太阳的射线到达大气层时，其中一部分能量被大气中的臭氧、水蒸气、二氧化碳和尘埃等吸收，另一部分被云层中的尘埃、冰晶、微小水珠及各种气体分子等反射或折射而形成漫反射，这一部分辐射能中的一部分返回到宇宙中去，另一部分到达地面。我们把改变了原来方向而到达地面的这部分太阳辐射称为"散射辐射"，其余未被吸收和散射的太阳辐射能仍按原来的方向，透过大气层直达地面，故称此部分为"直接辐射"。直接辐射和散射辐射之和为"总辐射"。 2 太阳常数 在太阳与地球的平均距离处垂直于入射光线的大气界面单位面积上的热辐射流称为太阳常数，通常用I表示。从理论上计算得该常数I﹦1395.6W/m2,称为天文太阳常数，用实测分析决定的太阳常数I﹦1256W/m2 称为气象太阳常数。 3 辐射换热 由于任何物体都具有发射辐射和对外来辐射吸收反射的能力，所以在空间任意两个相互分离的物体，彼此间就会产生辐射换热。如果两个物体的温度不同，则较热的物体向外辐射而失去的热量比吸收外来辐射而得到的热量多，较冷的物体则相反。这样在两个物体之间就形成了辐射换热。应注意的是：即使两个物体温度相同，他们之间也在进行着辐射换热，只是处于动平衡状态。两表面间的辐射换热量主要取决于表面的温度、表面发射和吸收辐射的能力，以及它们之间的相互位置。 4 赤纬 即太阳光线与地球赤道面的夹角，它是随着地球在公转轨道上的位置即日期的不同而变化。赤纬从赤道面算起，向北为正，向南为负。
太阳能市场发展前景及调研分析报告 （2009年10月26日） 一、太阳能行业特点及经济特征 （一）太阳能行业特点（属新能源，有三大特点） 1、是人类可以利用的最丰富的能源，取之不尽，用之不竭，足以供地球人类使用几十亿年。 2、可就地开发利用，太阳普照全球，随处可用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更有利用价值。 3、是一种洁净的能源。在开发和利用时，不会产生废气、废水、废渣，也没有噪音，不会造成任何污染和公害。 （二）太阳能热水器经济特征 我国的太阳能热水器工业近几年由发展逐步走向成 熟，除了技术不断改进、产品质量不断提高外，为适应国际大市场的要求，提出国家标准要与国际接轨，由国家标准管理委员会领导，经过专家的调研和分析论证，陆续制定颁布了四项国家标准和三项行业标准，从实验、管理、产品对我们现在太阳热水器的品种、售后服务、安装验收等方面进行全方位的规范，构成了一个基本完善的热水器
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技术标准体系。 二、太阳能行业发展的社会背景分析 （一）、从世界范围上看，能源短缺和环境污染是人类 面临的两大突出难题，随着人民生活水平的不断提高以及市场经济和社会化大生产的进一步发展，能源紧缺和生态环境恶化将日益成为人民不得不予以高度重视和解决的两大矛盾。鉴于人们对燃气、电热水器缺点的认识，太阳能热水器这种环保、节能产品受到消费者的青睐，迎来了难得的市场发展机遇。 （二）从国内情况看。我国是一个世界上人口最多的发 展中国家，无论哪种能源、资源，用１３亿人口一除，得到的人均拥有量就非常低。另一方面，我国正处在工业化和城镇化加快发展阶段，处于全面建设小康社会的关键时期，对能源资源的需求也将持续增加。我国政府一直高度重视新能源和可再生资源的开发利用，提出了“因地制宜，多能互补，综合利用，讲求效益”的总体方针。1992 年国务院提出了对环境和发展采取的十条对策和措施。1994年，制定了1995-2010年新能源和可再资源利用规划。针对生热利用行业现状，提出了“企业上规模、技术 上水平、质量上档次、市场要规范”的行业发展方针。经 过多年来的努力，太阳能热水器行业已成为一个有巨大发展前景的新兴行业。2006年，全国两会召开，在国务院总
系统总体结构设计 排气管 图2-1系统结构图
图2-1为系统设计的结构图，该图的系统控制原理图如下图2-2： T3 T2 D F2 图2-2 系统控制原理图 注释：T1：热水箱的温度传感器
