“集中集熱-分戶供熱”太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用至今,也隨之產(chǎn)生了很多相關(guān)的問題,針對(duì)這些問題,德州金亨新能源有限公司在為海爾、小鴨、力諾瑞特等百家企業(yè)代工的長期實(shí)踐過程中,積累了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn),僅供大家參考:
一、“反向換熱”現(xiàn)象是否真的存在?
“反向換熱”問題自“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)出現(xiàn)之時(shí)就有很多人提出,由于在換熱水箱中設(shè)置了電加熱裝置,因此用戶比較關(guān)心“反向換熱”問題,即某戶的換熱水箱使用電熱加熱到一個(gè)較高的溫度狀態(tài)時(shí),是否會(huì)產(chǎn)生熱量被循環(huán)系統(tǒng)帶走一部分熱量的可能,“反向換熱”是肯定存在的,但這個(gè)問題要從三個(gè)方面考慮:
1.用戶啟動(dòng)電加熱和使用熱水的習(xí)慣問題,通常情況下用戶使用熱水的時(shí)間都是在下午7:00~10:00 左右,這時(shí)太陽已經(jīng)下山,太陽能換熱循環(huán)系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài),這時(shí)不存在“反向換熱”問題。
2.如果用戶在白天太陽能系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),啟動(dòng)電加熱,這時(shí)兩套加熱設(shè)備在為同一個(gè)終端設(shè)備加熱,由于內(nèi)部換熱水箱設(shè)定的最終水溫為60℃,而太陽能循環(huán)換熱為達(dá)到這個(gè)溫度必定會(huì)高于60℃,因此此時(shí)“反向換熱”問題理論上不成立。
3.最后一種情況很少見,就是在俗稱的“曇天”情況下,既有太陽能系統(tǒng)的運(yùn)行,又有電加熱的使用,同時(shí)太陽能的循環(huán)換熱溫度低于電加熱的溫度,在這種情況下,“反向換熱”是存在的,但是熱傳導(dǎo)行業(yè)的專家給出了權(quán)威解釋:在循環(huán)換熱過程中,高溫的、運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)向低溫、靜止的介質(zhì)傳熱的能力很強(qiáng);而高溫的、靜止的介質(zhì)向低溫的、運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)傳熱的過程不僅傳熱能力較差,而且很快就會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,因?yàn)檫@時(shí)換熱的接觸面附近的溫度一旦達(dá)到平衡或等溫,換熱過程馬上就停止了,這種現(xiàn)象就像冬天河面會(huì)結(jié)冰而河水還可以保持一定溫度的道理是一樣的。
目前,有一些廠家在設(shè)計(jì)“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)時(shí),加入了電磁兩通閥或三通閥的設(shè)計(jì),從而保證“反向換熱”出現(xiàn)時(shí)阻斷太陽能循環(huán),如圖1所示。
采用增加電磁兩通閥或三通閥的做法雖然可以有效地防止“反向換熱”現(xiàn)象的出現(xiàn),但同時(shí)也要注意幾個(gè)問題:
(1)在每戶戶內(nèi)換熱水箱上增加電磁閥,要保證電磁閥的質(zhì)量優(yōu)良,目前市場上的電磁閥均存在壽命短的問題,每日的頻繁開啟、關(guān)閉,極易導(dǎo)致電磁閥損壞。
(2)循環(huán)系統(tǒng)不能全部采用電磁兩通閥,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮電磁兩通閥全部關(guān)閉而循環(huán)水泵開啟時(shí)造成的系統(tǒng)循環(huán)不暢,損壞設(shè)備、管道的問題。
(3)采用電磁兩通閥需要每戶增加初投資,使得“集分式”系統(tǒng)的性價(jià)比升高,導(dǎo)致系統(tǒng)整體缺乏市場競爭力。
二、“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)是否能真正實(shí)現(xiàn)“公平”?
“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)倡導(dǎo)“公平、利益共享”原則,雖然設(shè)計(jì)時(shí)采取了很多措施、手段來盡量消除因樓層的不同引起的差異,但是,絕對(duì)的“公平”還是難以實(shí)現(xiàn)。
三、“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)是否適用于30層以上的住宅?
