分级蓄热策略在太阳能热水系统中的应用

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1、分级蓄热策略在太阳能热水系统中的应用阿里斯顿热能产品(中国)有限公司方达龙摘要：通过对分级蓄热策略在不同项目中的应用情况分析，得出采用分级蓄热策略可大大提升太阳能热水系统的利用率。关键词：分级蓄热策略最大化利用太阳能太阳能热水系统0引言太阳能热利用产品在中国的发展异常迅速，根据行业调杳报告显示，2008年、2009年我国太阳能热水器年产量分别达到3100万m2(21700MWth)和4200万m2(29400MWth),分别较上年增加32.5%和35.5%O随着太阳能行业的飞速发展，人们对太阳能产品的接受程度也大为

2、改观，从最初的排斥到现在的接受，随着太阳能热水技术的推广，人们对这一节能先锋的了解也越來越多，从而对产品的要求也越来越高，正是因为冇了客户的不断需求和太阳能生产厂家的不断努力，太阳能产品的品质都有了长足的提升。随着太阳能行业的匕速发展，太阳能利用从最初的家用市场到现在已发展成了三大市场，分别为热水工程市场、农村市场和国际市场。2010年太阳能工程市场已接近市场总量的50%。而一个成功的太阳能工程包含的因索是多方面的，其屮一个合理的运行策略是至关重要的，本文屮将结合实例来说明分级蓄热策略在太阳能热水系统屮的应用。1分

3、级蓄热策略简介太阳能热水系统主耍分为热量收集区、热量储存区、和热量使用区三大部分，分级蓄热策略主要是把热量储存区分成两个或两个以上的优先级，通过控制系统使集热区优先集中加热优先级别最高的蓄热水罐，这样可以在较短的时间里使一级水罐达到能够使用的温度。即便是在天气不好的情况下，一-级水罐也能获得较高的温度，这样做的好处就是用户即使不开启辅助加热设备也能通过使用A阳能加热的水正常洗浴。分级蓄势策略的实施一般来说主耍应用于大、中型太阳能热水系统中，对于家庭用户来说，分级策略的应用带来的好处不是那么明显，但是对■于大、中型系

4、统，这种好处是显而易见的。2分级蓄热系统在奥运大厦太阳能热水系统中的应用奥运人厦是2008年北京奥运会举行前期及举行期间奥运会组委会人员办公的主要场所。ELCO的真空直流热管式太阳能热水系统就安装在这栋意义非凡的人厦楼顶上，非常忠实地为北京奥运贡献着自己的热量。奥运大厦太阳能热水系统总用水量10吨，采用了三个容量为3吨的蓄热水罐来储存热水，另外还设置了一个1.5吨的带功率为60kw电辅助加热的水罐，四个水罐依次串联，如下图屮的4个人水罐，从右往左依次为供热水罐->一级蓄热罐(Spl)f二级蓄热罐(Sp2)-三级蓄热

5、罐(Sp3)o系统的运行原理为：集热区受到太阳照射温度升高，当集热区温度也水罐中的水温差俏到达设定值时，三个水罐中对应的某个电磁阀打开，水泵开始运行，把热量转移到水罐中去,而具体转移到哪个水罐，则根据设定的“分级蓄热策略”来执行。在这个项WP，集热系统首先加载水罐SP1(具体加载方式是打开位于这个水罐换热盘管冋路屮的电磁阀，关闭其他两个盘管回路上的电磁阀)当水罐SP1温度上升到65°C吋，切换至加载水罐SP2,当水罐SP2温度上升到70°C时，再切换至水罐SP3,在加热水罐Spl和SP2的过程中，系统会每隔一段时间

6、检测水罐SP1、SP2温度是否下降，是否再次满足了运行条件，若满足条件，则按加载优先级别重新确定加载哪个水罐。该项目于2005年12月底完成安装调试，収正式投入使用后的数据(2007.7.20)进行分析:120100008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00S430334048516565656565S621222123212128354345S820222123222020202020K19999999999990000K200000099999999-*

7、-K3radl.0000000000232448624580840880660510670308上表中，S4、S5、S6分别表示水罐SP1、SP2和SP3的水温，从图表中可以看岀，当天的太阳辐照量属于一般水平，到中午12:0(),辐照量开始下降，系统在13:0()以前一直加载的是水罐SP1,所以水罐SP1的温度一直处于上升的状态，这段时间中，水罐SP2、和水罐SP3温度几乎没有变化。人约在中午13:00时，水罐SP1的温度达到了65,此时，系统开始加载水罐SP2,水罐SP2的温度开始逐步上升。直到下午17:00时，

8、水罐SP2的温度到了45°C。此时，水罐SP3的水温S8仍维持在2CTC左右，说明在这一天里，这个水罐并没有被加热到，但是水罐SP1和水罐SP2的水温已经可以满足用水温度了。若此时用户用水量不大于6吨，则完全不需要开启电加热进行辅助加热。但我们可以根据物理学公式：Q吸-Q放，和Q=cmAt,可以推算出若系统屮只设置一个10.5吨储水罐时可以升高的温度是多少度