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    直接泵送系统

    如图1 所示,直接泵送系统具有一个或多个安装在屋顶上的太阳能收集器和位于下方某处的储罐,通常在车库或杂物间。泵将水从水箱循环到收集器并再次返回。这被称为直接(或开环)系统,因为太阳的热量直接传递到通过收集管和储罐循环的饮用水中; 不涉及防冻液或换热器。
     
    该系统具有差动控制器,其感测离开太阳能收集器的水与储罐中最冷的水之间的温差。当收集器中的水比水箱中的水温度高15-20°F时,控制器打开泵。当温差降至约3-5°F时,泵关闭。
     
    通过这种方式,当泵运行时,水总是从收集器获得热量。
     
    安装在收集器附近的冲洗式防冻阀提供防冻保护。每当温度接近冰点时,阀门打开,让温水流过收集器。
     
    通过关闭隔离阀(位于储罐上方)并打开排水阀,收集器还应允许手动排水。
     
    自动再循环是另一种防冻方法。当收集器中的水达到接近冰点的温度时,控制器将泵打开几分钟以用来自罐的水加热收集器。
     
     
    图1.典型的直接泵送系统
     

    光伏操作系统

    图2中所示的系统与其他直接泵送系统的不同之处在于为泵供电的能量由光伏(PV)面板提供。光伏电池板将太阳光转换为电能,从而驱动直流(直流)泵。这样,只有在阳光照射下,水才会流过收集器。
     
    直流泵和PV板必须适当匹配,以确保正常的性能。当有足够的太阳辐射可用于加热太阳能收集器时,泵启动。它在可用太阳能减少的那天晚些时候关闭。与以前的系统一样,热操作阀提供防冻保护。
     
    通用设备定时器还可以控制太阳能系统操作。这些定时器必须在发生电源故障时加入备用电池。
     
    计时器设定为在一天中有太阳辐射可用于加热饮用水的时段内运行。为了避免在阴天期间来自油箱的能量损失,收集器进料和返回管线都在储罐的底部与专用阀连接。在正常操作期间,自然分层允许较暖的水上升到罐的顶部。
     
     
    图2.带光伏泵的直接系统
     

    间接泵送系统

    这种系统设计在北方气候中很常见,在那里冰冻天气更频繁发生。防冻液通过收集器循环,热交换器将来自防冻液的热量传递给罐水。当使用有毒的热交换流体时,需要双壁交换器。通常,如果热交换器安装在储罐中,它应位于储罐的下半部分。
     
    图3中所示的系统是该系统类型的示例。在此,传热溶液以闭环泵送通过收集器。回路包括收集器,连接管道,泵,膨胀箱和热交换器。储罐下半部的热交换器盘管将热量从传热溶液传递到太阳能储罐中的饮用水。该设计的替代方案是将热交换器包裹在罐周围。这可以防止它与饮用水接触。
     
    系统的大脑是差分控制器。与收集器和罐温度传感器一起,控制器确定何时应启动泵以引导传热流体通过收集器。
     
    该系统中使用的流体是蒸馏水和防冻剂的混合物,类似于汽车中使用的流体。这种类型的液体仅在极低的温度下冻结,因此可以保护系统免受严重寒冷造成的损坏。

     
    图3.使用防冻液的间接泵送系统
     

    排水系统

    确保收集器和收集器回路管道永不冻结的自动防故障方法是在系统未收集热量时从收集器和管道中清除所有水。这是图4中所示的排水系统的主要特征(参见第3页)。当系统处于排水模式时,提供防冻保护。每次泵关闭时,收集器中的水和暴露的管道都会排放到隔热的后排水箱中。为了完全排水,需要收集器略微倾斜。连接到排水槽储液罐的观察玻璃显示储液罐已满并且收集器已排空。
     
    在该特定系统中,建议使用蒸馏水作为收集器回路流体转移溶液。使用蒸馏水增加了传热特性并防止了转移溶液可能的矿物质积累。
     
    当太阳再次照射时,泵由差动控制器激活。水从储存器泵送到收集器,允许收集热量。储存在储罐中的水以闭环循环通过收集器和太阳能罐底部的热交换器。 (责任编辑:zjbn_zhenhai)
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