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德国住宅太阳能集热系统分析

发布日期:2021-04-22 13:51:58 访问次数:3412

      国内普通家庭用户,在太阳能的利用方面,一般常见的是在屋顶安装真空玻璃管太阳能热水器。这种真空玻璃管太阳能热水器的特点是:售价较低,结构较为简单。但是,这种使用水作为热传导介质的太阳能热水器,随着用户使用时间的增长,在真空玻璃管的储水内壁上,会结一层较厚的水垢,这层水垢的产生,会降低真空玻璃管的热效率,因此,这种普通的真空管太阳能热水器,每隔几年的使用时间,需要卸下玻璃管,采取一定的措施,进行管内水垢的清除检修,但是这一过程,大部分普通家庭用户基本上是不清楚这个情况的。关于真空玻璃管太阳能热水器中的水垢问题,在长期使用之后,用户也可能会嫌麻烦,不会做水垢的清除工作,而是继续凑合着使用下去。

另外,在冬季,这种真空玻璃管太阳能热水器,因为用户害怕冬天寒冷,导致冻坏系统,大多数家庭,基本上也是将太阳能热水器中的存水,提前排空放掉,在冬季不再使用太阳能热水器。还有,假若长时间天空光照不好,也会影响这种真空玻璃管太阳能热水器的正常使用。在欧洲很多国家,这种以水作为传热介质的太阳能热水器较为为少见。大部分欧洲国家的太阳能热水器,内部是使用低毒性的丙二醇防冻液,作为热传导介质。因此,这种不使用水的太阳能热水器,在冬季,只要天空中有太阳,就能使用,不存在冬季怕冻的问题。当然,不像国内简易太阳能热水器那样,系统中的水被加热以后,就能直接使用,欧洲国家的太阳能热水器,需要在室内设备间内部,安装与屋顶太阳能集热器配套的热交换存储罐。在热交换存储罐中,丙二醇导热液,通过螺旋盘状的铜管散热器,将屋顶太阳能集热器吸收的太阳辐射热量,置换给存储罐中的水体,分别向用户提供生活热水,或者是提供室内低温热水辐射采暖系统,即地暖的热水。另外,欧洲国家的太阳能热水器,往往还与其它的制热系统混合使用,比如,燃气热水器、燃油锅炉、地源热泵等,以保证家庭用户每天的热水供应和使用。


一、德国私人住宅太阳能利用 —— 平板型集热器

(一)、平板型集热器图片部分


室外屋顶安装2块平板型太阳能集热板


室外屋顶安装2块平板型太阳能集热板

(还可见,屋顶安装抛物面蝶形卫星电视信号接收天线)


室外屋顶安装12块平板型太阳能集热板


室外屋顶安装2块平板型太阳能集热板


室外屋顶安装2块平板型太阳能集热板

(还可见,屋顶上面,有一天窗。)


室外屋顶安装2块平板型太阳能集热板

(还可见,屋顶安装抛物面蝶形卫星电视信号接收天线;屋顶上面,有一天窗。)


室外屋顶安装9块平板型太阳能集热板

(还可见,屋顶安装抛物面蝶形卫星电视信号接收天线;屋顶上面,有6扇天窗。)


室外屋顶安装6块平板型太阳能集热板

(还可见,屋顶上面,安装40片太阳能光伏发电系统的电池板。)


室外屋顶安装2块平板型太阳能集热板

(还可见,屋顶安装抛物面蝶形卫星电视信号接收天线;屋顶上面,有一天窗;屋顶上面,安装20片太阳能光伏发电系统的电池板。)


室外屋顶,安装平板型太阳能集热板,施工现场。


室外屋顶,安装平板型太阳能集热板,施工现场。


室外屋顶,安装平板型太阳能集热板,施工现场。


室外屋顶,平板型太阳能集热板,局部特写。


室外屋顶,平板型太阳能集热板,局部特写。


独立住宅,屋顶上面,安装有平板型太阳能集热器,还安装有太阳能光伏发电系统的电池板;

独立住宅下部地下室设备间内部,安装有燃气热水锅炉,安装有综合热交换热水存储罐,还安装有太阳能发电系统中,直流电与交流电进行互换的“逆变器”,以及与室外公共电网进行连接的控制柜等。

室内热水需求有:洗面台位置的生活热水;地板采暖——地暖,低温热水辐射采暖系统中的传热水体。

屋顶安装有2块平板型太阳能集热板;

室内安装壁挂式燃气热水锅炉;安装有综合热交换热水存储罐;

还有配套的热水管线(红色)、回水管线(蓝色),

以及平板型太阳能集热系统中的热传导介质流动控制设施,以及膨胀水箱等。

屋顶安装有2组平板型太阳能集热板;

室内安装壁挂式燃气热水锅炉;安装有综合热交换热水存储罐;

还有配套的热水管线(红色)、回水管线(蓝色),

以及平板型太阳能集热系统中的热传导介质流动控制设施等。

热水用途:生活热水供应;采暖热水输送。


屋顶安装有8块平板型太阳能集热板;