T2：循环水管中的温度传感器 T3：集热器中的温度传感器 F1：循环水阀门 F2：冷水阀门 F3：热水阀门 此款热水器利用微机控制主要有以下几种控制功能：晨水加热控制、温水循环控制、冷水集热控制、水箱加热控制。 1.早晨水温控制 由于清晨太阳光较弱，所以太阳能热水器从系统发挥作用。为了提供温度不低于30摄氏度的水，热水器在清晨4-7点之间对水箱进行电加热，具体控制过程如下： 首先，关闭冷水阀门F2和循环水阀门F1，然后微机开始进行水箱的温度采集，同时进行温度的比较，当水箱的温度小于30摄氏度时，电热器D接通进行加热，同时微机继续对热水箱的温度进行采集。当温度加热到大于30摄氏度时电热器断开，如此反复循环保证了温度的稳定。 2.循环水集热过程 早晨水温控制之后（7～9点），设定当日的水箱温度N（由两位BCD次齿轮开关设定），输入微机，再利用微机控制系统，通过太阳光能对热水箱加热以达到理想温度N。具体控制过程如下： 打开循环阀门F1，关闭冷水进水阀门F2，热水阀门F3处于空控状态。然后开始比较温度，若（T3-T1>5摄氏度，T2>T1）为止。如若T1=N，那么循环水集热过程结束，进入冷水集热控制过程。 3.冷水集热控制 此时热水箱温度已达到了N，冷水要进入太阳能集热器，这时温度为T3，和当日的设定温度值相比较，若T3>N则将已加热的水送入热水箱，每天的控制时段大概为9点～20点。具体控制过程如下： 关闭循环水阀门F2，打开冷水阀门F2，热水阀门F3处于可控状态。若T3>N，
西安航空职业技术学院 毕业设计（论文） 论文题目：太阳能热水器控制器设计 所属学院：电子工程学院 指导老师：杨思俊职称：讲师 学生姓名：王游班级、学号: 15205109 专业：太阳能光热技术与应用 西安航空职业技术学院制 年月日 西安航空职业技术学院
毕业设计（论文）任务书 题目：太阳能热水器控制器设计 任务与要求： 时间： 2017 年 11 月20 日至 2018 年 1 月 20 日共 8 周所属学院：电子工程学院 学生姓名：王游学号：15205109 专业：太阳能光热技术与应用 指导单位或教研室： 指导教师：杨思俊职称：讲师 西安航空职业技术学院制 年月日 毕业设计(论文)进度计划表
本表作评定学生平时成绩的依据之一。
太阳能热水器控制系统设计 【摘要】 现在城市居民绝大部分都使用太阳能热水器，农村也有相当一部分人使用，太阳能热水器在技术上比较成熟，造价比较低廉，同时由于给人民提供绝对安全的热水而受到人们的欢迎，且具有节能、环保、安全、便利、长久等优点，所以它的应用也会越来越广，因此，研究和开发先进的太阳能热水器控制系统越来越重要。 该设计以单片机SST89E516RD为核心，结合单线数字温度传感器DS18B20、LCD1602液晶屏与蜂鸣器，设计一种数字化、智能化的太阳能热水器控制系统。该系统由主控芯片模块、DS18B20温度检测模块、LCD1602温度和水位显示模块、自动加水模块和水温超标警报模块组成。给出了各个模块的结构及其工作原理、系统硬件原理图、程序流程图和部分源程序，并结合理论设计进行仿真模拟测试。我们都知道，目前市面上大多数太阳能热水器都没有加水只能中断装置，并且只能在晴天使用，而阴天则无法加热。此系统将水温水位检测模块、水温水位显示模块与报警模块结合，LCD1602屏幕上会显示水位和温度，并且在水位低于设置值时可人控开启加水开关开始加水，LCD1602上显示水位变化情况，当水位到达标准水位时自动中断；当通电对水加热时，LCD1602屏幕上动态显示温度；当温度到达设定的标准温度时，触发警报系统，提示人关闭加热装置。此系统解除了太阳能热水器加水时无人守候造成水资源浪费和只能在晴天使用的问题，解决了人们常遇到的实际问题。该系统与传统的机械式控制系统相比较，具有结构简单，抗干扰能力强，使用方便等特点。 关键词：单片机SST89E516RD；温度传感器DS18B20； LCD1602液晶；警报
