Page 114 - 《橡塑技术与装备》2025年2期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

通过导热块将热量传递给集热管内的工质，而自身又 式中 ：
2
凝结成液体，依靠重力流回蒸发段。上述过程重复循 A c —太阳能集热器采光面积，m ；
环，使集热管内的工质不断升温。 Q w — 日均用水量，kg ；
影响太阳能利用的因素主要有太阳高度角、天顶 C w — 水的定压比热容，为定值 4.18 kj/(kg . ℃)；
角、赤纬角、时角、太阳常数和大气质量等参数，一 t end — 保温储水箱内水的终止温度 ( 用水温
般与地域、季节、白昼等的变化而出现明显的差别。 度 )，℃ ；
1.2 太阳能加热在轮胎生产企业的应用 t i — 水的初始温度，℃ ；
在轮胎生产企业，太阳能加热主要体现在用集热 f— 太阳能保证率，无量纲，选 1 ；
器加热循环介质，通过热交换完成太阳能的利用。加 J T — 当地秋分时晴天太阳能集热器受热面上的
热装置一般采用真空管式太阳能热水器，整套系统由 辐照量 ( 一般由气象部门通过检测、统计计算得出 )，
2
集热器、保温储水箱、连接管道、电器控制、支架等 Kj/m ；
部分组成 ；循环介质一般选择用途较广而使用温度不 η cd — 太阳能集热器全日集热效率，一般取值范围
太高的自来水或软化水。 0.40~0.55 ；
正常情况下，轮胎生产企业利用太阳能集热器加 η L — 管路及保温储水箱热损失率，一般取 0.14。
热自来水主要用于采暖循环、饮用或洗澡等生活用水。 如果一家轮胎生产企业每天需要洗澡的人数为 1
传统的方式一般是用蒸汽加热，成本相对较高 ；如果 400 人，日用水量 Q w 约为 50 t ；三次定时用水，用水
采用自来水作为太阳能热水器的循环介质进行加热， 时间为 7:30~9:00、15:30~18 ： 00、23:30~01:00 ；
2
然后再用于采暖循环、饮用及洗澡等，则可以在一定 t i =15 ℃，t end =50 ℃，J T 取 21 843 kj/m ，η cd 取 0.48，
程度上降低使用成本。在用太阳能热水器加热自来水 则日加热 50 t 水的太阳能集热系统的采光面积 A c 按上
2
时，需要将采暖循环用水与洗澡、饮用水等系统分开。 述公式计算结果为 811.3 m 。采光面积确定后，就可
由于采暖用水需要多次循环，对水质要求不高，只要 以进行相关参数的设定。
不结垢或少结垢就可以 ；而洗澡用水对水质要求较高， 1.4 经济效益分析
不但结垢要少，而且要求卫生，不能含有对人体皮肤 在轮胎生产企业使用太阳能集热系统加热，可以
有害的物质 ；饮用水加热一般达不到沸水温度，只是 产生经济和社会两方面的效益。
对进茶水炉前的自来水进行预热，以减少能耗。在使 1.4.1 经济效益分析
用太阳能热水器加热自来水时，一般温度在 50 ℃左右 以上述日产 50 t 热水的太阳能集热系统为例计算，
时的热效率最高。如果对作为循环介质的水温要求过 将 t i =15 ℃的水升温到 t end =50 ℃。
高，虽然在日照条件好、时间长的情况下能实现，但 （1）太阳能集热系统每天所产总热量
其热效率会明显下降。 太阳能集热系统每天所产总热量可按下面的公式
加热软化水一般是将锅炉供水或除氧器补水作为 进行计算 ：
太阳能热水器的循环介质。为提高太阳能热水器的效 Q s =C w M(t end -t i )
率，在用软化水作为集热器的循环介质时，可作为辅 式中 ：
助系统向锅炉或除氧器供水。这样既可以提高太阳能 Q s — 太阳能集热系统每天所产总热量 ；
热水器的效率，又能达到节能目的 ；同时在接受太阳 M— 需要加热的水的重量，t ；
3
辐射时，部分溶解在水中的氧气逸出，可以提高锅炉 则 Qs=4.18×50×10 ×(50-15)=7 315 000 kj
或除氧器供水的除氧效果，有利于系统的运行。 （2）太阳能集热系统与电加热的效益比较
1.3 集热器采光面积的设定 电与热能的转换关系为 ： 1 kWh=3 600 kj，电加
在进行太阳能集热系统设计时，确定合理的集热 热的转化率 η 一般在 0.95 左右，产生相同热量所需的
器采光面积是最重要的，可以兼顾系统投资与系统加 电能 P 可按下式计算 ：
热能力的平衡。一般根据下面的经验公式进行集热器 P=Q s /(3 600 η)=7 315 000/(3 600×0.95)≈2 139
采光面积的计算 ： kWh 。
A c =Q w C w (t end -t i )f/J T η cd (1-η L ) 若电网电费按 0.75 元 /kWh 的平均价格计算，则

2
·62· 第 51 卷 第 期