做太阳能供暖,国内常用的是横插真空管集热器,做法有排空和非排空两种。钟爱设计排空系统的一方给出的理由是:一、减少热损。二、室外集热器连接管道无须考虑加装伴热带。反对方认为:一、排空会造成气蚀现象,加速联箱内壁的老化。二、不加伴热带解决防冻的办法有很多,为什么非要做排空?
业界这两种声音是公说公有理,婆说婆有理,吵的不可开交。那么,排空系统究竟能不能降低热损呢?我的答案是:不一定!
理想状态下,真空管太阳能集热器供暖排空系统可以排空集热器中大部分的水,使其储存在水箱中,用于夜间供暖用热。实际上,横插真空管排空系统所能排出的水量非常有限,因为真空管中,约有2/3的水是无法排出的!
为什么会这样呢?
因为只要你注意观察,你就会发现,在横排联箱中,真空管管口和尾端没有处在同一高度上,所以真空管内低于管口最低点的水是无法通过自流排出的。
主张排空的人认为,从理论上来说,排空总比不排空好吧?就算系统排空水量只能占到外系统总水量的一半,也总比全部放在外边让自然降温要好一些吧!
说实话,我并不赞成上述理论,我们都知道,集热器的热损很大程度上取决于集热器内部温度与环境温度的温差。举个简单的例子,假设我们的供暖末端为地暖,最低供暖水温为35℃,暖气回水温度为30℃,排空时,太阳能集热器水温为60℃,环境气温为-20℃,则外系统有一半的水的计算温差为80℃,热损为80乘以1/2外系统循环水量再乘以集热器导热系数。不排空时,热损为50乘以外系统循环水量再乘以集热器导热系数。
光从上述数据看,似乎排空要比非排空好一些,然事实也并非完全如此,仍以上述案例为例,太阳落山排空时,水箱储存的可用热量等于30乘以1/2外系统循环水量。不做排空时,则太阳能集热器及水箱中储存的可用热量为30乘以外系统循环水量,你感觉哪一个会用的时间更久一些呢?
所以,我们在设计太阳能供暖系统时,不要死搬硬套,而是要根据不同的末端,不同的地域,不同的建筑,设计出最为贴近用户需求的供暖方案。
题外话:横排联箱,排空系统怎么做才更为合理呢?起码应排掉真空管中90%的水才算比较合理。有人说,这简单呀,把真空管的尾端垫高一点不就解决了吗?说实话,这还真不行,因为这不利于冷热水循环,最简单的办法是,在真空管最底部插一根管子,另一头插入联箱,并使管子在联箱内向下弯曲,联箱内管子开口端低于真空管内管子开口端10cm,这样在做排空时就可以利用虹吸原理将真空管中的水吸出来,再也不用担心热量损失和储存的热量不够用了。
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