（复制转载请注明出处，否则后果自负！） 自20世纪90年代以来，我国太阳能热水器行业保持了20年左右的快速增长。1992年，我国太阳能热水器产业年生产量只有50万平方米，而到2011年，我国太阳能热水器总产量达到5700万平方米。 目前我国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国和太阳能热水器市场，该产业也成为我国唯一在生产能力和利用规模上处于世界领先水平的可再生能源产业。随着太阳能热利用行业竞争态势的日趋激烈，有长远发展眼光的太阳能企业开始将创新放在各项工作的重中之重，无论是在核心技术还是外观形象，无论是集热技术、保温技术还是高能效技术、太阳能与建筑一体化技术，都取得了飞速的发展与进步。 前瞻产业研究院数据显示：2012年6月，国家财政部、发改委、工业和信息化部联合发起的《高效节能太阳能热水器惠民工程推广实施细则》正式出台。推广期限暂定为2012年6月1日至2013年5月31日，旨在通过采取财政补贴的方式，支持太阳能热水器的推广使用，拉动新能源产品的消费。 目前，我国城乡居民对洗浴热水的需求增长迅猛。在农村地区和中小城市，太阳能热水器已经成为提高人民生活质量、全面建设小康社会的重要手段。随着中高温太阳能热水器的开发以及太阳能与建筑一体化技术的日益完善，太阳能热水器的应用领域不再局限于提供热水，正逐步向取暖、制冷、烘干和工业应用方向拓展，中国太阳能热水器市场潜力巨大。 另外，受益太阳能热水工程开始受到社会广泛认可、太阳能热水工程技术和产品结构实现突破，以及国家政策大力推动和地方政府的强力支持，我国太阳能热水工程市场增长迅猛，面临巨大的发展商机。 前瞻网《2013-2017年中国太阳能热水器行业产销需求与投资预测分析报告》共十章。首先介绍了太阳能的定义、特性、利用及太阳能热水器的基本概况，接着分析了国际国内太阳能热水器产业的现状，并对国内太阳能热水器市场的运行情况进行了细致地分析。然后具体介绍了国内主要省份太阳能热水器行业的发展、太阳能热水器与建筑结合情况。随后，报告对太阳能热水器市场做了竞争及营销分析、替代品行业发展分析、重点企业经营状况分析，最后解析了太阳能热水器市场的投资前景与发展趋势。 资料来源：前瞻网《2013-2017年中国太阳能热水器行业产销需求与投资预测分析报告》，百度报告名称可看报告详细内容。
文章转自：华帝热水器维修 热水器这个电器相信每个家庭都是必不可少的，因为它能在任何时候给人们带来热水，不过，大家喜爱的热水器种类都是不相同的，比如有些人喜欢燃气热水器，有些人喜欢电热水器，还有太阳能的，空气能的等等，那么今天我们就带大家了解一下太阳能热水器的结构知识。 1、从集热部分来分：真空玻璃管太阳能热水器：是目前吸热效率最高的集热部分，它的优点在于，不需要在集热部分在增加保温层，而且现在的真空玻璃管无论在抗高温，抗打击和保温上，性能都是一流的，也被绝大部分太阳能热水器生产厂家所采用。其缺点在于体积比较庞大，管中容易集结水垢。金属平板太阳能热水器：是在传热性能极佳的金属片上，覆盖上吸热涂层，利用金属的传热性，将吸收的热量传于水箱中。其有点是外观美观，安装方便，可以做成平板，而且不容易损坏。缺点在于：保温要花很大的代价，成本高，间接的就是增加消费者负担； 2、从结构来分类：普通式太阳能热水器：就是将真空玻璃管直接插入水箱中，利用加热水的循环，使得水箱中的水温升高，这是目前厂家都采用的。也是一只流行到现在的最常规的热水器。一般改类热水器只有顶层能用，除非顶层用户和你楼下的关系特铁，而且屋顶的面积是有限的。分体式热水器：分体式热水器是为了解决不是顶层用户也能使用太阳能热水器而诞生的。分体式的循环有2种，一种是靠水的自然循环，这种热水器热交换效率很低，远远不能满足用水要求；另一种是靠泵循环热交换，这也是为了解决自然循环效率低的问题，使用泵循环，可以明显改善水的热交换。 3、从水箱受压来分：承压式太阳能热水器：目前，无论是哪一种分体式热水器，都有一个致命的缺点，必须使用承压式水箱，这是所有分体式热水器的基本思路，这就直接考验你的集热部分的密封性能；还有制造承压水箱成本极高，也存在安全性问题，一般要求耐压7个大气；而且循环效果不是很理想。虽然解决了水的循环问题和使用水时的方便性。非承压式太阳能热水器：目前装在屋顶的普通太阳能热水器都是属于非承压式热水器，它的水箱有一根管子与大气相通，是利用屋顶和家里的高度落差，使用水时产生压力。其安全性，成本，使用寿命都比承压式要显著得多。 怎么样？相信你看完上面的知识后也会对太阳能热水器产生一定的认知吧，其实每个热水器都有有点
太阳能热水器控制仪使用 说明书 The following text is amended on 12 November 2020.
