太陽能系統效率[太陽能熱水器系統效率]

太陽能系統效率[太陽能熱水器系統效率]
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所謂太陽能系統效率,就是系統將光能轉換成熱能並儲存起來的能力。決定系統效率的,不只是某個部件的質量優劣,而需要把優秀的零部件、精確的設計和嚴謹的施工整合起來,才能組成一個安全、穩定、高效的系統。

決定系統效率的幾大因素及其相互作用

就太陽能熱水系統而言,系統效率由五個環節決定:集熱、輸熱(換熱)、控熱、儲熱、用熱。

集熱環節

集熱器是光能轉變成熱能最初始的地方。目前的集熱器有管式(真空管、U型管、熱管)和板式(平板)兩種方式。決定集熱能力大小很重要的因素是膜層。除此之外,集熱器真空度、集熱傾角、膜層效率衰減等,也會影響集熱器的效率。而在實際套用中,各種形式的集熱器效率相差並不是太大。

輸熱(換熱)環節

就是將熱量從集熱器內部通過流體,在管道的輸送下將熱量傳遞給蓄能體的過程。輸熱環節以集熱器流道、循環管路、換熱器、循環泵為主要部件。這個環節要看集熱器是否能將產生的熱量適時、均衡的釋放給流體,而水泵和循環管道的配置,則會影響流體均勻進入每塊集熱器的流經狀態。另外,管道在熱循環過程中保溫防護能力如何,也會影響系統效率。

控熱環節

當集熱器與儲熱水箱的溫差達到設定的啟動條件時(5-10°可調),循環泵啟動。這就是最常用的溫差循環模式。然而,兩個溫度探頭的鋪設位置,會明顯地影響系統效率指標。比如,當探頭鋪設在集熱器水口外側時,系統獲得的溫度明顯低於實際集熱器內部溫度,甚至相差10-30°。這樣就會導致集熱器溫度傳遞延遲,最終使系統效率明顯下降。

儲熱環節

根據國家標準,太陽能熱水系統的水箱容量按照每平米使75升水每天溫升30°左右來配置。但實際運行中,水箱的熱水經常會出現65°以上的高溫。隨著溫度的上升,太陽能熱水系統的效率則不斷下降。這是由於系統相對環境溫度的溫差逐漸加大,散熱逐步增多造成的。因此,高效的太陽熱水系統,其水箱設計容量應該大一些。另外,針對24小時用水的用戶,為了更便捷的獲取熱水,可以將水箱進行雙艙設計。

用熱環節

包括熱水計量、合理控水、節水器具的使用,最終讓熱量用在刀刃上,比如很多傳統浴室無任何控水環節,通過一個直管噴流而下,每分鐘流量15-25升水/分鐘,如果選用節水噴頭,既不影響洗浴舒適度,又能將水量控制在7-9升/分鐘之內,節約能源與水源2-3倍。

太陽能熱水系統效率情況

太陽能熱水工程客戶大多集中在集體或單位。這類客戶的特點是:熱水使用方式為集中用水,用水量較大。而選擇系統效率高的太陽能熱水系統,無形中可以為工程客戶增加效益。簡單來說,太陽能熱水系統投資回收率較高,設備折舊率較低。同時,太陽能系統使用壽命較長,等於是增加了物業的附加值,達到物業增值保值的目的。而太陽能系統效率高的話,集熱面積就不用那么多了,變相地節約了成本。

目前,我國太陽能行業普遍能夠達到的太陽能熱水系統效率為33%左右,而國家標準為41%(20095-2006)。國外,太陽能熱水系統效率最高可達到53%;國內,太陽能系統效率最高可達到51.6%。

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