太阳能集热系统设计要点

(一)集热系统的设计

1、系统规模设计

集热系统的规模不宜过大，集热器阵列的总出水口同储热水箱间的距离应控制在300米范围内。在小区规模较大时。可以邻近几幢或单幢为一个小系统，且通过增设站室便可实现节能的效果。

2、选择加热系统

加热系统分为直接加热和间接加热两种方式，且两者各有利弊，直接加热可实现较高的加热效率，而间接加热则能够有效防止水垢的产生，使集热器使用寿命得到延长。实际应用中，对于间接加热系统的应用更为适宜，且实际应用中，集热器需进行承压处理，需增设循环泵和换热设备。

3、选择储热设备

储热设备的选择是以间接加热系统的确定为前提的，储热设备包括储热水箱和储热水罐两种。对于较大热水供应量的工程，选择储热水箱更为适宜，其原因在于这一储热方式的出水量每天可达上百立方米，而储热水罐的应用则适合热水供应量较小的工程，在施工现场就可完成拼装，投资小、占地小。

(二)辅热设备的设计

l、计算辅热设备负荷

依据相关规范要求，对于太阳能热水工程辅热设备负荷的设计，应当不考虑太阳能效用，而将日常所需热量作为辅助设备作为依据。

2、选择辅助热源和辅热设备

选择辅助热源时，宜选热力管网、燃气、燃油、热泵、电等。对于小型太阳能集中热水供应系统宜选择电作为辅助能源。在储热水罐(箱)中直接放入电热元件即可实现，但这一辅助热源的应用需要增加相应的防垢措施，否则其自身所形成的水垢会导致难以有效散热，烧坏元件。而对于规模较大的太阳能热水系统则宜选用电热锅炉作为辅助能源，而达到耐用安全的目的。在选择辅助设备时，可依据常规热源方式进行选择，且在设备型号与台数的确定上，应同太阳能自身不稳定特点相结合，选择两台或多台匹配设备，即无太阳能时，设备同时运行，有太阳能时，一台运行，从而达到节能高效的目的。太阳能辅助加热空气源热泵机组的应用比较普遍，其原理是在机组的蒸发器上增加了一辅助换热器。热泵在低温环境下制热运行时，高于环境温度的太阳能热水流经该辅助换热器，与将进入蒸发器的室外空气进行热量交换提高其温度，从而使制冷剂在相对较高的环境里蒸发吸热，提高了蒸发温度，改善了太阳能热水工程系统的工作状况。

3、布置集热和辅热设备

在储热水罐中，应将电热元件置于适当位置，当无太阳能时，亦可依靠电热及热水储量来基本满足热水需求。当太阳能热水系统较大，且集热与辅热都采用水箱时，亦相互独立，并进行串联的布置，前者为集热水箱，起到预热作用，后者为供热或辅热水箱，这样当太阳能不充足时，亦可起到对冷水进行预热处理，而当无太阳能的情况下，只需通过辅助热源来加热辅热水箱内的水，便可正常供热，且不会对集热水箱的集热产生影响。