太阳能热水器控制仪使用说明书 太阳能热水器使用说明，一般情况下也就是说的太阳能热水器控制仪的使用方法，在这里我们拿最常用的西子控制仪说明书，为大家讲解一下使用方法,希望对大家在使用过程中减少一些疑难问题，方便大家使用。 TMC至尊全天候测控仪使用说明书 【主要技术指标】 1.使用电源：220VAC 功耗：<5W 2.测温精度：±2℃ 3.测温范围：0-99℃ 4.控温精度：±2℃ 5.水位分档：五档环形显示 6.可控水泵或电热带功率：≤500W 7.可控电加热功率：≤1500W 可选：3000W 8.漏电动作电流：≤10mA/ 9.电磁阀参数：直流DC12V，可选用有压阀或无压阀 有压阀工作压力：～
无压阀工作压力：，适用于水箱供水或低压供水 10.广域亮彩显示屏低功耗：< 【主要功能】 1.北京时间：实时显示北京时间 2.水位预置：可预置加水水位50、80、100% 3.水温预置：可预置加热温度范围：30℃-80℃，定时加热若不需要启动电加热，可预置为00℃ 4.水温指示：显示太阳能热水器内部实际水温 5.水位指示：显示太阳能热水器内部所存水量 6.缺水提示：当水位从高变低，出现缺水状态时，蜂鸣报警，同时20%水位闪烁 7.缺水上水：当水位从高变低，出现缺水状态时，延时30分钟自动上水至预置水位 8.手动控制：可手动启动上水、加热，在操作时首先显示预置的水位或水温，用户可利用▲、▼键调整预置参数，确认后，启动上水、加热，也可手动关闭。启动加热时水位若低于50%，则先启动上水再加热。正在加热时水位低于50%自动关闭加热，保护电加热管。启动手动上水时，若实际水位大于等于预置水位时，测控仪自动上调预置水位，以保证用户上水需求，启动手动加热时，若实际水温大于等于预
住宅建筑中常用的太阳能热水系统形式 1,分户式系统 住宅建筑中常见的太阳能热水系统主要有分户式和集中式俩种系统 分户式系统是最常见的系统形式,各家各户自成独立的系统,没有各户之间的流量分配问题,以及复杂的控制问题,安全隐患也比较好解决。但由于各户之间使用的不平衡,不能够充分利用太阳能集热设施,利用率不高,从而造价相对较高。分户式又分分体式和整体式两种形式。 2,集中式系统 集中式的太阳能热水系统是指集中集热和集中供热,集中集热系统太阳能利用效率高,热水资源实现共享。系统通过集热器集中集热,将热水放于储水箱中,水温达到设定温度时,热水进入恒温水箱储存供用户使用,没有达到要求时启用辅助加热设施加热后进入恒温水箱,系统可根据要求实现24小时供水或定时供水。 集中式太阳能热水系统集成化程度高,管路简单,初期投资较少。但由于系统集中运行,一旦某点出现故障,维修服务不及时,则将影响一大片用户,使许多用户热水供应不能得到保证。且在管路系统设计不当时,会出现支管较长,使用时需先放出较多冷水,浪费水资源。 3,半集中式系统 半集中式太阳能热水系统的原理为:集热器集中集热,通过循环泵将热水输送到每个用户的承压水箱中,通过判断水箱中的水温和集热管中温度由温差控制启动电磁阀,在水箱中采用换热盘管将水箱中的水加热,用水时,热水由冷水顶出,水压温度。各户单独使用,热水资源分配均匀,集热部分可承压运行,系统闭式循环,避免因水质引起管路和集热器结垢,运行控制方式简单。该系统的最大特点是将热水储存于每户中,这样可以水箱的占地面积。
太阳能系统形式的特点: 1.分户式太阳能热水系统的优缺点: A分户式太阳能热水系统的独立性能好,各户单独使用,互不影响,管理方便 B 分户式太阳能热水系统管路较多,总成本高于集中式太阳能热水系统。 2.集中式太阳能热水系统的优缺点: A集中式太阳能热水系统的集成化程度高,集中储热有利于降低造价并减少热损失;集中辅助加热系统能源利用效率高;热水集中供应可优化设计,管路简单;干管循环回水保证供水品质,但支管较长的用户放冷水量较多,系统必须考虑回水。 B对于住宅小区,集中式太阳能热水系统相对分户式太阳能热水系统,具有初投资少,集成化程度高的优势,同时模块化的集热器与建筑结合也比较美观。 C集中式太阳能热水系统需分户计量收取生活热水费,物业管理难度大。
太阳能热水器的组成及工作原理2.1 系统总体结构设计 图2-1系统结构图
图2-1为系统设计的结构图，该图的系统控制原理图如下图2-2： T3 T2 图2-2 系统控制原理图 注释：T1：热水箱的温度传感器 T2：循环水管中的温度传感器 T3：集热器中的温度传感器 F1：循环水阀门 F2：冷水阀门 F3：热水阀门 此款热水器利用微机控制主要有以下几种控制功能：晨水加热控制、温水循环控制、冷水集热控制、水箱加热控制。 1.早晨水温控制
