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广州亚运城运动员村太阳能集热水箱保温性能测

文章作者：索乐阳光 发布日期：2011-10-14 17:35 人气： 通过对广州亚运城运动员村真空管太阳能热水系统集热水箱温度.液位监测,计算各集热水箱的夜间温降及静止状态下的热量损失,对同一水箱不同条件以及不同水箱不同条件之间进行对比

 

亚运城运动员村太阳能生活热水系统及热水箱介绍
       广州亚运城运动员村分为4个区，采用真空管式太阳能集热系统，整个系统分布于运动员村16栋楼的屋顶太阳能机房，每个太阳能机房内设置了1个集热水箱，所有太阳能集热水箱均为不锈钢材质，尺寸均为1000mm×1500mm×2000mm（H），做100mm玻璃棉温层，保护采用波纹彩钢板。
 
 
运动员村太阳能系统集热水箱
 
运动员村水箱保温性能测试分析研究
       本次测试时间为亚运会期间，对太阳能集热系统中正常运行的14个集热水箱的温度和液位进行全天24h实时监测，数据采集时间间隔设置为1min。其中温度、液位分别由系统安装的温度传感器、液位传感器等仪器进行监测，测试数据均由能源站杰控软件系统进行采集。
       根据《太阳保温性能评定规范》中要求太阳能热水系统集热水箱水温在当地标准温差下的温降计算公式为：  
公式   (1)
式中—水箱保温性能试验开始时水箱中水的平均温度，℃；
—实验结束时水箱中水的平均温度，℃
—太阳热水系统的当地标准温差，℃；
­—试验期间水箱周围的环境空气平均温度，℃；
      本次测试在太阳能机房内，环境空气流动平均速率不大于4m/s,测试期间每隔1h记录一次环境空气湿度，计算11次环境温度的平均值得出集热气温为21.8℃左右，故太阳能热水系统的当地标准温差取23.2摄氏度。测试自每天晚上20:00开始至次日6:00结束共计10h，环境条件稳定且均满足规范所要求的各项测试条件。水箱有效容积为2 ≤V ≤4,根据“规范”要求，水箱夜间温降应不大于6.5℃，则表明水箱保温性能良好。
同意集热水箱在不同环境下的保温性能研究
为研究同一个焦热水箱在不同环境条件下的保温性能，任选取运动员村正常运行的2个集热水箱（自定编号1#、2#）为例进行分析，得到亚运会期间水箱夜间各时段液位、温度值（见表1）及10h温降（见图2）。
 
表1
 
表1
 
1#、2#水箱各天集热水箱10h温降
 
图2
       由图2可知，亚运会期间运动员村1#及热水箱平均温降为2.8℃，温降均满足“规范”要求的≤6.5℃，水箱保温性能良好。通过分析检测数据得出，11月16日由于环境温度相对较低，且通过水箱液位不断降低可以断定防水阀出现故障，水箱测试期间漏水约63L，从而导致水箱温降偏大。
2#及热水箱平均温降为14℃，不满足≤6.5℃要求。分析检测数据可知，11月17日水箱不断有冷水补进，可能为不睡阀故障，不断向水箱漏水，造成该日温降过大。
不同集热水箱在相同环境条件下的保温性能研究
       为研究在相同环境条件下，不同太阳能集热水箱的保温性能，选取全部运行的14个集热水箱为监测对象。具体数据间表2,10h温降见图3.
       由图3可见，在11月1820日夜间，部分水箱10h温降仅2.5℃左右，保温性能良好。而有些水箱温降在810℃，个别水箱温降达到14℃，保温性能较差。现场观测发现：部分水箱补水阀漏水，不断有自来水补入；水箱顶部盖板及入孔能清晰看到热气冒出，温降较大为水箱封闭不严所致。11月1820日各栋楼总得平均温降约为5.2℃，绝大多数水箱满足“规范”中的温降要求≤6.5℃。
 
 

 
运动员村各集热水箱
 
图3
 
    综合图2、图3结果分析：有4个水箱3日温降均未超过4℃。可以水明，这几个水箱较有代表性，即正常运行管理的水箱温降一般为34℃。个别及热水箱温降过大，在运行期间，多次实地观测到该水箱入孔及水箱顶盖有大量热气冒出，且有阀门漏水现象，损失热量明显。某水箱温降达到14℃，是保温较好水箱温降的3倍多。可见水箱温降过大，并非完全由保温性能所致，更多是由于施工运行管理不到位所致。
亚运期间运动员村所有集热水箱温降分析
 


图4
 
    在剔除了出现阀门漏水等故障的水箱数据后，得到亚运会期间整个运动员村正常运行的集热水箱的温降情况（见图4）。由图4可见，在亚运会期间运动员村及热水箱最小温降仅2℃左右，最大温降达到了9℃左右，总平均温降约为4℃，绝大多数水箱符合“规范”要求，保温箱能良好，说明所选玻璃棉保温材料及保温层厚度合理，能够满足使用要求。其余个别水箱没有达标，温降过大可能是由于水箱入孔、保温材料的施工安装存在问题等原因导致，通过采取检修、加强管理等措施可以改善其保温性能。

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