HNSAE08038太阳能集热系统在淋浴车上的应用

2018-03-15 神汽专用车

HNSAE08038太阳能集热系统在淋浴车上的应用

庞红迪 赵少红

河南中光学神汽专用车有限公司

1引言

随着我们国家在处理突发事件,应急救灾方面对后勤保障装备的不断加强,我们公司在为市场提供的专用淋浴车也受到了更多的好评和青睐。但是,随着全球能源需求和供应之间不断增大的矛盾,我们的淋浴车在采用燃油供热的同时,也不得不面临着如何改进使之有效降低消耗,降低污染,保护环境,因此,我们希望将无污染、节能好的太阳能集热系统应用在淋浴车上,以实现节能降耗的目标。

 

2系统简介

超导热管式太阳能集热热水系统是工作人员在野外使用淋浴车时提供的备选热水供给保障系统。

该系统由活动的太阳能集热器(多组集热版块)、蓄热水箱、循环泵、活动支架及管路和控制系统等多部分组成的。能够满足在野外较为苛刻的工作环境里工作,能够有效提供洗浴用水,同时实现节能降耗的目的。

该系统有以下特点:

A节能环保:能有效的利用太阳能能源,避免环境污染,符合国家环保政策。系统的蓄热功能使系统的热水成本进一步降低;

B安全可靠:没有常规热水系统热源部分所存在的易燃、易爆、触电等危险,是最安全可靠的热水系统;

C自动控制,智能运行系统采用了先进的控制技术,实现自动远程控制、无人值守,其高可靠性及自动化程度远远优于常规热水系统;

D机动性好:车载式设计,快速连接和安装,环境适应广泛;

E安装、维修方便:集热器为单元结构,便于搬运安装。当系统中某根真空管需要维修时,可在不妨碍系统运行的情况下更换。

3主要技术

A集成板块外形尺寸(长x宽x高):2000mmx1600x120mm;

B集热版块数量:4组;

C集热管规格:直径58mm,长1500mm

D集热管数量:25支(单组);

E集热板块质量:60kg

F有效吸热面积:3.4㎡(单组);

G蓄热水箱:顶置固定保温水箱;

H蓄热水箱载水量:1000L

I水源适用范围:符合GJB651-89规定的水源及城市自来水(GB5749-85);

J环境温度:-25~+46℃;

K日产热水量:80℃以上1000kg(夏)45℃以上1000kg(冬)60~701000kg(春秋);

 

4整体方案

4.1系统简介

太阳能集热系统包含4组集热板块,每组集热板块由25支超导热管组成,形成密集的太阳能吸热系统。同时该系统包括蓄热水箱一个,用于热水的存储。板块之间通过保温水管、快速接头相互串联,实现大面积的太阳能吸收和热能转换。

4.2系统工作原理

 

4.2.1系统工作原理简图(见图1

4.2.2系统工作原理简述

太阳能集热系统通过管路和阀门并入原淋浴车供排水管路系统中,两套系统相对独立,通过控制操作可实现互不影响,单独工作。

首先,驻车展开工作时,先利用原系统的自吸泵将合格水(约1000kg)注入蓄热水箱及集热板块的管路中,形成封闭的水循环系统。

关闭进水阀门后,太阳能集热板块通过对太阳能的吸收和转化,实现集热板块与蓄热水箱间的冷热循环,最终使蓄热水箱中的温水达到洗浴要求。

在太阳能集热系统工作时,可通过原燃油加热系统提供洗浴用水。

当晚间蓄热水箱中的水温持续下降时,表明太阳能集热已近尾声,此时可开启蓄热水箱出水阀门,气动洗消泵,利用水源中的冷水和蓄热水箱的热水,通过比例混合阀,形成恒温的洗浴用水。

4.3集热板块

 

4.3.1集热板块示意图(见图2

4.3.2集热板块说明

集热板块通过框架将多支超导热管牢固固定,固定端增加抗震设计,保证车载和搬运过程中无松动和损坏。

集热板块共有4组,行车时,平放于淋浴间内,通过拉紧装置固定。工作时,由两名操作人员将其顺次抬出箱外,进行展开连接和固定。

4.3.3 超导热管

超导热管具有可靠的使用性能。其真空管内无水,遇有真空管破裂,集热器可照常使用。

采用真空超导热管的太阳能集热器有很强的抗冻能力,适合在冬天气温为0-50℃的地区使用。而且超导热管可承压,耐空晒,不易爆管。

热导量小,启动快,可用于产高温热水、开水。无云晴天产每平米能产生70-130kg55℃热水。

抗冻、抗冰雹冲击:高性能的热管传热方式使系统在-50度的气温条件下仍能正常运行,并具有抗直径35mm以下冰雹冲击的能力。

 

4.4蓄热水箱

 

4.4.1蓄热水箱示意图(见图3

 

4.4.2蓄水箱安装示意图(见图4

4.4.3蓄热水箱说明

蓄热水箱内胆采用优质SUS304不锈钢板材,材质优寿命长,采用氩弧焊焊接工艺,不渗漏,卫生安全,储水可以满足洗浴需要。

外壳采用优质不锈钢板或度铝锌板,美观耐用,防腐防锈。内胆、外壳间采用聚氨脂泡沫填充,厚度不小于50mm,工艺先进,保温效果超群,使用寿命长,能承受一定压力,不易损坏。

4.5可调支架

可调支架是支撑太阳能集热板块的主要部件,采用优质角钢和镀锌型材制作,强度高,高低可调,保证太阳能集热器面对太阳角度合适。表面喷塑,外形美观,耐腐蚀。支架可折叠,收起后能放入淋浴间或者工具箱内,方便使用。

4.6控制系统工作原理

智能控制系统:整个系统的补水,循环等运行,均实行全自动控制。

系统可以通过自身封闭系统的冷热循环实现系统内水温的不断升高和保持。

系统内同时设置辅助循环泵,太阳能系统采用温差式循环控制方式,当两个测温点的水温差△≥10℃时,检测系统发出指令,水泵工作,热水在蓄热水箱与集热器之间循环;当温差接近平衡时,△≥4℃时,水泵停止工作,如此反复,使得水箱中的水温不断升高。

4.7水系统工作原理说明

4.7.1供水

由水泵汲取合格原水,进入蓄热水箱。

4.7.2加热

由太阳能集热系统对水箱内的凉水进行循环加热,实现箱内水温升高。

4.7.3淋浴

调节三通阀手柄,气动洗消泵,在洗消泵的作用下,蓄热水箱内的热水和冷水分别进入恒温水阀,按设定的温度自动混合,达到洗浴水温,通过淋浴管向淋浴间供水,实现淋浴。

蓄热水箱的出水管路中设置增压泵(自吸泵),在洗浴用水水量减少,压力降低的情况下,可以自动启动,形成增压,保证供水流量。

4.7.4排水

连接好排水管,依次打开各设备排污阀,向排水管排水。若不希望蓄热水箱中有存水,可利用车辆气压向水箱内吹气,使其排空。

5结束语

随着人类汽车燃油资源越来越紧缺,太阳能的替代,将有效解决此问题,为人类提供高质量生活环境。掌握和应用太阳能技术,是需要我们更大范围内迅速推广。所以说太阳能在淋浴车上应用将有广泛的市场前景。