由于清晨太阳光较弱，所以太阳能热水器从系统发挥作用。为了提供温度不低于30摄氏度的水，热水器在清晨4-7点之间对水箱进行电加热，具体控制过程如下： 首先，关闭冷水阀门F2和循环水阀门F1，然后微机开始进行水箱的温度采集，同时进行温度的比较，当水箱的温度小于30摄氏度时，电热器D接通进行加热，同时微机继续对热水箱的温度进行采集。当温度加热到大于30摄氏度时电热器断开，如此反复循环保证了温度的稳定。 2.循环水集热过程 早晨水温控制之后（7～9点），设定当日的水箱温度N（由两位次齿轮开关设定），输入微机，再利用微机控制系统，通过太阳光能对热水箱加热以达到理想温度N。具体控制过程如下： 打开循环阀门F1，关闭冷水进水阀门F2，热水阀门F3处于空控状态。然后开始比较温度，若（T31>5摄氏度，T2>T1）为止。如若T1，那么循环水集热过程结束，进入冷水集热控制过程。 3.冷水集热控制 此时热水箱温度已达到了N，冷水要进入太阳能集热器，这时温度为T3，和当日的设定温度值相比较，若T3>N则将已加热的水送入热水箱，每天的控制时段大概为9点～20点。具体控制过程如下： 关闭循环水阀门F2，打开冷水阀门F2，热水阀门F3处于可控状态。若T3>N，打开热水阀门F3并将保持一段时间，若T3 太阳能热水系统控制及原理 一、智能型太阳能、热泵互补热水系统原理说明： 注：进水在集热器入口，集热循环水泵出口，集热水箱底部出水供 用户使用。 太阳能供水系统原理说明 新能源太阳能中央热水器由以下四大部分组成： 太阳能集热器：吸收太阳能，将光能转化为热能，使冷水在集热器被加热； 保温水箱：储存热水，可保温3天，胆为不锈钢，外包8厘米保温层，最外层是铝合金外壳； 热泵辅助加热系统：用于阴雨天辅助加热； 供热水管道：将经过增压泵加压后的热水引向各用水点，主管道有保温层，未端有回水管。 晴天，当太阳能把集热器的冷水加热至55℃时（该温度可调），冷水管上的电磁阀门自动打开，冷水被自来水压力压入集热器，集热器的热水被挤出，然后进入到保温水箱中储存待用，当冷水到达集热器出口处的温度探头时，探头温度底于55℃，电磁阀门就立刻关闭，冷水停留在集热器继续被太阳能加热，2-5 分钟后，水温又达到55℃时，电磁阀门再次打开，集热器的热水又被挤到保温水箱中，按此规律，一次又一次的产生热水进入水箱，水箱热水逐渐增加，一直增加到水箱水满为止。水箱水满后，就停止进水，如果还有太阳，为了充分利用太阳能，循环泵会自动启动，把水箱55℃的热水抽出来，经过太阳能集热器循环加热，使水温进一步升高至60-70℃，当水温达到70℃时，就停止循环加热，限制水温不要超过70℃，以免烫伤人，又可防止结水垢（产生水垢的温度条件是水温超过80℃）。 热泵加热系统只有在太阳能光照不足时才启动，为最大限度地利用太阳能，减少电能的消耗，我们将设定3个时间段检测保温水箱的水位。在上午10：30～11：30，如果保温水箱热水水位还不到40%的位置，则自动启动热泵加热系统，往保温水箱补充50℃的热水，如果水位达到设定值，则热泵系统停止工作。同样，在中午12：30～1：30，系统自动检测保温水箱70%的水位，在下午3：30～6：30，系统自动检测保温水箱100%的水位。从以上我们可以看出，系统在3个设定的时间段（可按需要设定多个时间段）会自动探测保温水箱的水位，如果水位不够，才启动热泵加热（表明此时太照不足或是阴雨天），反之就一直用太阳能加热（晴天），而不会启动热泵，这样我们便能最大限度地优先使用太阳能。 备用电加热系统一般情况下不会启动，在寒潮或用水量突然增大时，系统自动检测保温水箱的水温，只有当保温水箱的水温低于50℃时，才启动电加热，将水加热到50℃，从而保证热水的温度处于一个较稳定的围。 晚上用热水时，热水水位逐渐下降，冷水不会进入水箱，水温是恒温的，按照设计热水是够用的，晚上就不再启动热泵加热了，当水位降至最低水位时，热泵系统自动启动，往保温水箱补充少量热水，保证一直有热水用，要用多少就加热多少，水位会一直维持在最低水位状态，这种控制方法最省电费 三、传统太阳能热水系统介绍： 传统的太阳能热水系统（现在还有不少厂太阳能家在使用，但佳能通已不使用），对比单纯的电（燃油炉）加热，虽然也可以节省一部分电（油），但是使用不够方便，在某些情况下还会浪费电（油），因此是不完美的，其详细工作原理请看以下分析： 传统太阳能、电（燃油炉）辅助加热系统工作原理说明： 传统的太阳能热水系统，是由太阳能集热器、保温水箱、电（燃油炉）辅助加热系统、供热水管道四部分组成，而且用浮球阀控制水位，水位是一直保持满箱的状态，早上是满箱的冷水。 晴天，太阳能把集热器的冷水加热，热水密度小，会浮起来，水箱的冷水密度大，会沉下去，形成自然循环，整箱的冷水被慢慢的循环加热，水温逐渐升高，水温从20℃、25℃、30℃、35℃、40℃慢慢上升，一般情况下，在早上、上午， 太阳能热水系统技术规范标准 1 1总则 1. 