太阳能供热系统的高效传热

太阳能供热是欧洲能源领域应用最广泛的市场之一。以奥地利为例,1994年至1999年期间,太阳能市场每年增长18%。该案例也凸显了紧凑型设计的钎焊式换热器 (以下简称BPHE)助力太阳能供热系统高效工作所发挥的重要作用。

舒瑞普在奥地利的分销渠道之一是AEE,一个专注于可再生能源形式的独立协会。AEE在许多能源项目中担任顾问。

传统单电路系统的传热效率有时很低,太阳能加热的乙二醇流经水箱内的螺旋管,能量从乙二醇转移到罐中的水中。然而,管道上的污染物如藻类或锈斑,最终导致热传递受损并污染卫生。因此,必须定期打开和清洁油箱,该操作耗时且效果不尽人意。

在单电路系统中传热不足的主要原因有两个。首先,水箱内管道的低湍流;其次,由于水箱中的静态水,在管道上形成沉积物。

使用连接双回路系统的舒瑞普 BPHE作为中间媒介则可避免上述问题。BPHE产生湍流,可以改善两个电路之间的热传递,使其比单回路解决方案更有效率。虽然单回路系统的优点是没有额外的泵也可工作,但是内部管道占据很大空间,传热效率比BPHE低。

管道周围没有静态水,所以不需要清洗水箱。因此,双回路系统提供免维护的传热解决方案。

此外,双回路系统具有控制优势,当整个管道系统在罐外时,更容易实现精确的取水控制。

当太阳能辐射通过太阳能收集器时,40%的乙二醇溶液被太阳辐射加热。在单回路系统中,温热的乙二醇通过水箱内的螺旋管装置加热水。在双回路系统中,水槽内不需要管道,因为所有的太阳能热量都通过BPHE传递给水。当使用双回路系统的低流量变体(见下表)时,水可用于散热器和卫生用水。在这种系统中,控制罐内的水温形成不同的温度层,然后用于供热卫生用水的散热器水和水箱水从不同的温度层取出。从图2中可以看出,在双回路系统中至少有两个BPHE应用。