房屋改造:太阳能热水供暖

•在隔热、气密性、通风控制和安装高效供暖系统之后,使用太阳能生产生活热水(DHW)可能是经济高效能源效率的第二大贡献者。
•一个设计良好、安装合理的太阳能家用热水系统通常可以生产家庭年热水需求的50 - 60%。在夏季,太阳能集热器将产生80% - 90%的需求,而在冬季,这一数字将下降到20%左右。

太阳能热水收集器

取向


•太阳能电池板/集热器最有效的朝向(在英国)是面向正南。如果收集器面朝东或朝西,效率就会逐渐下降——尽管实际上,即使收集器面朝正东或正西,这可能也只有最大效率的80%左右。

•通过增加集热器的尺寸,可以弥补由于不符合最佳方向而导致的低效率。

•如果斜屋顶面向东西,考虑在两个斜屋顶上安装面板。当太阳沿着房子向南移动时,集热器控制可以编程,以支持性能更好的面板。

优化太阳能增益-屋顶面

建筑物的位置

•放置太阳能电池板/集热器最常见的区域是建筑的主屋顶。

•音高:通常在25-60ß之间。(朝南的收集器的最佳角度是0.9乘以纬度+ 29°。这最大限度地提高了冬季收集,减少了夏季的过度生产。

•如果由于朝向或不适合对主屋顶进行改造的原因,考虑扩建等附属屋顶。即使是平屋顶也可以通过使用专有框架来容纳太阳能电池板/集热器。

太阳能集热器屋顶角度

•如果更换屋顶,可以改善朝向。考虑结合可以优化收集器方向的特征(如臀部)。

•应注意避免被烟囱、天窗、邻近建筑物、树木等遮挡。

•作为计划翻新的一部分,立即安装太阳能热系统可能被认为是不合适的。然而,提供固定装置和管道可能仍然是谨慎的,以使安装能够在以后的日期轻松安装。

类型的收藏家


•集热器系统的选择将在“平板”和“真空管”技术之间。

•围绕这两种体系各自的功效存在很多争论。在选择一个系统之前,建议说明人员检查可用的证据。

•更多关于平板和真空管系统如何工作的信息,可以在“太阳能热水收集器”中找到。

太阳能集热器管

太阳能热水系统

在太阳热系统中有许多组件的排列。下面的插图是典型的装置,仅供说明用途。为了清晰起见,省略了一些部件、控件和其他组件。

Twin-coil系统


太阳能集热器双线圈系统

•虽然经常使用“直接”系统(洗澡和洗涤的水通过太阳能收集器直接加热),但在英国流行的系统是“间接”。最基本的间接太阳能热水系统是通过太阳加热集热器中的液体来工作的。然后,液体通过一个线圈进入一个热水缸。缸里的水可以在这个温度下使用,也可以用锅炉或电浸式加热器加热到更高的温度。

Pre-feed系统


Pre-feed系统

•如果要保留现有的热水缸,最可能安装的系统将是“预馈”系统。

在预给水系统中,在现有的冷水给水和现有的热水缸之间放置一个单独的预热缸。

•该系统必须精心设计,包括一个控制器与分流泵之间的气缸。

组合系统(DHW与空间采暖相结合)


组合系统(DHW与空间采暖相结合)

•尽管联合系统在斯堪的纳维亚很常见,但还没有对英国市场产生影响。随着住房变得更加节能,低温供暖系统变得更加可行,这种情况可能会改变。

组合系统是指既提供生活热水又提供空间供暖的系统。

•通常,在一个绝缘良好的房子,一个组合系统可以贡献多达20-30%的综合DHW和空间供暖需求。

•在一个组合系统中,有两个或两个以上的能源用于提供热量。只要太阳能可用,太阳能集热器就会提供热量,辅助源(气体或木材)补充缺少的太阳能。

•储罐的设计及其水分层对系统的有效性至关重要。典型的高度/直径比应该是2:5或3:1。

•提供组合系统的太阳能集热器面积通常是单独提供DHW系统面积的3倍

控制


•太阳能控制系统将需要与其他加热控制分开。系统在安装时已预先设置,不需要进一步的用户交互。

•控制系统监测集热器和汽缸温度,并在有有用的太阳能获得时启动泵。当没有更多有用的太阳能时,控制器停止循环泵,使缸内的水无法冷却。

•安全功能将确保系统温度永远不会太高,所有组件都防止结冰。

设计注意事项


•面板尺寸:虽然一个典型的家用收集器将在4米左右2,根据可能的需求来计算尺寸是很重要的。尺寸是很重要的——如果面积太小,在可用的温度下,热水缸就没有足够的热量。如果面积太大,就会浪费能源。

•确保面板在正南以外的任何位置的朝向在面板的尺寸中得到补偿。

•与当地规划机构检查收集器是否可以接受。

•计算并提供足够的存储以容纳包括太阳能在内的所有系统。在空间规划时,应确保分配足够的蓄水空间。

•计划定期保养制度。

电影


来自制造商Worcester Bosch的太阳能集热器安装的有用介绍。

标准

太阳能系统

•BS 5918:1989。生活热水用太阳能加热系统实施规程
•bs en 12975-1:2006。热能太阳能系统及其组件。太阳能收集器。一般要求
•bs en 12975-2:2006。热能太阳能系统及其组件。太阳能收集器。测试方法
•bs en 12976-1:2001。热能太阳能系统及其组件。工厂生产系统。一般要求
•bs en 12976-2:2006。热能太阳能系统组件。工厂生产系统。测试方法
•dd env 12977-1:2001。热能太阳能系统及其组件。自定义构建系统。一般要求
•dd env 12977-2:2001。热能太阳能系统及其组件。自定义构建系统。测试方法
•dd env 12977-3:2001。热能太阳能系统及其组件。自定义构建系统。太阳能加热系统用储存材料的性能特性
•bs z15316-4-3:3 2007。建筑物的供暖系统。系统能量需求和系统效率的计算方法。热能产生系统,热能太阳能系统

其他有用的标准

•BS 8211 - 1:1988。住宅的能源效率。房屋节能翻新操作规程
•bs z832:2000。建筑物的热性能。供暖能耗的计算。住宅
•bs en iso 13790:2008。建筑物的能源性能。空间采暖和制冷能耗计算
•bs en 15316-1:2007。建筑物的供暖系统。系统能量需求和系统效率的计算方法。一般
BS EN 15316-2-1:2007(3部分)建筑加热系统系统能量需求和系统效率的计算方法。
BS EN 15316-3:2007(3部分)建筑加热系统。系统能量需求和系统效率的计算方法。
BS EN 15316-4:2007(6部分)建筑加热系统。系统能量需求和系统效率的计算方法。
•bs zh 15459:2007。建筑物的能源性能。建筑能源系统经济评价程序
•bs en 15377-3:2007。建筑物的供暖系统。嵌入式水基表面加热和冷却系统的设计。优化利用可再生能源

进一步的信息


•太阳能行业协会(www.solar-trade.org.uk
•锅炉和散热器制造商协会
•热水协会(www.hotwater.org.uk
•供暖和热水工业委员会(www.centralheating.co.uk
管道和供暖承包商协会(www.competentpersonsscheme.co.uk


GreenSpec上的太阳能热系统


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