0. 1 为使民用建筑太阳热水系统安全可靠、性能稳定、布局合理、与建筑和周围环境协调美观、风格统一,规范太阳热水系统的设计、安装、调试和工程验收,制定本规范。 1. 0. 2 本规范适用于为新建、改建和扩建的民用建筑集中供热水和局部供热水的太阳热水系统。改造既有建筑上已安装的太阳热水系统时,可参照执行。 1. 0. 3民用建筑太阳热水系统的设计、安装、调试和工程验收,除应符合本规范外,尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。 1 2 术语 2.0.1民用建筑 civil building 供人们居住和进行公共活动的建筑总称。按使用功能分为居住建筑和公共建筑。 2.0.2居住建筑 residential building 供人们居住使用的建筑。包括住宅、宿舍、旅馆等建筑。 2.0.3 公共建筑 public building 供人们进行公共活动的建筑。包括教育建筑、办公建筑、科学教育建筑、文化娱乐建筑、商业服务建筑、体育建筑、医疗建筑、交通建筑、政法建筑、纪念建筑、园林景观建筑、宗教建筑、综合建筑。 2.0.4低层住宅 low storey housing 一层至三层的住宅建筑。 2 2.0.5多层住宅 multifloor housing 四层至六层的住宅建筑。 2.0.6中高层住宅 mid-tall storey housing 七层至九层的住宅建筑。 2.0.7高层住宅 tall storey housing 十层及十层以上的住宅建筑。 2.0.8高层建筑 tall building 十层及十层以上的住宅建筑和高度大于24m的建筑为高层建筑。 2.0.9 自然层数 natural storey 按楼板、地板结构分层的楼层数。 2.0.10建筑高度 height of building 指建筑物室外地平面至外墙顶部的总称。 2.0.11地下室 basement 房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高1/2者为地下室。 2.0.12半地下室 semi-basement 房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高1/3,且不超过1/2者为半地下室。 2.0.13设备层(间) mechanical floor(room) 建筑物中专为设置暖通、空调、给水排水和变配电等的设备和管道且供人员进入操作的空(房)间。 3 平板太阳能热水器设计方案 太阳能是最具潜力的可再生能源。我国太阳能资源极为丰富，年太阳能辐照总量大于502万kJ/㎡、年日照时数超过2200h的地区占国土面积2/3以上。按我国《2000-2015年新能源和可再生能源产业发展规划》要求，我国太阳热水器保有量到2015年达到2.7亿m2，2020年达到5.0亿m2，2005年我国太阳能热水器的保有量7500万m2，由此可见，太阳能光热利用有着广阔的市场前景。 太阳能热利用的范围非常广，可以供暖、干燥、制冷、发电、海水淡化、消毒等。太阳能供热采暖是太阳能利用的新方向，它可以满足冬季供暖,其它季节供热水,是太阳能光热综合应用新技术,在我国北部地区的应用已引起了关注。长三角地区虽然属于非供暖地区，但冬季也相当寒冷，给人们的生活生产带来诸多不便，有供暖的必要。供暖常见的热源主要是燃煤、燃气、燃油锅炉或热电厂蒸汽。在长三角地区，由于供暖时期较短，相关设施不完备，一般情况下冬季常用空调制热，耗电量大，效果不好，人们迫切要求开发节能型供暖设备，太阳能供暖首当其冲。 长三角所处华东地区是我国太阳能资源丰富的地区之一，太阳能年辐射总量在 3.3×106~8.4×106千焦/米2之间，每平方米的得热量相当于112～286公斤标准煤！按目前太阳能光热转换率最低45%考虑，太阳能用于生活、生产供热采暖完全可以胜任。 1、设计资料： 本工程为满足飞索半导体（中国）有限公司供暖及热水需求设计，设计耗热量为120kw。