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窗户型温室太阳能开水热水系统

2008-03-18 08:55
龙凰
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   太阳能开水热水系统,可从窗户上同时供给家庭所需的开水和热水两种水。其特点是将日光温室改造成多重温室,并安装在建筑物窗户外面下端的墙壁上,集热器和开水箱放置于该温室内,而热水箱则放于室内或阳台内,并用软管与集热器连通。于是集热器内的水被太阳光晒热后,通过对流,将热水箱中的水加热,并通过管道自动通往盥洗间等用水处。

   不同功用的热水需要

 

   每个家庭所需热水可分为两类:―类是低温热水,主要用于洗澡、洗衣等。另―类是开水或高温热水,也可统称厨房用水,用于直接饮用、做饭等。低温热水对水质、水温的要求都不高,水温40℃左右即可,水箱等可用廉价的镀铝锌铁板。这种热水成本较低,但需要量较大,水箱容水量需80~150千克。

   开水或高温热水对水质的要求较高,必须符合饮用水卫生标准,因此水箱等必须由昂贵的不锈钢或铝合金材料制造。对水温的要求也较高,需烧开或烧到七八十摄氏度(太阳光不强时)。这种热水显然成本较高,但需要量不大,一个三口之家每天10千克左右足够,五口之家每天十几千克也已足够,相当于普通家用小水桶一桶水。从卫生角度要求,厨房用水应包括洗碗洗菜等所用低温热水,这时可用开水或高温热水兑上冷水成为低温热水使用,也可用开水箱烧低温热水。

   该系统就是根据上述实际需要设计制造的,其显著特点就是将太阳开水器和热水系统分开制造和分别使用,这样既可以降低成本,又能满足实际需要。

   热水系统的构成

   窗户型特殊温室太阳开水热水系统的基本结构是将多重温室与窗户有机结合。多重温室安装在建筑物的窗户外面、窗户下端的墙壁上,然后将太阳能集热器和开水箱放置于温室中,而热水箱则放置于阳台内或室内,具体结构见图一、图二。

   图一是该系统的侧面剖面图,多重温室先由硬质材料(角钢等)制成骨架,受光面由多层透明薄板或薄膜(1)构成(每两层之间有空气层,故称多重温室),它与由保温材料制成的底面(2)、顶面(3)、背面(4)和两个侧面均连结在骨架上,构成一个封闭的多重温室,侧面呈梯形。背面(4)为竖直的平面,与窗框(5)的下半部或窗户下端墙壁(6)的外表面密切接触并用螺钉固定牢固。

   多重温室可以与阳台内连通,如图一,将温室背面(4)处的窗玻璃去掉,背面(4)的板子也去掉,只剩下四周的边框与窗框(5)连结。这样,室内或阳台内的空气可以与温室内的空气互相对流,但温室内和室内空气与室外空气互不流通。这一般适用于阳台的窗户,因下端墙壁(6)较矮,离地面(26)只高0.5m~0.6m,可以不动墙壁。

   多重温室也可以与室内不连通,背面(4)紧贴下端墙壁(6)并将室内空气和温室内空气隔开,互相不能对流,而温室内和室内空气与室外的空气仍互不流通。这一般适用于办公室和家庭中无阳台的窗户,因下端墙壁(6)较高,离地面(13)高1.2m左右。

   将太阳能集热器(7)、(14)倾斜放置于自己的多重温室内,见图一。它的正视图(从阳台内看窗外的正视图)如图二:两个(或多个)集热器(14)通过软管(12)(穿过墙壁或窗户)与室内的热水箱(9)相连,而另两个(或多个)集热器(7)与开水箱(8)直接相连。

   该装置的工作原理如下:太阳光透过多层透明薄板或薄膜(1)照射到集热器(7)和集热器(14)上并将其中的水加热,这些热水再通过密封软管(12)与热水箱(9)中的冷水对流循环,将冷水加热。实验已证明,该装置可以―年四季都将开水箱(8)中的冷水烧开。

   而将太阳能开水系统和热水系统分开制造和分别使用,还表现在水箱的安装位置及使用方式,见图二。容水量80~150千克的保温大热水箱(9)安装在室内或阳台内窗户上挨天花板的墙角处(这样可以产生较大的下流压力),有与它连通的管道挨着墙壁穿过里面房间通往盥洗间等用水处,并与自来水管连通。只需合理控制开关,就既可自动流下热水、又可将自来水冷水自动灌入水箱(9),用水、上水都极为方便。尽管系统规模较大,但水箱(9)、各种水管、开关等都只使用耐40℃左右低温的廉价材料和工艺制造,故成本很低,约300~400元/套。

   而容水量较小的开水箱(8),则安装在温室内,与集热器直接连通为一体。集热器(7)的下端还连接有出水软管(15),见图一,可直接流下开水或高温热水,灌入家用保温瓶,提到厨房等处使用。也有管道将它与自来水管连通,同样开关一开即可自动灌入冷水。即用水、上水仍然非常方便。尽管水箱(8)、水管、开关等都要用耐100℃高温并符合饮用卫生标准的、较昂贵的材料和工艺制造,但因规模小,每个家庭只需要十几千克开水就已足够,因此成本仍然较低,约200~300元/套。

   优越的品质保障

   该装置为家庭一年四季使用廉价的太阳能开水、热水,找到了一个比较完善的解决方法。将温室与建筑物结合来利用太阳能,是太阳能与建筑相结合的一种全新的方式。使用位置从房顶转到阳台或窗户上,实属家庭使用方式的重大变革。现与真空管作全面的比较,简述该装置的优越性。

   能同时产生开水和热水两种水 而真空管太阳热水器只能产热水一种水,比该装置缺少一种产开水的功能。

   总成本不到真空管的50% 温室内的环境极为干燥、稳定,不受风雨雪等任何外界因素的影响,因此对集热器的材料、强度、制造工艺等各方面的要求都可大幅度降低,可用平板集热器,而且只需用简单较薄的保温层。这样,集热器成本仅100元/平方米左右,整个太阳能热水系统(容水量80千克~150千克)的总成本仅300~400元左右,不到同样容水量的真空管太阳热水器(相应成本为800~1000元)的50%。

   安装、日常维护、维修简单 这一切都可在家里的阳台窗户上进行,专业工人安装该装置像安装窗帘一样简单,日常维护(例如擦去温室外顶面的灰尘)相当于擦玻璃窗。而对真空管太阳热水器,则需请专业人员在屋顶完成。

   使用寿命长 由于在温室内干燥、稳定的环境中,不会受风、雨、雪、潮气、冰雹等外界因素的影响,材料不易损坏,因此使用寿命也比真空管长。本装置是非玻璃集热器,不存在炸管问题,可以将热水甚至开水放完后,立即上冷水。且这时热效率还很高,因为集热器和环境的热量会全部向温度低的新上冷水倒流。而玻璃真空管则较易炸管。

   不影响住宅区外部环境的美观 整个楼房各住户的多重温室可以按统一标准伸出窗外,并可将外表装饰得很美观而不影响住宅区外部环境。相比而言,真空管太阳热水器安装在房顶则有可能影响外部环境的美观。

 

 

 

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