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    太阳能 低谷电双水箱热水系统应用介绍2

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0 前言
随着太阳能热水系统的不断发展,客户更多的将目光从注重产品性价比转移到注重产品使用体验上来,越来越重视太阳能产品的安全性、稳定性,特别是酒店类客户,为了避免热水烫伤的隐患,恒温供水基本已经成为了标准化的要求,太阳能集热水箱+恒温水箱成为佳选择。
对于双水箱系统,增加的一个恒温水箱在维持恒温水的过程中,能量的消耗不可避免,而相比于单水箱系统,辅助加热设备的介入也更加频繁,耗电量大幅度增加,本文介绍一种双水箱系统精确控制辅助加热设备方法。
1太阳能集热水箱+恒温水箱热水系统辅助加热装置的控制方式
1.1双水箱系统基本结构(见图1)

1.2确定客户的需求
设定热水恒温供应温度(酒店类客户通常设置为50℃),恒温水箱水温将保持在以下区间内:

对秦皇岛市某星级酒店进行的实地调查,得出图2用热水总量变化情况:

1.3预判未来热水需求量(见表1)

从表1中我们掌握了每个时段客户需要消耗的热水量,系统需要对未来的热水需求量进行提前预判,预判时间设定为此刻开始的未来5h将每个时段(2h)划分成8个时间节点(15min/节点),系统在任何一个时间节点处,会重新计算该节点之后未来5h的热水需求量,预判多会跨越4个时段。
假如目前处于时段的节点,那么系统会提前对、、、三个时段的热水需求量进行预判(见表2)

2系统当前有效热水量的计算
2.1恒温水箱有效热水量:
恒温水箱的水温按照1.2中的要求进行控制,所以,恒温水箱内的有效水量既是可供客户直接使用的水量。

2.2集热水箱当前水温:
为了恒温混水过程中恒温水箱水温的设定要求,集热水箱的控制水温要求如下:

2.3集热水箱可以供应的有效热水量:


2.4热水系统可供应热水量:

3系统辅助加热装置启动时间的计算:


p:辅助加热装置功率,kW;
k:辅助加热装置效率(电辅助加热器通常取0.95)。
系统也会随着时间的推移,在每个时段的时间节点重新计算辅助加热是否需要开启及具体开启时间。
4结论:
4.1本文简单介绍了双水箱系统精确控制辅助加热装置启停的一种方法,该方法可以通过对相关参数进行修改,来适用不同应用场合。
4.2精确控制辅助加热装置的目的之一:是在精确化满足使用者热水需要的同时,尽量延缓辅助加热装置的启动时间,进而在白天光照良好时,通过太阳能集热,系统在每个15分钟节点计算水箱热水量之后,会根据水箱热水的增加而不断减少电辅助加热装置的运行时间,即辅助加热装置的启动时间将会不断推迟,达到大化利用太阳能、减少电能消耗的目的。
4.3而精确控制的意义不仅如此,通过实验表明,对于酒店类24小时有热水需求的场所,如果采用了这种控制辅助加热设备的方法,可以在系统设计时减小系统水箱的设计容积,在满足客户用水需求、充分利用太阳能资源的前提下,有效降低系统初投资,关于该内容会在以后详细介绍。
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