平板太阳能自然循环式热水系统的设计计算

、自然循环式平板太阳能热水系统结构简单、维护方便、节能效果显著，其用途已由主要提供生活热水逐渐扩展到了为工农属蟓彩瘵业生产提供低温热水。因而，由较多集热器组成的较大面积自然循环式平板太阳能热水系统已大量出现，并逐年增多。由于自然循环系统热虹吸压力较小，一般只适宜小型系统，系统集热面积增大后，水流阻力增大，实际运行中常出现系统水流循环缓慢，运行效果差的现象。因此，需在对系统水流阻力和热虹吸压力进行计算分析的基础上，对较大面积自然循环平板太阳能热水系统进行设计。 由于太阳能热水系统中水温随太阳辐射、环境条件而变化，日产热水量、热水温度、水流循环流速等在一日之内均为变数，计算系统水流阻力及热虹吸压力时，部分参数较难确定，且计算繁琐，导致工程技术人员在设计时较少进行详细计算，优化设计缺乏依据。本文提出了一种自然循环平板式太阳能热水系统水流阻力的工程计算方法。并根据自然循环太阳能热水系统在一般气候条件下的热虹吸压力值，对目前国内常用的铜铝复合、铝翼管集热器，分别由1~10架单排并联，采用不同管径循环管分别组成一循环系统时的系统水流总阻力进行了核算，给出了有关数据，并对热水系统的设计进行了分析与讨论。 自然循环式平板太阳能热水系统管内的平均流速V，对系统水流阻力影响很大，其值取决于系统热虹吸压力△hT和系统管道总阻力∑hw，又受气候环境条件的影响，在系统循环过程中为一变数，用理论求解方法虽可得到瞬时平均流速，但较繁琐，对工程设计缺乏指导意义。由较多集热器单排或多排并联连接组成的较大面积自然循环系统，其能正常循环运行的基本条件是△hT>∑hw。在进行设计时，需根据计算得出的两个值，对所采用的循环管管径,循环水箱安装高度,集热器并联排数（单排或多排）,每排并联的集热器架数等进行优化设计。自然循环系统中循环管管径的大小，对系统水流总阻力∑hw影响很大，循环管直径增大，∑hw值明显减小，当一排并联集热器中所并联的集热器数越多时，∑hw其值减小的幅度越大。在由多排集热器并联组成的较大型自然循环系统中，水流通过循环管的总流量等于水流通过各排集热器时的流量之和。若循环管总流量为常数，则多排并联后，通过每排集热器的水流量减少，流速减小，水流通过每排集热器的阻力减小，但系统连接管及循环管管长增大，通过这些部分的阻力增大。设计时应根据∑hw的计算值、安装场地及安装成本等综合考虑