2、设计依据 1)GB/T18713-2002《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》 2)ISO9806-1：1994《太阳集热器检测方法》 3)GB/T6424-997《平板型太阳能集热器技术条件》 4)GB4271-84《平板型太阳能集热器热性能试验方法》 5)GB/T1551-1995《太阳能热水器吸热体、连接管及其配件所用弹性材料的评价方式》 6)GB/T 13384—92《机电产品包装通用技术条件》 7)GBJ93-86《工业自动化仪表工程施工及验收规范》 8)GB50242-2002《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》 9)GB50268-97《给水排水管道工程施工及验收规范》 10)GB50332-2002《给水排水工程管道结构设计规范》 11)GBJ15-88《建筑给水排水设计规范》 12)JGJ116-98《建筑抗震加固技术规程》 13)GB50009-2001《建筑结构荷载设计规范》 14)GB50057-94《建筑物防雷设计规范》 15)JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》 16)GBJ131-90《自动供仪表安装工程质量检验评定标准》 17)GB/T50106-2001《给水排水制图标准》 18)GB4272-92《设备及管道保温技术通则》 19) 98R418《管道及设备保温》国家建筑标准设计图集 20)建质〖2003〗4号《全国民用建筑工程设计技术措施》2003年3月1日起执行 21)JGJ59-99《建筑施工安全检查标准》 3、设计参数 3.1气象参数 地理位置：北纬31.3°, 东经120.6° 太阳能热水器的工作原理图解与结构图解 太阳能热水器具有安装使用方便、节能效果明显的优点，可以吸收太阳能辐射能，并且把能量转换成热能，从而产生热水的一种设备。在家庭用热水、商业用热水、工业制造用热水等方面都有广泛的应用，下面小编就为大家介绍一下太阳能热水器的工作原理与结构图解。太阳能热水器工作原理太阳能热水器工作原理图1、吸热过程真空管式太阳能热水器：太阳辐射透过真空管的外管，然后被集热镀膜吸收后沿管壁传递到管的水，此时水受热而温度逐渐升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时温度较低的水沿管的另一侧不断补充如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度。平板式太阳能热水器：其中介质在集热板因热虹吸自然循环，随后将太阳辐热量及时传送到水箱，介质也可通过泵循环实现热量传递，因此就有源源不断的人能来保持水温的稳定。2、循环管路直插式结构的真空管式太阳能热水器，热水是因为通过重力的作用而提供动力；然而平板式则通过自来水的压力提供动力。不过这两种太阳能集中供热系统均采用泵循环。由于太阳能热水器集热面积不大，考虑到热能损失，一般不采用管道循环。太阳能热水器自然循环集热原理示意图3、 系统工作1）温差控制集热循环集热器温测器和水温感应器置入在太阳能热水地暖系统中，能够很好地吸收太阳能辐射后，促使集热管温度上升，然后当集热器温度和水箱温度水温差到达△t设定值时，通过检测系统发出指令，循环泵将中央热水器中的冷水输入集热器中，然而水被加热后又再次回到水箱中，使水箱的水达到设定的温度。2）地暖管道循环系统这个系统是增加热水循环泵作为不 同点，然后通过控制器更好得控制地暖管道循环为工作原理。然后再通过当水温达到设定温度时，自动启动地暖循环泵，使高温水通过地暖盘管在室循环，从而使室温度不断提高。如果水箱水温开始低于某一设定值时，应当将地暖管道循环泵进行自动停止为最好的方式。太阳能热水器结构图解太阳能热水器结构图太阳能热水器的安装准 备工作（1）准备施工工具。比如：螺丝刀、扳手、电钻等。（2）打开热水器包装，按照装箱单检查配件是否齐全。1)真空管数目齐全且是否完好;2)电加热是否完好;3)水箱箱体是否有凹痕;4)支撑辅件是否齐全;5)只能控制仪包装是否完好等。1、安装支架（1）安装位置选择。一般选择在屋顶，方向是坐北向南，正向南偏西 5~10°，确保没有遮挡物。入户管线也应该减少，这样可以增加日照时间。（2）组装支架。安装时应当按照说明谁把前片和后片组装在一起，然后使用扳手上紧螺丝，无松 屋面太阳能热水系统 编写时间： 2008年05月 屋面太阳能热水系统 一、太阳能建筑 1 太阳能建筑被建筑界认为将成为现代建筑的发展趋势。 太阳能建筑是指用太阳能代替部分常规能源为建筑物提供采暖、热水、空调、照明、通风、动力等一系列功能，以满足或部分满足人们生活和生产需要的建筑。 2 太阳能建筑的发展阶段： 第一阶段： 被动式太阳房。它是一种完全通过建筑朝向和周围环境的合理布置、内部空间和外部形体的巧妙处理以及材料、结构的恰当选择、集取、蓄存、分配太阳热能的建筑。 第二阶段： 主动式太阳房。它是一种以太阳能集热器、管道、风机、泵、散热器及贮热装置等组成的太阳能采暖系统或与吸收式制冷机组成的太阳能采暖和空调建筑。 第三阶段： 零能耗房屋。