(一)集熱系統的設計
1、系統規模設計
集熱系統的規模不宜過(guò)大,集熱器陣列的總出水口同儲熱水箱間的距離應控制在300米范圍內。在小區規模較大時(shí)??梢脏徑鼛状被騿未睘橐粋€(gè)小系統,且通過(guò)增設站室便可實(shí)現節能的效果。
2、選擇加熱系統
加熱系統分為直接加熱和間接加熱兩種方式,且兩者各有利弊,直接加熱可實(shí)現較高的加熱效率,而間接加熱則能夠有效防止水垢的產(chǎn)生,使集熱器使用壽命得到延長(cháng)。實(shí)際應用中,對于間接加熱系統的應用更為適宜,且實(shí)際應用中,集熱器需進(jìn)行承壓處理,需增設循環(huán)泵和換熱設備。
3、選擇儲熱設備
儲熱設備的選擇是以間接加熱系統的確定為前提的,儲熱設備包括儲熱水箱和儲熱水罐兩種。對于較大熱水供應量的工程,選擇儲熱水箱更為適宜,其原因在于這一儲熱方式的出水量每天可達上百立方米,而儲熱水罐的應用則適合熱水供應量較小的工程,在施工現場(chǎng)就可完成拼裝,投資小、占地小。
(二)輔熱設備的設計
l、計算輔熱設備負荷
依據相關(guān)規范要求,對于太陽(yáng)能熱水工程輔熱設備負荷的設計,應當不考慮太陽(yáng)能效用,而將日常所需熱量作為輔助設備作為依據。
2、選擇輔助熱源和輔熱設備
選擇輔助熱源時(shí),宜選熱力管網(wǎng)、燃氣、燃油、熱泵、電等。對于小型太陽(yáng)能集中熱水供應系統宜選擇電作為輔助能源。在儲熱水罐(箱)中直接放入電熱元件即可實(shí)現,但這一輔助熱源的應用需要增加相應的防垢措施,否則其自身所形成的水垢會(huì )導致難以有效散熱,燒壞元件。而對于規模較大的太陽(yáng)能熱水系統則宜選用電熱鍋爐作為輔助能源,而達到耐用安全的目的。在選擇輔助設備時(shí),可依據常規熱源方式進(jìn)行選擇,且在設備型號與臺數的確定上,應同太陽(yáng)能自身不穩定特點(diǎn)相結合,選擇兩臺或多臺匹配設備,即無(wú)太陽(yáng)能時(shí),設備同時(shí)運行,有太陽(yáng)能時(shí),一臺運行,從而達到節能高效的目的。太陽(yáng)能輔助加熱空氣源熱泵機組的應用比較普遍,其原理是在機組的蒸發(fā)器上增加了一輔助換熱器。熱泵在低溫環(huán)境下制熱運行時(shí),高于環(huán)境溫度的太陽(yáng)能熱水流經(jīng)該輔助換熱器,與將進(jìn)入蒸發(fā)器的室外空氣進(jìn)行熱量交換提高其溫度,從而使制冷劑在相對較高的環(huán)境里蒸發(fā)吸熱,提高了蒸發(fā)溫度,改善了太陽(yáng)能熱水工程系統的工作狀況。
3、布置集熱和輔熱設備
在儲熱水罐中,應將電熱元件置于適當位置,當無(wú)太陽(yáng)能時(shí),亦可依靠電熱及熱水儲量來(lái)基本滿(mǎn)足熱水需求。當太陽(yáng)能熱水系統較大,且集熱與輔熱都采用水箱時(shí),亦相互獨立,并進(jìn)行串聯(lián)的布置,前者為集熱水箱,起到預熱作用,后者為供熱或輔熱水箱,這樣當太陽(yáng)能不充足時(shí),亦可起到對冷水進(jìn)行預熱處理,而當無(wú)太陽(yáng)能的情況下,只需通過(guò)輔助熱源來(lái)加熱輔熱水箱內的水,便可正常供熱,且不會(huì )對集熱水箱的集熱產(chǎn)生影響。