高層和超高層住宅項(xiàng)目采用太陽能熱水系統(tǒng)一直是困擾太陽能行業(yè)的難題,在“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)出現(xiàn)以前,絕大多數(shù)的太陽能熱水系統(tǒng)是以“集中集熱、集中供水”的方式來解決的,雖然“集分式”在6~20 層住宅項(xiàng)目上有良好的表現(xiàn),但是“集分式”系統(tǒng)目前還是不適合30 層左右或更高的住宅項(xiàng)目使用,其問題在于:
(1)超過30 層的住宅項(xiàng)目屋頂太陽能集熱器的安裝面積無法滿足整棟建筑的全部生活熱水集熱面積,以層高30 層,戶均80m2,一梯四戶的常見住宅戶型為例,則平屋頂?shù)目偯娣e約為320m2;對(duì)于南北坡的斜屋頂,可利用安裝太陽能集熱器的南坡面積大約只有160m2。總住戶120 戶,大致計(jì)算120 戶,每戶的集熱器面積應(yīng)該保證在1~1.5m2,總集熱器面積為180m2,平屋頂大約1.7m2安裝1m2的集熱器,則平屋頂需要306m2,如果平屋頂有電梯機(jī)房以及預(yù)留通道等占用空間后,安裝太陽能集熱器的空間就明顯不足。
(2)高層安裝“集分式”太陽能熱水系統(tǒng),管路的靜壓問題一定要考慮,對(duì)于30 層高的住宅,層高超過100m,靜壓力超過1.0MPa,供熱循環(huán)水泵需要克服靜壓力所產(chǎn)生的阻力,如果系統(tǒng)循環(huán)不均衡或水泵揚(yáng)程不足以克服靜壓力產(chǎn)生的阻力就會(huì)造成建筑低區(qū)水壓過高,甚至?xí)绊懻麄€(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行,同時(shí),在住宅項(xiàng)目中引入高壓管網(wǎng),其本身就不符合規(guī)范要求。
四、《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50015的有關(guān)規(guī)定
1.建筑物內(nèi)的給水系統(tǒng)宜按下列要求確定
(1)應(yīng)利用室外給水管網(wǎng)的水壓直接供水。當(dāng)室外給水管網(wǎng)的水壓和(或)水量不足時(shí),應(yīng)根據(jù)衛(wèi)生安全、經(jīng)濟(jì)節(jié)能的原則選用貯水調(diào)節(jié)和加壓供水方案;
(2)給水系統(tǒng)的豎向分區(qū)應(yīng)根據(jù)建筑物用途、層數(shù)、使用要求、材料設(shè)備性能、維護(hù)管理、節(jié)約供水、能耗等因素綜合確定;
(3)不同使用性質(zhì)或計(jì)費(fèi)的給水系統(tǒng),應(yīng)在引入管后分成各自獨(dú)立的給水管網(wǎng)。
2.高層建筑生活給水系統(tǒng)應(yīng)豎向分區(qū),豎向分區(qū)壓力符合要求
(1)各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓不宜大于0.45MPa;
(2)靜水壓大于0.35MPa 的入戶管(或配水橫管),宜設(shè)減壓或調(diào)壓設(shè)施;
(3)各分區(qū)最不利配水點(diǎn)的水壓,應(yīng)滿足用水水壓要求。
(4)居住建筑入戶管給水壓力不應(yīng)大于0.35MPa。(靜水壓、動(dòng)水壓)。
(5)高層建筑生活給水系統(tǒng)的豎向分區(qū),應(yīng)根據(jù)使用要求、材料設(shè)備性能、維修管理、建筑物層數(shù)等條件,結(jié)合利用室外給水管網(wǎng)的水壓合理確定。分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓,住宅、旅館、醫(yī)院宜為300~350KPa;辦公樓宜為350~450KPa。
從以上規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來看,高層“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了規(guī)范允許的入戶水壓,雖然“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)的管路屬于封閉循環(huán)管路,而衛(wèi)生器具配水點(diǎn)的靜壓力是屬于開放式生活供水管路,兩者存在本質(zhì)的區(qū)別,但是,在沒有明確的規(guī)范約束時(shí),還是應(yīng)該盡量考慮周全,避免不成熟的設(shè)計(jì)方案投入施工當(dāng)中。
