山东华宇工学院 山东德州 253034
摘要：通过工程实例，探讨太阳热水系统恒温出水的方法。
关键词：恒温；出水；太阳能；工程；应用
0.引言
能源危机是当今世界最为突出的战略问题。化石能源的日益紧缺，各国都将目光投向可再生能源的开发和利用。太阳能热利用是目前较为成熟的可再生能源利用方向，其中太阳能热水系统（如图1），是太阳能热利用的一种形式，在我国已有成熟的技术和经验。
在太阳能热水工程设计中，既要实现系统的功能性要兼顾客户对用水舒适性、安全性的潜在要求。经常遇到客户要求系统提供恒定温度出水的情况。比如学校、敬老院，尤其是小学校、幼儿园，用水者调兑冷热水的能力较差，容易发生烫伤事故。如何实现太阳能热水系统恒温出水呢？下面就这个问题简要的谈谈自己的看法。
1.恒温出水的方法
1.1使用恒温混合阀
恒温出水最常用的方法是在系统中使用恒温混合阀，恒温混合阀运用于太阳能生活热水系统中，它能在冷热水进水压力、温度以及用水量变化时自动维持设定好的混合出水温度。由热水系统提供一定温度的热水，和冷水通过冷、热进水嘴在恒温混合阀处汇合，通过调试后得到恒温水。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于恒温混合阀的使用特征决定，其冷、热水端进口的压力比控制在2：1内。冷水压力不得超过热水压力的2倍，但也不得小于热水压力。必要时，可通过在冷、热水管道上加装增压泵来达到使用要求。恒温混合阀在停止使用时，为避免冷热水压力不等而造成的热水进入冷水管道，或冷水进入热水管道现象，恒温混合阀的冷、热水端进口处必须安装单向止回阀。恒温混合阀在系统中的应用比较常见，也是满足客户要求的最好手段。
部分恒温混合阀（意大利卡莱菲）口径及调温范围
编号品名口径调温范围
520430恒温混合阀1/2”30-48℃
520540恒温混合阀3/4”40-60℃
520630恒温混合阀1”30-48℃
522440恒温混合阀，带三通，适用于热水器1/2”40-60℃
521500恒温混合阀3/4”30-65℃
图2 恒温混合阀在系统中的应用
1.2使用电磁阀
恒温出水的第二种方法，在太阳能热水系统（如图3）中使用电磁阀控制冷、热水进行兑水，来控制水温。假设用户需要40℃的恒温水，那么控制系统设置水箱2内水的温度最高上限为43℃、最低下限为37℃。太阳能集热器阵列只能给水箱1升温，水箱2为恒温水箱。两水箱都配有电加热，当太阳辐照较低或集热器阵列出现故障时，作为辅助能源给水加热。当水箱2内水的温度低于37℃时，电磁阀1打开。水箱1内的高温水进入水箱2；当水箱2内水的温度达到43℃时，电磁阀1关闭，电磁阀2打开，冷水源进入水箱2，当水温降到38℃时，电磁阀2关闭，电磁阀1打开。以此反复，当水箱2的水位达到控制水位时，控制柜控制结束对水箱2加水，同时可通过电加热来补偿系统热损，保持水箱2内的40℃温水直接供用水点用水。
图3 太阳能热水系统
1.3定温放水
使太阳能集热器阵列的出水为定温放水，在热水工程中较为常用。考虑管路热损情况，设定出水温度可以稍高于用水温度。定温放水又可以分为循环定温放水和直流式定温放水。
1.3.1循环定温放水系统
循环定温放水系统是在集热器阵列的出水口设置测温元件，集热器阵列内的水达到设定温度时，循环泵启动，温度高的水被循环到保温水箱；保温水箱底层温度低的水同时被循环到集热器阵列。当集热器内的水温随冷水的进入而降下来，低于设定温度时，循环泵关闭。集热器继续给低温水加热，加热到设定温度时再循环到保温水箱。以此往复，加热整个系统的水。保温水箱设有辅助电加热，可以补偿因热损而因起的温降，加热到设定用水温度时，电加热停止加热。
1.3.2直流式定温放水系统
直流式定温放水系统，在集热器出口处安装测温元件（电接点温度计），通过温度控制器控制安装在集热器入口管道上的开关（电动变流量阀），达到根据温度调节水流量，使出口水温始终保持恒定。这种系统不用补给水箱，补给水管直接与自来水管连接。它是一种结构合理、值得推广的太阳热水系统。其具有的主要优点是：因为太阳热水系统的补水依靠具有一定压力的自来水直接供给，提供系统的循环动力，所以系统中不需设置循环水泵；储水箱的放置位置不受约束，可以放置在室内，既减轻了屋顶载荷，也有利于储热水箱保温，减少热损失；可以避免热水与集热器入口冷水的掺混。与循环定温放水系统一样，系统运行的可靠性，同样决定于电器元件和控制器的工作质量。
2.结语
现在，太阳热水工程的恒温出水措施仍在不断的探索中。随着太阳热水系统工程的逐渐成熟，随着不断的学习、探求，我们一定能不断提高我们的工程水平，为广大用户服务，为推广太阳能这一清洁能源，为建设环保节能的和谐社会而做出贡献。
参考文献：
[1]郑瑞澄 《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》化学工业出版社2001
[2]袁莹 苏粤《太阳能热水器与建筑一体化设计》 华中建筑 2005
论文作者:魏斯胜
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第15期
论文发表时间:2019/1/23
标签：恒温论文; 水箱论文; 热水论文; 系统论文; 太阳能论文; 温度论文; 阵列论文; 《建筑细部》2018年第15期论文;