双核承压不锈钢水箱的最新研究及应用
根据以上安装方式,我们将蓄热双核不锈钢承压水箱和市场上知名品牌搪瓷双舱承压水箱配置同规格型号平板集热器进行热水系统能效等级对比测试。
日有用得热量q测试基本条件:
◆日太阳辐照量H≥16MJ/m2,蓄热水箱内水温:tb=(20.0±1.0)℃,环境温度8℃≤tad≤35℃,环境空气的流动速率ν≤4m/s;
◆水箱容量100L;配置1块平板集热器1.84m2;
在经过正午前4小时到正午后4小时共8小时测试后,太阳累计辐照量为17.89MJ(d.m2);水箱的温升曲线如图(1)所示,根据日有用得热量计算式可知:
q=ρw×VS×Cpw×(te-tb)/1000×AC----------⑴
q——日有用得热量MJ/m2;
r——水的密度,1kg/L;
s——水箱容量L;
pW——水的定压比热容,4.186KJ/(kg.c);
te——储水箱内水的终止温度(℃);
tb——水的初始温度(℃);
Ac——采光面积m2;
试数据代入公式⑴计算得出图(1):
图(1)
蓄热双核不锈钢承压水箱热水系统日有用得热量q值为7.9MJ/m2;
搪瓷双舱承压水箱热水系统日有用得热量q值为7.3MJ/m2;
换算成成太阳能辐照量17MJ(d.m2)时的日有用得热量为:
q17=17q/H----------⑵
由于在8小时测试过程中,太阳能累计辐照量17.79MJ(d.m2),将17.79代入式(2)可得:
配置蓄热双核不锈钢承压水箱热水系统日有用得热量q17值为7.51MJ/m2;
配置搪瓷双舱承压水箱热水系统日有用得热量q17值为6.97MJ/m2;
以上测试都符合家用分体双回路太阳能热水系统热性能6.6MJ/m2要求。同时可以看出配置蓄热双核不锈钢承压水箱热水系统比配置搪瓷双舱承压水箱热水系统的日有用得热量明显提高10%左右。
平均热损因素USL测试基本条件:
◆蓄热水箱内水温:取tb=(55±1.0)℃,环境温度8℃≤tad≤35℃,环境空气的流动速率ν≤4m/s;
◆水箱容量100L;配置1块平板集热器1.84m2;
在经过当天晚上8点到第二天早晨6点共10小时测试后,水箱的温降曲线,如图(2)所示,根据平均热损因素USL计算式可知:
--------------------(3)
USL:平均热损因素(W/m3.K);
ρw:水的密度(kg/m3);
Cpw:水的比热容4.186KJ/(kg.c);
Δτ:时间间隔(S);
ti:水箱内初始温度(℃);
tf:水箱内最终温度(℃);
tas(av):环境空气温度(℃);
将测试数据代入公式⑶计算得出图(2):
图(2)
配置蓄热双核不锈钢承压水箱热水系统平均热损因素值USL为11.8(W/m3.K);
配置搪瓷双舱承压水箱热水系统平均热损因素值USL为12.7(W/m3.K);
家用太阳能热水系统能效系数可按下式求得:
CTP=QS(e)/QS(m)-αUsl(e)/Usl(M)--------------------(4)
其中:QS(e):试验条件下测得日有用得热量MJ/m2;
QS(m):家用分体双回路规定日有用得热量最小值6.6MJ/m2;
α:权重系数取0.9;
Usl(e):试验条件下测得平均热损因子(W/m3.K);
Usl(M):家用分体双回路规定平均热损因子最小值16(W/m3.K);
将配置蓄热双核不锈钢承压水箱热水系统试验值QS(e)=7.51MJ/m2和Usl(e)=11.8(W/m3.K)代入式(4)得:CTP=0.47
将配置搪瓷双舱承压水箱热水系统试验值QS(e)=6.97MJ/m2和Usl(e)=12.7(W/m3.K)代入式(4)得:CTP=0.34
通过以上试验值计算,可以看出配置蓄热双核不锈钢承压水箱热水系统可以达到能效等级Ⅰ标准,而配置搪瓷双舱承压水箱热水系统能效等级为Ⅱ标准。可见蓄热双核不锈钢承压水箱应用到阳台壁挂自然循环热水系统中可提升系统的整体能效指标。
当然有了好的热性能指标,还必须要有可靠的运行保证。蓄能双核不锈钢承压水箱应用太阳能阳台壁挂间接自然热水系统中虽然安装、使用看似非常简单,但在实际安装应用中以下几点是必须注意的:
◇在安装水箱前,必须核定水箱安装位置强度必须能够满足水箱总荷载承载能力(既水箱
注满水后的总重量)。
◇水箱冷水管进水接口前,必须安装单向阀。在进水压力大于水箱额定压力时,水箱进水
口必须安装减压阀。
◇水箱必须安装有限定水箱压力的安全阀。考虑到高温热水的安全排放,必须确保安全阀
排气口畅通,并与建筑排水系统正确的连接。
◇用户使用过程中,必须每隔一个月对安全阀进行手动操作,以检查装置的可靠性。
◇水箱安装位置应高于太阳能集热器最高点0.5米。安装管道距离建议不大于5米。
◇承压水箱安装位置应不高于用水点3.5米。否则严禁在停水状态下,使用热水或在热水出口安装吸气阀。
◇若用户长期外出或外出度假,请检查安全阀排气口是否畅通,切断系统电源,关闭上水
控制阀。
◇必须定期更换电子镁棒。
◇检查电表和室内电源线,必须保证与水箱负载相匹配,严禁超负荷;
◇水箱嵌入式控制器严禁在潮湿或有燃料等易燃易爆气体的地方使用,以免发生危险;
◇在环境温度低于零摄氏度的地区,循环介质必须采用防冻液。
◇系统循环介质和使用热水须符合国家规定标准,严禁使用未经处理的河水、湖水和海水。
因此,在太阳能阳台壁挂间接自然热水系统中,蓄能双核不锈钢承压水箱应用只有在严格按照规范要求下进行安装使用,才能体现出节能、舒适、便捷、方便的特点。
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