當(dāng)然,不能僅僅強(qiáng)調(diào)太陽能熱水系統(tǒng)的壓力不是衛(wèi)生器具配水點(diǎn)的壓力就認(rèn)為這個(gè)問題已經(jīng)解決了,太陽能熱水系統(tǒng)的循環(huán)管路也進(jìn)入了室內(nèi),雖然并沒有輸出水壓的問題,但是系統(tǒng)1.0MPa 的壓力仍然是一個(gè)比較危險(xiǎn)的壓力源,一旦發(fā)生管道泄漏或配件損壞,極易造成人身、財(cái)產(chǎn)傷害和危險(xiǎn)事故的發(fā)生。
目前能夠采用的解決辦法就是循環(huán)管道采用豎向分區(qū),控制各個(gè)分區(qū)最高靜水壓不大于0.45MPa,實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)有兩種方式:
1)戶內(nèi)支管減壓方式
減壓閥是通過調(diào)節(jié),將進(jìn)口壓力減至某一需要的出口壓力,并依靠介質(zhì)本身的能量,使出口壓力自動(dòng)保持穩(wěn)定的閥門。
從流體力學(xué)的角度看,減壓閥是一個(gè)局部阻力可以變化的節(jié)流元件,即通過改變節(jié)流面積,使流速及流體的動(dòng)能改變,造成不同的壓力損失,從而達(dá)到減壓的目的。“集分式”太陽能熱水系統(tǒng),設(shè)置支管減壓來使得入戶水壓降低至安全值以下是目前較易實(shí)現(xiàn)的方式,支管減壓閥安裝示意如圖2所示。采取這種方式有兩個(gè)問題必須注意:
① 支管減壓的方式一般需要減壓閥直立安裝在水平管道上,并且必須嚴(yán)格保證水流流動(dòng)方向和閥體上的箭頭方向一致,而在“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)中,水流方向會(huì)隨著循環(huán)水泵的啟停改變,循環(huán)水泵啟動(dòng)時(shí),水流向儲(chǔ)熱水箱流動(dòng);循環(huán)水泵停止時(shí),水流會(huì)瞬時(shí)間反向流動(dòng),這時(shí)靜壓力依舊會(huì)恢復(fù)最大值,并且一直保持到水泵的再次啟動(dòng),因此,在支管設(shè)置減壓閥并不能消減管道的靜壓力,只能在系統(tǒng)循環(huán)時(shí)降低儲(chǔ)熱水箱所承受的水壓沖擊。
② 在熱水管道上使用減壓閥,一定要考慮減壓閥的使用壽命,無論是比例式減壓閥還是可調(diào)式減壓閥,其密封部件及可調(diào)式減壓閥腔中的隔膜均為橡膠制品,即使是最好的可耐溫260℃的氟橡膠在高溫?zé)崴h(huán)境中工作,持續(xù)一段時(shí)間后就會(huì)降低密封盒減壓性能,從而造成減壓閥失去減壓作用,形成危險(xiǎn),而這一點(diǎn)卻經(jīng)常為人們所忽視。
2)除了支管減壓方式,將循環(huán)管路水分為區(qū),也是消減靜壓力的方法之一。高、低分區(qū)使得各分區(qū)分別循環(huán),高、低區(qū)各以自身的最高點(diǎn)產(chǎn)生靜壓,從而使各分區(qū)的壓力控制在允許的范圍內(nèi)。通常低區(qū)以1~14 層為一個(gè)循環(huán)系統(tǒng),供水循環(huán)泵可以設(shè)置在1 層或者地下設(shè)備間;高區(qū)循環(huán)以15~30 層為一個(gè)系統(tǒng),循環(huán)水泵可以設(shè)置在屋頂;而超過30 層的建筑則劃分為高、中、低三區(qū)。
采用分區(qū)分別循環(huán)的方式可以有效地消減入戶水壓的靜壓力,同時(shí)通過在公共管井中的豎向立管上安裝減壓閥組來降低低區(qū)系統(tǒng)的整體靜壓力,這樣的設(shè)計(jì)依舊需要保證減壓閥的質(zhì)量和壽命來提高系統(tǒng)可靠性,一旦減壓閥失效,系統(tǒng)依然存在管道壓力超高的風(fēng)險(xiǎn);同時(shí),低區(qū)供水循環(huán)泵需要選用揚(yáng)程較高的水泵,不僅對(duì)于水泵的出水、增壓能力有要求,對(duì)水泵的質(zhì)量也要有一定的要求。
