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1、热管真空管太阳热水系统的设计摘要： 热管真空管是一种高效的太阳能集热元件，它具有工作温度高、承压能力大、耐冷热冲击、抗冰雹等独特的优点。热管真空管组成的太阳热水系统，运行可靠，安装方便，适应性强，深受用户欢迎。本文简要介绍热管真空管太阳热水系统的有关设计问题，供大家参考。1热管真空管管太阳热水系系统工作原理理（1）热热管真空管热管真空空管的结构如如图1所示。太太阳光透过玻玻璃管照射在在吸热板上，太太阳选择性吸吸收膜将太阳阳辐射能转化化为热能。吸吸热板吸收的的热量迅速将将热管内少量量工质汽化，并并迅速上升到到冷凝端，放放出汽化潜热热后冷凝成液液体，在重力力作用下流回回热管蒸发端端。利用热管管内少
2、量工质质的汽液相相变循环过程程可连续地将将吸收的太阳阳能传递到冷冷凝端加热水水。为使热管管内冷凝后的的液体工质流流回蒸发端，热热管真空管工工作时与地面面的倾角应大大于10。图1热管真空管管结构图（2）热管管真空管集热热器图22所示为热管管真空管集热热器结构示意意图。由该图图可见，每支支热管真空管管的冷凝端通通过导热块将将热量传递给给集管，不断断加热其中的的水。真空管管的冷凝端与与导热块刚性性连接，被加加热水不流经经真空管，因因此安装十分分简单，即使使真空管发生生损坏，太阳阳集热器的工工作并不会因因此而中断。图2热管式真空空管集热器简简图（3）热管管真空管太阳阳热水系统图3所示示为热管真空空管热
3、水系统统工作原理图图。热管真空空管集热器吸吸收太阳辐射射将水加热，循循环泵将储水水箱中的低温温水输入集热热器进行循环环加热。循环环泵的工作由由光控仪控制制，当太阳辐辐照度达不到到设定值时，循循环泵不工作作；如当全天天达不到设定定辐照度时，也也可由辅助加加热装置进行行加热。图3热管真空管管热水系统工工作原理图2系统主体设设计的依据在进行太太阳热水系统统设计时必须须掌握一些基基本资料，作作为设计的依依据。（11）用户要求求主要包包括：用水量量、水温、用用水时间的要要求；要不要要辅助加热，采采用何种辅助助能源。（2）建筑筑物的情况主要包括括：热水系统统安装平面（屋屋面）的具体体尺寸，屋面面荷载和承重
4、重梁分布情况况，屋面正南南方向有无建建筑物的遮挡挡，水源和电电源情况；让让用户提供屋屋顶平面和结结构图纸。3太阳热水系系统工程参数数的确定（1）系统统的朝向在北半球，集集热器阵列朝朝向正南。（2）集集热器面积（a）北北京地区采用用热管真空管管集热器（在在日照170000KJm2.d条件下），每每平方米集热热面（4支热热管真空管）从从上午9时至至下午3时，水水温设定在44060时，春秋季季产热水量66070LLm2.d，夏季产产热水量70080Lm22.d，冬季产产热水量50060Lm22.d。我们们根据用户的的实际需要来来选定平均日日产水量。若若系统全年使使用，特别是是要保证冬季季的用水量，推
5、推荐以5060Lm22.d（水温400以上）产产水量为标准准来确定集热热器面积。（b）太太阳热水系统统提供淋浴用用热水时，用用水量可参照照国家颁布的的室内给排排水热水供应应设计规范的的有关规定，水水温在40以上时，平平均每人每次次的用水量为为35400L。当然，用用水量还要根根据用户的要要求最后确定定。（33）集热器倾倾角若系系统全年使用用，集热器倾倾角推荐为：=当当地纬度（5510）（44）集热器前前后排间距为了使集集热器相互不不遮挡，前后后排集热器的的间距可按表表1确定。（5）建建筑物屋面荷荷载安装装太阳热水系系统的建筑屋屋面，活荷载载要求在1550kgmm2以上。4集热器的排排列方式、水
6、水箱布置及管管路设计（1）集热热器的排列方方式集热热器的排列方方式有串联、串串并联和混联联，如图4所所示。可按照照需要选用。图4集热器排列列方式（2）水箱箱的布置首先，水箱箱应安装在建建筑的承重墩墩上，若没有有预留基础承承重墩，则应应根据建筑结结构图了解承承重情况，将将承重墩放置置在承重梁（墙墙）上。同时时还应考虑供供水和取水管管路应尽量短短，与水箱较较近，避免过过长的管路外外露而发生冻冻裂。（33）循环管路路的设计热水系统中中的循环管路路主要是指从从循环泵的吸吸水口经过集集热器集管，回回到储水箱的的管路。在循循环管路的最最高点要设置置放气管，放放气管应高出出最高点60008000mm，整条条
7、管路要有一一定的斜度（05），目目的是在循环环泵停止运行行时，使管路路中的水能够够自动流回水水箱。5系统设计（1）系统统平面布置太阳热水水系统平面布布置如图5所所示。其中前前后排集热器器间距L可由由表1确定。表1集热器倾角304045前后排集热器间间距L(mmm)180020000250030000300032200图5系统平面布布置图n1、n2、n3为单排集热热器（单元）数数，L为集热热器单排之间间的间距（2）系统统基础设计系统基础础设计如图66所示。该图图主要标明集集热器和水箱箱基础的尺寸寸及相对位置置。若有屋面面结构图，应应标明这些尺尺寸与屋面结结构图中的相相关基准的位位置。图6系统基础
8、图图单排基础墩墩的横向距离离为20000mm，若单单排横向距离离总长度不是是2000mmm的整数倍倍时，最后一一对基础墩之之间的横向距距离应在20000mm之之内，其具体体的尺寸由图图6中L1、LL2、L3的的尺寸确定。基基础的预埋板板应进行超平平，使其等高高。（33）集热器支支架设计集热器支架架是根据系统统布置图中的的集热器排列列方式和数量量以及集热器器的倾角进行行设计的。主主要确定集热热器倾角的标标准单元支架架（三角架），它它通过横拉筋筋现场焊接而而成。其单排排的总长度由由单排集热器器数确定，横横向支架整体体斜度通过三三角架之下支支撑角钢来进进行调节，要要保证斜度0.5。（4）水箱的结构设计水箱容积的确定：以浮球阀控制的液面以下的水量作为水箱的容积大小。水箱内的管件主要包括：与循环管路相连的上水循环管路（其间连有循环泵）、循环回水管、冷水上水管、热水取水管、水箱排污管、溢流管、安装探头的焊接管箍等。水箱内各管件相对位置设计应遵循的原则：（a）在系统运行时，热水管取到最低液面时，循环泵的吸水口总是处于液面以下，泵能正常工作，不会让循环泵空转；若有电加热时，电加热的安装位置应保证不进行干烧。（b）各管件应保证垂直方向的相对高度，水平方向的位置可灵活布置。
