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太陽能熱水器的防凍措施

   2022-12-06 子琪170
核心提示:我國(guó)北方冬季夜間的最低溫度可達(dá)-10~-40℃,在這樣低的氣溫下,平板式熱水器中的存水會(huì)很快凍結(jié),導(dǎo)致集熱板脹裂破損。

我國(guó)北方冬季夜間的最低溫度可達(dá)-10~-40℃,在這樣低的氣溫下,平板式熱水器中的存水會(huì)很快凍結(jié),導(dǎo)致集熱板脹裂破損。因此,入冬后不得不將水排空,停止使用。這樣,不但利用率低,而且由于水排空后集熱器和水箱的內(nèi)表面接觸空氣,加速了材料的腐蝕,縮短了集熱器的使用壽命。因此,如能使集熱器在冬季繼續(xù)運(yùn)行,為用戶提供熱水,就成了發(fā)展太陽能熱水器的重要問題。下面介紹幾種常見的熱水器防凍措施。

1.自動(dòng)補(bǔ)熱  在平板集熱器的下聯(lián)箱內(nèi),裝一根絕緣良好的電熱絲,并設(shè)置溫度敏感元件。當(dāng)水溫降到0℃時(shí),敏感元件發(fā)出信號(hào),通過放大器合上電熱絲電路上的開關(guān),使它對(duì)水加熱。這根電阻絲的功率可以很小,只要能保證集熱器中的水不結(jié)冰即可。對(duì)于1m2的集熱器,在-15℃的環(huán)境溫度下保持不結(jié)冰,所需功率僅為1.2W。當(dāng)水溫超過1℃或2℃時(shí),溫控裝置便發(fā)出信號(hào)切斷電源。這種方法要消耗少量電能,一般適于氣溫不太低的地區(qū)。

 

2.落水式強(qiáng)迫循環(huán)系統(tǒng)  這種系統(tǒng)將集熱器放在貯水箱上方,貯水箱有通大氣的開口,系統(tǒng)最高點(diǎn)設(shè)有通氣閥,由溫度差起動(dòng)器控制系統(tǒng)中的循環(huán)水泵的運(yùn)行及通氣閥的動(dòng)作。當(dāng)水箱底部和集熱板間的溫差超過規(guī)定的上限位時(shí),通氣閥閉合,水泵起動(dòng);當(dāng)溫差低于規(guī)定的下限值時(shí),水泵停止,通氣閥打開,集熱器中的水靠重力作用全部迅速返回水箱。一般的大型太陽能熱水器系統(tǒng)常常采用這種方式防凍。

3.采用防凍液的復(fù)合回路系統(tǒng)  這種系統(tǒng)有兩個(gè)回路,一個(gè)回路由集熱器和換熱器所組成,此回路中使用不凍結(jié)的傳熱介質(zhì),它可將集熱器收集到的太陽能通過換熱器傳遞給水箱中的水。這一回路一般采用強(qiáng)迫循環(huán),對(duì)于一些小型系統(tǒng),也采用自然循環(huán)方式。另一個(gè)回路是供熱水回路,通過這樣達(dá)到防凍目的。常用的防凍傳熱介質(zhì)的種類很多,如乙醇、乙二醇、丙三醇等醇類水溶液;硅油、芳香族和烴油等有機(jī)油類等。選用防凍液時(shí),除了考慮凍結(jié)溫度外,還應(yīng)考慮防凍介質(zhì)無毒,成本低,與集熱器、換熱器材料不發(fā)生腐蝕,以及防凍介質(zhì)的熱物性等。換熱器可采用列管式、盤管式和板框式等。在自然循環(huán)的防凍介質(zhì)回路中,換熱器、集熱器及循環(huán)管內(nèi)的阻力與熱容大小要適當(dāng),換熱器的面積以等于集熱器采光面積的一半為最佳。


 
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