劃分高、低區(qū),將高、低區(qū)的設(shè)備必須全部分開,高區(qū)循環(huán)沿用原設(shè)計(jì)的上供上回方式;低區(qū)循環(huán)改為下供下回方式,需要在首層或地下層增設(shè)一個(gè)設(shè)備間或設(shè)備機(jī)房。
在公共管井內(nèi)進(jìn)行壓力分區(qū),而保證入戶的供回水最高壓力低于0.45MPa,滿足規(guī)范對(duì)于水壓的要求,但是,高低區(qū)分區(qū)的設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生高區(qū)熱、低區(qū)冷的現(xiàn)象,這是由于低區(qū)供水的管道長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高區(qū)的管道長度,造成低區(qū)的熱損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高區(qū),從滿足使用要求的角度考慮,需要適當(dāng)增加低區(qū)使用的集熱器面積,并且嚴(yán)把施工質(zhì)量,確保保溫措施的有效。
采用分區(qū)的方式帶來了增加戶內(nèi)管道井占用面積的問題,低區(qū)循環(huán)管道需要通過管道井將熱水輸送至低區(qū)設(shè)備間,這樣的系統(tǒng)相比典型的“集分式”系統(tǒng)增加了豎向立管的數(shù)量,造成系統(tǒng)初投資的增加。
高區(qū)、低區(qū)的劃分,是解決系統(tǒng)靜壓力的最有效方式,也是目前設(shè)計(jì)單位所能給出的最好方案。
在“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量不要把系統(tǒng)的安全性捆綁在產(chǎn)品的質(zhì)量上,多考慮意外的發(fā)生,通過技術(shù)手段來提高系統(tǒng)的安全性,“越簡單的設(shè)計(jì)就越合理”,對(duì)于節(jié)能、環(huán)保的產(chǎn)品(系統(tǒng))設(shè)計(jì),系統(tǒng)設(shè)計(jì)更應(yīng)該重視安全性。 來源網(wǎng)絡(luò)
一、“反向換熱”現(xiàn)象是否真的存在?
“反向換熱”問題自“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)出現(xiàn)之時(shí)就有很多人提出,由于在換熱水箱中設(shè)置了電加熱裝置,因此用戶比較關(guān)心“反向換熱”問題,即某戶的換熱水箱使用電熱加熱到一個(gè)較高的溫度狀態(tài)時(shí),是否會(huì)產(chǎn)生熱量被循環(huán)系統(tǒng)帶走一部分熱量的可能,“反向換熱”是肯定存在的,但這個(gè)問題要從三個(gè)方面考慮:
1.用戶啟動(dòng)電加熱和使用熱水的習(xí)慣問題,通常情況下用戶使用熱水的時(shí)間都是在下午7:00~10:00 左右,這時(shí)太陽已經(jīng)下山,太陽能換熱循環(huán)系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài),這時(shí)不存在“反向換熱”問題。
2.如果用戶在白天太陽能系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),啟動(dòng)電加熱,這時(shí)兩套加熱設(shè)備在為同一個(gè)終端設(shè)備加熱,由于內(nèi)部換熱水箱設(shè)定的最終水溫為60℃,而太陽能循環(huán)換熱為達(dá)到這個(gè)溫度必定會(huì)高于60℃,因此此時(shí)“反向換熱”問題理論上不成立。
3.最后一種情況很少見,就是在俗稱的“曇天”情況下,既有太陽能系統(tǒng)的運(yùn)行,又有電加熱的使用,同時(shí)太陽能的循環(huán)換熱溫度低于電加熱的溫度,在這種情況下,“反向換熱”是存在的,但是熱傳導(dǎo)行業(yè)的專家給出了權(quán)威解釋:在循環(huán)換熱過程中,高溫的、運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)向低溫、靜止的介質(zhì)傳熱的能力很強(qiáng);而高溫的、靜止的介質(zhì)向低溫的、運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)傳熱的過程不僅傳熱能力較差,而且很快就會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,因?yàn)檫@時(shí)換熱的接觸面附近的溫度一旦達(dá)到平衡或等溫,換熱過程馬上就停止了,這種現(xiàn)象就像冬天河面會(huì)結(jié)冰而河水還可以保持一定溫度的道理是一樣的。