地下室内部安装有燃气热水锅炉;安装有综合热交换热水存储罐;

还有配套的热水管线(红色)、回水管线(蓝色)。

热水用途:卫生间,洗面、沐浴生活热水;厨房生活热水;采暖热传导热水。


屋顶安装有2块平板型太阳能集热板;

室内安装有综合热交换热水存储罐;

还有配套的热水管线(红色)、回水管线(蓝色)。

热水用途:卫生间沐浴生活热水;厨房生活热水。


屋顶安装有平板型太阳能集热板;

室内安装有综合热交换热水存储罐;

还有配套的热水管线(红色)、回水管线(蓝色)。

热水用途:卫生间沐浴生活热水。


屋顶安装有2块平板型太阳能集热板;

室内安装有热水锅炉,安装有综合热交换热水存储罐;

还有配套的热水管线(红色)、回水管线(蓝色),以及热传导液体介质的流动控制室泵。

热水用途:生活热水;采暖热水。


屋顶安装有外围进行了保温隔热构造处理的平板型太阳能集热板;

安装有综合热交换热水存储罐,可见罐内,有2部分螺旋盘管热交换装置;综合热交换热水存储罐中,灌充自来水,被加热后,提供热水。

还有配套的热水管线(红色)、回水管线(蓝色),以及热传导液体介质的流动控制室泵。

热水用途:洗面、淋浴生活热水。


屋顶安装有2块平板型太阳能集热板(1);排气阀(5);

室内安装壁挂式燃气热水器(4),可直接提供采暖热水;

安装有综合热交换热水存储罐(3),可见罐内,有2部分螺旋盘管热交换装置;综合热交换热水存储罐中,灌充自来水,被加热后,提供热水。

还有配套的热水管线(红色)、回水管线(蓝色),热传导液体介质的流动控制室泵(2) ,以及太阳能集热系统的膨胀罐(6)。

热水用途:洗面、淋浴生活热水。


屋顶安装有4块平板型太阳能集热板;

室内安装木质颗粒燃烧热水锅炉;

安装有综合热交换热水存储罐。

还有配套的热水管线(红色)、回水管线(蓝色)。

热水用途:淋浴生活热水;地暖热水、墙暖热水、立式散热器热水。


屋顶安装有平板型太阳能集热板;

室内安装木质颗粒燃烧热水锅炉;安装壁炉;

安装有综合热交换热水存储罐。

还有配套的热水管线(红色)、回水管线(蓝色),以及热传导液体介质的流动控制室泵。

热水用途:洗面、淋浴生活热水;地暖热水、立式散热器热水。


两种热水综合利用示意图


独立住宅内部,热水综合利用示意图。


独立住宅内部,热水综合利用示意图。


热水综合利用示意图

(一般情况下,只有热交换热水存储罐中,灌充的是自来水,但是其它区域,比如,锅炉、太阳能集热器中,灌充的却是非水性质的其它热传导液体介质。)





















平板型太阳能集热板,构造组成,示意图。








一套平板型太阳能集热系统的主要材料示意图

1、平板型太阳能集热板(灰色部件);2、膨胀罐(红色部件);3、热传导液体介质,比如,低毒性丙二醇抗冻液(罐装粉红色液体);4、流体介质控制盘;5、综合控制盘;6、管件、支架等。











太阳能集热系统中的膨胀罐剖解示意图


屋顶安装大面太阳能集热板,室内安装巨型热水存储罐,室内安装燃烧壁炉,

太阳能集热板中的热传导液体介质,在热水存储罐中释放热量,加热水体;

壁炉燃烧产生的热量,一部分通过热传导液体介质,在热水存储罐中释放热量,加热水体。

室内热水用途:生活淋浴热水,采暖热水。

太阳能利用的其它形式 —— 加热室外空气


二、德国私人住宅太阳能利用 —— 真空玻璃管集热器

(一)、真空玻璃管集热器图片部分
































热传导真空玻璃管集热管剖解示意图






1 Hochwirksame Wärmedämmung

高效保温隔热

2 “Trockene” Anbindung, kein direkter Kontakt zwischen Träger- und Solarmedium

“干”的连接,之间没有直接接触的载体和太阳能介质

3 Duotec Doppelrohr-Wärmetauscher

Duotec 双管换热器

4 Leichte Austauschbarkeit und Drehbarkeit der Röhren

易于更换和管可以旋转

5 Hochselektiv beschichteter Absorber

高选择性涂层吸收

6 Hochwertiges, eisenarmes Glas

高质量、 低铁玻璃

7 Heatpipe (Wärmerohr)

热管 (热管)




热传导真空玻璃管集热管剖解示意图

non-toxic liquid

无毒的液体




热传导真空玻璃管集热管剖解示意图


热传导真空玻璃管集热管剖解示意图



低毒性热传导液体 —— 丙二醇抗冻液