太阳能集热工程

有机组合而成的集热供水系统

太阳能集热工程是由集热器、保温水箱、控制系统、自动上水控制箱、循环泵、管路配件等有机组合而成的集热供水系统。

简介

由集热器吸收太阳能辐射转换成热能，把冷水变成热水；由自动上水控制箱实现自动上水，并通过调节控制系统达到温差循环、管道循环、定时定温电加热措施、24小时恒温供水、恒压供水、防冻等功能。

适用范围

太阳能集热工程可广泛应用于住宅、部队、工矿企业、机关学校、宾馆、饭店、别墅、火车站、游泳馆、棉纺厂，温水养殖厂、温室土壤的太阳能增温等方面,为人们提供所需要温度的生产生活用水。

太阳能集中供热系统具有一次性投资，运行费用低的特点，在太阳能集热工程、燃气热水器、电热水器、燃油锅炉几种方案中是经济效益最好的，而且安全可靠、美观、无污染。

一般形式

1、分体式强制循环型：真空管集热器通过管道与储水箱相连，根据太阳能真空管的水温与水箱的水温之差，用循环泵使太阳能真空管的水与水箱的水进行强制热交换。即太阳能真空管的水温高于水箱水温5度—10度时，循环泵工作，将水箱的水抽到太阳能真空管集热器底部，集热器上部的热水从而顶入水箱；当太阳能真空管的热水与水箱水温平衡时，循环泵停止工作，这样不断提高水箱的水温。这种方式热效率高，水箱提温快，但需要增加循环泵的费用。有的用户采用定温出水式，即当太阳能集热器的水温高于设定值1时，向集热器供自来水，将集热器的热水顶入水箱，当太阳能集热器的水温低于设定值2时，停止供水。这种办法好处是成本低，但要随季节不同调整设定值，不太方便。

2、联体式自然循环型：真空管集热器直接与水箱相连，太阳能真空管的水温升高时热水进水箱上部，温度较低的水入真空管，这样周而复始，提高水箱水温。成本虽然较低，但是效率差，而且不利于随时取热水。安装时各水箱需在同一水平位置，困难较大。

工程控制

可编程逻辑控制器（PLC）新技术的发展，实现了模拟控制到数字控制的进步，提高了在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络等各方面的能力。将PLC 应用在大型热水工程控制系统中，实现了更人性化的控制模式，将使太阳能热水的控制系统水平走上一个新台阶。

由石家庄恒必达科技有限公司设计开发的HBD-SUN200太阳能集热工程PLC控制系统采用触摸屏与PLC结合，完善了人机对话界面，使用操作更便捷。

系统主要功能有：设定密码保护、防欠款设计、定温出水、温差循环、控制电加热、防冻保护、控制电磁阀上水、控制电磁阀水箱下限水位补水、循环加热、管路循环、显示系统原理图、系统运行状态、所有温度采集点温度、系统运行数据存储及留言等。该套系统可根据不同工程量身定制。

恒必达科技HBD-SUN 200太阳能集热工程PLC控制模块技术指标：

太阳能集热工程PLC控制系统

供电：220V交流电压

环境温度：-40℃～+60℃

外形尺寸：500X400X195mm

防护等级：IP65

输入/输出方式：A/D模数转换

安装方式：墙壁安装

运行方式：手动、自动切换

显示：触摸屏显示

工程常识

太阳能集热工程常识

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、冬季防冻、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。

太阳能集热工程一般计算方法

1、真空管数量的计算：真空管集热器（?47）10根可作为1平方米的集热面积，在一般光照下每天可产生45℃--65℃的热水90千克。如果每天要用热水X吨，太阳能集热器真空管的根数为Y，那么Y=（1000X÷90）×10。例如需要8吨热水，那么Y=（1000×8÷90）×10=888（根）

2、辅助电加热功率的计算：①当阴雨天无光照时，需要热水，可通过电辅助加热的办法，其功率大小的运算如下：一般情况下按每吨水5千瓦计算。例如8吨水需8×5=40千瓦。但是不能取40千瓦，为三相负载平衡，尽量能够被3整除应该取42千瓦，这样每相负载14千瓦，因为40千瓦不能被3整除。②电加热导线的直径的计算方法：一般每平方4安培。例如42千瓦（三相电）需要10--12平方的导线。公式：S（平方数）=P（功率）÷3（三相电）÷220（相电压）÷4（每安培平方数）。导线过长应适当增加直径。③防漏电的措施：a、电加热的水箱必须可靠接地，即使潮湿的地面，地线角铁必须打入2米以下。干燥的地面得4米以下，以见湿土为准。有的人想用避雷线代替地线，这是绝对不允许的。但可以用大楼的主地线代替。（可以从大楼的配电柜中找）b、全自动控制柜里面应安装国家权威部门认证的漏电断路器。c、另外，加长热水出水管道，也是提高安全系数的办法。

3、循环泵、电磁阀的选购方法：①循环泵应在估算每天循环次数和水箱总量的基础上计算出流量，根据流量计算和扬程去选循环泵。一般功率40瓦—400瓦之间。或询问循环泵供应商。②电磁阀：一般应采用220V交流电压，20瓦的功率，这样可防止电压波动带来的危害，直径可取?25—32mm。电磁阀一般无漏电之虑

工程造价的计算方法

1、按真空管的面积计算：一般每平方米1600—1900元左右。

2、按每日产热水（45℃以上）每吨按1.5—2.8万元左右。

太阳能工程常见问题

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…

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：