目前,有一些廠家在設(shè)計(jì)“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)時(shí),加入了電磁兩通閥或三通閥的設(shè)計(jì),從而保證“反向換熱”出現(xiàn)時(shí)阻斷太陽能循環(huán),如圖1所示。
采用增加電磁兩通閥或三通閥的做法雖然可以有效地防止“反向換熱”現(xiàn)象的出現(xiàn),但同時(shí)也要注意幾個(gè)問題:
(1)在每戶戶內(nèi)換熱水箱上增加電磁閥,要保證電磁閥的質(zhì)量優(yōu)良,目前市場上的電磁閥均存在壽命短的問題,每日的頻繁開啟、關(guān)閉,極易導(dǎo)致電磁閥損壞。
(2)循環(huán)系統(tǒng)不能全部采用電磁兩通閥,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮電磁兩通閥全部關(guān)閉而循環(huán)水泵開啟時(shí)造成的系統(tǒng)循環(huán)不暢,損壞設(shè)備、管道的問題。
(3)采用電磁兩通閥需要每戶增加初投資,使得“集分式”系統(tǒng)的性價(jià)比升高,導(dǎo)致系統(tǒng)整體缺乏市場競爭力。
二、“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)是否能真正實(shí)現(xiàn)“公平”?
“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)倡導(dǎo)“公平、利益共享”原則,雖然設(shè)計(jì)時(shí)采取了很多措施、手段來盡量消除因樓層的不同引起的差異,但是,絕對(duì)的“公平”還是難以實(shí)現(xiàn)。
三、“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)是否適用于30層以上的住宅?
高層和超高層住宅項(xiàng)目采用太陽能熱水系統(tǒng)一直是困擾太陽能行業(yè)的難題,在“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)出現(xiàn)以前,絕大多數(shù)的太陽能熱水系統(tǒng)是以“集中集熱、集中供水”的方式來解決的,雖然“集分式”在6~20 層住宅項(xiàng)目上有良好的表現(xiàn),但是“集分式”系統(tǒng)目前還是不適合30 層左右或更高的住宅項(xiàng)目使用,其問題在于:
(1)超過30 層的住宅項(xiàng)目屋頂太陽能集熱器的安裝面積無法滿足整棟建筑的全部生活熱水集熱面積,以層高30 層,戶均80m2,一梯四戶的常見住宅戶型為例,則平屋頂?shù)目偯娣e約為320m2;對(duì)于南北坡的斜屋頂,可利用安裝太陽能集熱器的南坡面積大約只有160m2。總住戶120 戶,大致計(jì)算120 戶,每戶的集熱器面積應(yīng)該保證在1~1.5m2,總集熱器面積為180m2,平屋頂大約1.7m2安裝1m2的集熱器,則平屋頂需要306m2,如果平屋頂有電梯機(jī)房以及預(yù)留通道等占用空間后,安裝太陽能集熱器的空間就明顯不足。
(2)高層安裝“集分式”太陽能熱水系統(tǒng),管路的靜壓問題一定要考慮,對(duì)于30 層高的住宅,層高超過100m,靜壓力超過1.0MPa,供熱循環(huán)水泵需要克服靜壓力所產(chǎn)生的阻力,如果系統(tǒng)循環(huán)不均衡或水泵揚(yáng)程不足以克服靜壓力產(chǎn)生的阻力就會(huì)造成建筑低區(qū)水壓過高,甚至?xí)绊懻麄€(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行,同時(shí),在住宅項(xiàng)目中引入高壓管網(wǎng),其本身就不符合規(guī)范要求。
四、《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50015的有關(guān)規(guī)定
1.建筑物內(nèi)的給水系統(tǒng)宜按下列要求確定