利用太阳能电池等光电转换设备提供建筑所需的全部能源，完全用太阳能满足建筑采暖、空调、照明用电等一系列功能要求的建筑。 3 现阶段我国发展太阳能建筑的必要性。 目前在常规能源少，建筑能耗大的情况下，要求环境保护以及实现全面小康要求等因素共同作用下，我国大力发展太阳能建筑迫在眉睫。 降低建筑能耗的需要： 我国建筑总能耗约占社会终端能耗的27.6%，其中，北方城镇建筑采暖和农村 生活用煤约为 1.6亿吨标准煤/年，占我国2004年煤产量的11.4%，建筑用电和其他类型的建筑用能折合电力总计约为5500亿千瓦时/年，占全国社会终端电耗的27%-29%。按照目前的建筑能耗状况，到20 年我国建筑能耗将比2004 年增加2.5亿吨标准煤/年和新增耗电5800亿-6300亿千瓦时/年，总计折合电力约1.3 万亿千瓦时，新增量相当于目前建筑总能耗的 1.3 倍。根据发达国家经验，随着城市的发展，建筑将超越工业、交通等其他行业而最终居于社会能源消耗的首位，达到33%左右。我国城市化进程如果按照发达国家发展模式，使人均建筑能耗接近发达国家的人均水平，需要消耗全球目前消耗的能源总量的来满足中国建筑的用能要求。因此，探索一条不同于世界上其他发达国家的节能途径，充分利用我国拥有丰富的太阳能资源，大力发展太阳能建筑成为当前降低建筑能耗的需要。 环境保护的需要： 有关资料显示，世界各国建筑能耗中排放的二氧化碳约占全球排放总量的，我国目前约90%的二氧化硫和氮氧化物排放来自化石能源的生产和消费。目前，我国仍有 4 亿左右农村居民依靠直接燃烧秸秆、薪柴等提供生活用能，生物质燃烧产生大量的二氧化碳及有害物质。大气污染造成的酸雨、呼吸道疾病已严重威胁人体健康和经济发展。我国具有丰富的太阳能资源，年日照时数在2000 小时以上地区约占国土面积的以上，对太阳能应用的预测结果为，在正常和生态驱动发展两种模式下，2050 年我国太阳能利用在总能源供给中分别达到 4.7%和10%。对我国未来二氧化碳减排的潜力估计是，到2010 年以后，太阳能利用对减排开始有明显作用，20 年以后开始有较显著的作用。 二、太阳能的基本知识 太阳能是最重要的基本能源，生物质能、风能、潮汐能、水能等都来自太阳能，太阳内部进行着由氢聚变成氦的原子核反应，不停地释放出巨大的能 量，不断地向宇宙空间辐射能量，这就是太阳能。太阳能内部的这种核聚变反应可以维持很长时间，据估计约有几十亿至几百亿年，相对于人类的有限生存时间而言，太阳能可以说是取之不尽，用之不竭的。 1 太阳辐射 太阳辐射热是地表大气热过程的主要能源，也是对建筑物影响较大的一个参数。当太阳的射线到达大气层时，其中一部分能量被大气中的臭氧、水蒸气、二氧 阳台壁挂式太阳能热水器（平板、U型管、超导热管抗冻型通用） 使 用 说 明 书 目录 1．产品简介 (2) 2．工作原理 (2) 3．产品特点 (3) 4．安全特点 (3) 5．产品型号 (6) 6．产品组成 (7) 7．产品安装 (9) 8．产品使用 (13) 9．常见问题FAQ (17) 1．产品简介 阳台壁挂太阳能属于分体式太阳能热水系统，水箱放臵在阳台内，集热器放臵在建筑南立面阳台上。其工作原理为：利用集热管将吸收的太阳辐射转换成热能。再通过 水箱内换热器进行二次换热原理，从而使整个水箱内的水温逐渐升高。 2．工作原理 集热器里面的吸热器将吸收的太阳辐射转换成热能，使得集热器换热管内中的工质的温度不断升高，再利用自然循环系统，使水箱内的水逐渐升温。由于集热器内的工质为抗低温液体，能保持在零下40度不冻。所以即使高寒地区，一年四季也可正常运行。 工作示意图： 平板式 U型管式 3．产品特点 （1）分体安装太阳能集热器与水箱完全分离，集热器在阳台外部安装，水箱充分利用阳台的室外空间，解决了高层 建筑的用户无法安装太阳能热水系统的问题，并且实现了太阳能与建筑的完美结合。 （2）承压运行水循环系统为承压系统，出水压力稳定，能达到恒温恒压，冲刷感强，使洗浴更加舒适。 （3）系统节能工质循环系统为自然温差循环，无需电能，在阳光充足的情况下，提供用户热水，整个系统为超低能耗。 （4）单向换热集热器换热管内不走水，集热器和水箱是换热式工作。并且换热属于单向换热，因而水箱内的热量不会通过集热器向外流失。 （5）智能控制系统采用智能控制器，并具有防高温、防腐蚀、防干烧、防漏电等多种保护功能，使用安全方便。 （6）光电互补太阳能与其电能互补，保证用户随时使用热水。太阳能热水系统控制及原理
太阳能热水系统技术规范标准
平板太阳能热水器设计方案
太阳能热水器的工作原理图解与结构图解
屋面太阳能热水系统
平板壁挂式太阳能热水器产品说明书 70克黑白印刷
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