广州颐和集团别墅光伏光热热水系统描述与前景分析
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摘要:由广州颐和集团别墅热水供应系统。按实际要求需要1.5 m3热水,出水温度为55°C。要求对建筑进行全天候热水供应。采用11块138W多晶硅太阳能电池板串联组成发电阵列,查询广州历年气象数据,广州平均每天日照3.69小时,按照电池板倾角及设备转换效率计算,系统每天可提供5.6度电。
Abstract:According to realistic requirement,villatic solar water heater system provided by Guangzhou Yihe Group Villatic can output 1.5m3 hot water, which temperature is 55℃.It is required that provide hot water to architecture whole day. The solar water heater system adopt to generating array consisted of 11 blocks of 138w polycrystannline silicone solar panel in serials. We inquired about meteorological data history of Guangzhou, where average 3.69 hours of sunshine pre day, calculating on solar panel's dip angle and transfer efficiency of system, which can provide 5.6 kilowatt hours per day.
Key words:photovoltaic/thermal integrated buildings solar system;solar thermal collection and circulatory system;amorphous
0引言
太阳能光伏光热热水系统的优势:① 安全:本供热水系统利用太阳能和空气中的热能加热水,水电彻底分离,并设多重保护,不存在任何安全隐患。②经济性:直接吸收太阳能或用少量的电能将空气中的热能传递到水中,消耗少量电能获得大量热能。系统中的多晶硅光电盖板利用阳光发电,经逆变器转换成交流电,可以并入生活用电网,给用户供电,做到节能环保。③稳定性:系统结构稳定,机组运行更可靠,运行稳定性高,保证了系统的高效性。④使用寿命:各组成部分运行都相对稳定,故障率远低与电热水器,使用寿命长,一般在15年以上,有相当高的收益回报。⑤自动控制:无需每个用水单位单独操作,系统自带控制系统,热水随开随用,节省了过多的操作环节。
1设计方案
保证用户热水供应的连续性,稳定性。日照不充足时有可靠的辅助加热系统供应,保证用户随时用水。有效利用太阳能,尽可能少利用辅助加热设备。将光电部分发的直流电转换成交流电,并入生活用电网中,做到安全、高效。充分发挥光电部分与光热部分各自的优势,力求各部分达到最佳效果,从而使优化整个系统的性能,提高效率。在满足系统供热、供电能力的同时,尽可能优化系统配置,减少初投资。解决好漏电,防雷等安全问题。控制系统设计合理,即满足自动化,智能化,又具有长期无故障运行的可靠性和稳定性。
2系统组成
2.1 系统原理循环系统由集热器方阵、集热器支架、保温水箱、水箱基础、循环泵、电磁阀等组成。工作原理:太阳能系统采用强制循环方式加热冷水,工作原理为集热器吸收太阳能辐射能对水进行加热。水箱中冷水进入集热器方阵中接受太阳辐射,当集热器方阵中水温高于加热水箱中水温的温度差达到设定的温差10°C时,循环泵在控制器的调节下自动启动,将集热器中的热水送入加热水箱中,同时水箱中的低温水从底部进入集热器方阵中被加热。如此不断循环,直到水箱中的水温低于集热器方阵中水的水温的温差降到设定的7°C,循环泵停止工作。
2.2 冷水供给设计冷水供给系统由冷水电磁阀、时控器、满水水位保护、冷水进水管、液位探头等组成。工作原理:采用定时、定温、定水位供给冷水,可以避免因补冷水过多而导至水箱中热水温度降低过大,影响正常用水。时间、温度、水位参数要根据具体工作情况而定。水位保护器当水箱中水满时启动,自动补水装置停止工作,防止水箱中热水溢流。
2.3 全自动空气源热泵辅助加热系统组成空气源热泵的四个主要部件:冷凝器、蒸发器、压缩机、节流机构(膨胀阀)。其制热的原理为:利用沸点很低的冷媒(一般为R22),在由上述四个主要部件组成的系统中不断循环,通过冷媒的重复相变来从实现的。其在蒸发器内蒸发吸收空气中的热量;经压缩机压缩成高压高温气体;然后在冷凝器内冷凝放热,将热量传给水;冷凝后的液体流经节流机构,再回到蒸发器。这样重复进行此过程,不断的吸收大气中的热量,传递热量给水箱中的水。系统中,热泵机组与保温水箱相连,不断进行上述循环,对水箱中水进行加热,当水箱中水温达到设定的55°C时,热泵停止工作,保证水箱中始终有热水随时供用户使用。
2.4 全天候供应热水系统晴天时,冷水先过集热器方阵,在集热器方阵内接收热量,使低温水不断在管路中循环,使水温不断升高;温差循环过程保证最大限度的利用太阳能。阴雨天时,热泵工作,进行加热,当加热水箱中水温达到设定温度55°C时,热泵停止工作。保证储热水箱中始终有55°C的热水,全天候供住户使用。
2.5 控制系统整个系统采用一个控制系统,其中包括自动控制器、交流接触器、电源开关等电控器件。自动运行,无需专人操作。温度、时间均能显示,且参数均可调整。除可自动运行外,还可以对系统进行人工操作,以保证在各种情况下都能正常工作。
2.6 光伏系统组成本项目光伏电站直流发电总功率1518W,采用11串138W多晶硅太阳能电池组成发电阵列,太阳能电池阵列产生的直流电送入光伏配电箱,电流经过配电箱的保护电路送到逆变器SB1700,逆变器将直流电转换成220V交流电并入电网给别墅提供生活用电。
3前景分析
2006年1月1日我国《可再生能源法》开始实施,它对太阳能利用技术的发展产生积了极的推进作用。随着社会的不断发展,人民生活水平的不断提高,太阳能热水器将会越来越广泛的被推广使用,我国的太阳能行业也将取得更快的发展。目前国内的太阳能热水器市场中,真空管太阳能热水器占有较大的优势,特别是近年来真空热管技术的不断成熟,又解决了真空管的一些缺陷,真空管太阳能热水器有了新的发展点。但随着社会和技术的不断进步,在与建筑结合方面,平板型太阳能热水器近年来取得了较大的技术进步。随着平板型太阳能热水器自身优势越来越多的体现,平板型太阳能热水器将会获得更大的发展,在市场中所占的份额也将不断增加。
参考文献:
[1]孙雷.别墅型DMG分体式太阳能中央热水系统应用技术[J].建筑节能,2006,(06).
[2]孙彦兵,郭红,刘晓涛.太阳能热水系统在建筑上的应用[A].2007年山东省制冷空调学术年会论文集[C],2007.