(1)應(yīng)利用室外給水管網(wǎng)的水壓直接供水。當(dāng)室外給水管網(wǎng)的水壓和(或)水量不足時(shí),應(yīng)根據(jù)衛(wèi)生安全、經(jīng)濟(jì)節(jié)能的原則選用貯水調(diào)節(jié)和加壓供水方案;
(2)給水系統(tǒng)的豎向分區(qū)應(yīng)根據(jù)建筑物用途、層數(shù)、使用要求、材料設(shè)備性能、維護(hù)管理、節(jié)約供水、能耗等因素綜合確定;
(3)不同使用性質(zhì)或計(jì)費(fèi)的給水系統(tǒng),應(yīng)在引入管后分成各自獨(dú)立的給水管網(wǎng)。
2.高層建筑生活給水系統(tǒng)應(yīng)豎向分區(qū),豎向分區(qū)壓力符合要求
(1)各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓不宜大于0.45MPa;
(2)靜水壓大于0.35MPa 的入戶管(或配水橫管),宜設(shè)減壓或調(diào)壓設(shè)施;
(3)各分區(qū)最不利配水點(diǎn)的水壓,應(yīng)滿足用水水壓要求。
(4)居住建筑入戶管給水壓力不應(yīng)大于0.35MPa。(靜水壓、動(dòng)水壓)。
(5)高層建筑生活給水系統(tǒng)的豎向分區(qū),應(yīng)根據(jù)使用要求、材料設(shè)備性能、維修管理、建筑物層數(shù)等條件,結(jié)合利用室外給水管網(wǎng)的水壓合理確定。分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓,住宅、旅館、醫(yī)院宜為300~350KPa;辦公樓宜為350~450KPa。
從以上規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來看,高層“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了規(guī)范允許的入戶水壓,雖然“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)的管路屬于封閉循環(huán)管路,而衛(wèi)生器具配水點(diǎn)的靜壓力是屬于開放式生活供水管路,兩者存在本質(zhì)的區(qū)別,但是,在沒有明確的規(guī)范約束時(shí),還是應(yīng)該盡量考慮周全,避免不成熟的設(shè)計(jì)方案投入施工當(dāng)中。
當(dāng)然,不能僅僅強(qiáng)調(diào)太陽能熱水系統(tǒng)的壓力不是衛(wèi)生器具配水點(diǎn)的壓力就認(rèn)為這個(gè)問題已經(jīng)解決了,太陽能熱水系統(tǒng)的循環(huán)管路也進(jìn)入了室內(nèi),雖然并沒有輸出水壓的問題,但是系統(tǒng)1.0MPa 的壓力仍然是一個(gè)比較危險(xiǎn)的壓力源,一旦發(fā)生管道泄漏或配件損壞,極易造成人身、財(cái)產(chǎn)傷害和危險(xiǎn)事故的發(fā)生。
目前能夠采用的解決辦法就是循環(huán)管道采用豎向分區(qū),控制各個(gè)分區(qū)最高靜水壓不大于0.45MPa,實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)有兩種方式:
1)戶內(nèi)支管減壓方式
減壓閥是通過調(diào)節(jié),將進(jìn)口壓力減至某一需要的出口壓力,并依靠介質(zhì)本身的能量,使出口壓力自動(dòng)保持穩(wěn)定的閥門。
從流體力學(xué)的角度看,減壓閥是一個(gè)局部阻力可以變化的節(jié)流元件,即通過改變節(jié)流面積,使流速及流體的動(dòng)能改變,造成不同的壓力損失,從而達(dá)到減壓的目的。“集分式”太陽能熱水系統(tǒng),設(shè)置支管減壓來使得入戶水壓降低至安全值以下是目前較易實(shí)現(xiàn)的方式,支管減壓閥安裝示意如圖2所示。采取這種方式有兩個(gè)問題必須注意:
