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所在地：北京 北京市
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更新时间：2013-02-22 16:36:19
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太阳能热水器的循环问题
清华大学 蔡敏学
通常的家用太阳热水器的储水箱设在集热管的上方，靠集热管内形成的冷热水对流，将热量输送到储水箱里。在太阳热水工程（包括挂壁式）的应用中，水箱只能放置在集热管下方，这样，必须采用水泵来实现循环。由于这种水泵经常连续工作，因此在太阳工程的质量表现中占据重要位置。
★ 泵的选用 普通的管道泵主要是用来扬水，水泵使水增加压力，或将水从低处扬至高处，这里泵所克服的是水的重力。但是在太阳热水器工程的情况下，要将一个充满水的环路循环起来，需要克服的仅仅是导管对水的很小的阻力。适应这种要求的装置就是循环泵。和普通管道泵比较，无论从成本、功耗、噪声、寿命等
诸方面，它都具有许多突出的优点。
★ 热水器输出功率（热量）和流量、进出口温度差的关系：在太阳热水器系统里，水是能量的载体，一公斤水增高一度需要的热量为一大卡。一个热水器的输出功率就是进出口温差和流量的乘积。例如，热水器中，水的流量为每小时1000公斤，进出口温度差为30度，则这个热水器的输出功率为每小时三万大卡，（约折合35千瓦）。系统的输出热量的能力关键在于系统中流量的大小，而流量则与系统的阻力有关。
★ 流体阻力的种类及影响阻力大小的因素：流经各种形状的管道的阻力主要有沿程阻力与局部阻力，
温差也会产生一定的阻力，但在所论情况下，可以忽略它的影响。余下的两种阻力,都与流速的平方成正比，而流速又与管道的截面积成反比，因此，流体阻力和管道的直径的四次方成反比。举例来说管道直径减小一半，阻力会升高到原来的16倍！因此，减小阻力的要点是在结构允许的情况下，在循环管路上，不采用过小直径及过长的管道。另外的方法就是尽量减少产生阻力的环节如弯头、三通、阀门等。采用小内径的铝塑管接头会使阻力大大增加。
★ 恩普磁力热水循环泵简介：该产品是在农村能源协会的支持下，针对家用暖气、太阳热水器等待业的需要而“量身定做”的一种循环泵。由于采用了磁力传动，可以保证永不漏水；由于采用了高抗磨氧化锆陶瓷材料，几乎接近“永不磨损”的程度；关键零件的超精密加工，使运转时的噪声很低，几乎处于“静音”状态。泵的电耗特别小，每小时的电费不到一分钱。另外，体积小、重轻给使用带来许多方便。
恩普循环泵的技术参数如下：
*大流量：700公斤/小时 *大扬程：1000毫米水柱 功率：20瓦
噪音：小于40分贝 重量：0.8公斤
★ 恩普循环泵的循环能力的算例：一个太阳热水器工程，连接管的内直径为25毫米，管路总长度为30米，其中包括弯头等阻力环节共20个，采用恩普循环泵强迫水流，使集热器的出、进口温度差不超30度。问这个循环系统能带动多少根集热管。通过计算得到：环路中的流量为每小时840公斤，这个数乘以温差30度，得到25200大卡/小时（折合约30千瓦）。以每支集热管有效发热量50瓦计算，它可以带动600支管集热管的系统。当管子直径减小到20毫米时，这个泵能带动400支集热管的系统。管子很多时，可以将系统分组解决，每台泵带动一组，这样就适应了整个功率范围。加大直径、减小管长、放宽温差限制能增加泵的循环能力。
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