① 支管減壓的方式一般需要減壓閥直立安裝在水平管道上,并且必須嚴(yán)格保證水流流動(dòng)方向和閥體上的箭頭方向一致,而在“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)中,水流方向會(huì)隨著循環(huán)水泵的啟停改變,循環(huán)水泵啟動(dòng)時(shí),水流向儲(chǔ)熱水箱流動(dòng);循環(huán)水泵停止時(shí),水流會(huì)瞬時(shí)間反向流動(dòng),這時(shí)靜壓力依舊會(huì)恢復(fù)最大值,并且一直保持到水泵的再次啟動(dòng),因此,在支管設(shè)置減壓閥并不能消減管道的靜壓力,只能在系統(tǒng)循環(huán)時(shí)降低儲(chǔ)熱水箱所承受的水壓沖擊。
② 在熱水管道上使用減壓閥,一定要考慮減壓閥的使用壽命,無論是比例式減壓閥還是可調(diào)式減壓閥,其密封部件及可調(diào)式減壓閥腔中的隔膜均為橡膠制品,即使是最好的可耐溫260℃的氟橡膠在高溫?zé)崴h(huán)境中工作,持續(xù)一段時(shí)間后就會(huì)降低密封盒減壓性能,從而造成減壓閥失去減壓作用,形成危險(xiǎn),而這一點(diǎn)卻經(jīng)常為人們所忽視。
2)除了支管減壓方式,將循環(huán)管路水分為區(qū),也是消減靜壓力的方法之一。高、低分區(qū)使得各分區(qū)分別循環(huán),高、低區(qū)各以自身的最高點(diǎn)產(chǎn)生靜壓,從而使各分區(qū)的壓力控制在允許的范圍內(nèi)。通常低區(qū)以1~14 層為一個(gè)循環(huán)系統(tǒng),供水循環(huán)泵可以設(shè)置在1 層或者地下設(shè)備間;高區(qū)循環(huán)以15~30 層為一個(gè)系統(tǒng),循環(huán)水泵可以設(shè)置在屋頂;而超過30 層的建筑則劃分為高、中、低三區(qū)。
采用分區(qū)分別循環(huán)的方式可以有效地消減入戶水壓的靜壓力,同時(shí)通過在公共管井中的豎向立管上安裝減壓閥組來降低低區(qū)系統(tǒng)的整體靜壓力,這樣的設(shè)計(jì)依舊需要保證減壓閥的質(zhì)量和壽命來提高系統(tǒng)可靠性,一旦減壓閥失效,系統(tǒng)依然存在管道壓力超高的風(fēng)險(xiǎn);同時(shí),低區(qū)供水循環(huán)泵需要選用揚(yáng)程較高的水泵,不僅對(duì)于水泵的出水、增壓能力有要求,對(duì)水泵的質(zhì)量也要有一定的要求。
劃分高、低區(qū),將高、低區(qū)的設(shè)備必須全部分開,高區(qū)循環(huán)沿用原設(shè)計(jì)的上供上回方式;低區(qū)循環(huán)改為下供下回方式,需要在首層或地下層增設(shè)一個(gè)設(shè)備間或設(shè)備機(jī)房。
在公共管井內(nèi)進(jìn)行壓力分區(qū),而保證入戶的供回水最高壓力低于0.45MPa,滿足規(guī)范對(duì)于水壓的要求,但是,高低區(qū)分區(qū)的設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生高區(qū)熱、低區(qū)冷的現(xiàn)象,這是由于低區(qū)供水的管道長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高區(qū)的管道長度,造成低區(qū)的熱損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高區(qū),從滿足使用要求的角度考慮,需要適當(dāng)增加低區(qū)使用的集熱器面積,并且嚴(yán)把施工質(zhì)量,確保保溫措施的有效。
采用分區(qū)的方式帶來了增加戶內(nèi)管道井占用面積的問題,低區(qū)循環(huán)管道需要通過管道井將熱水輸送至低區(qū)設(shè)備間,這樣的系統(tǒng)相比典型的“集分式”系統(tǒng)增加了豎向立管的數(shù)量,造成系統(tǒng)初投資的增加。
高區(qū)、低區(qū)的劃分,是解決系統(tǒng)靜壓力的最有效方式,也是目前設(shè)計(jì)單位所能給出的最好方案。
在“集分式”太陽能熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量不要把系統(tǒng)的安全性捆綁在產(chǎn)品的質(zhì)量上,多考慮意外的發(fā)生,通過技術(shù)手段來提高系統(tǒng)的安全性,“越簡單的設(shè)計(jì)就越合理”,對(duì)于節(jié)能、環(huán)保的產(chǎn)品(系統(tǒng))設(shè)計(jì),系統(tǒng)設(shè)計(jì)更應(yīng)該重視安全性。 來源網(wǎng)絡(luò)








