太陽熱水系統(tǒng)中常用的換熱器為了防凍,在水箱里面加一個(gè)換熱器,工質(zhì)(即防凍液)在集熱器和換熱器組成的循環(huán)回路里循環(huán),不斷加熱水箱里的水。
常用的換熱器有以下幾種:(1)肋片管或光管換熱器如所示,在水平或垂直水箱里加一根或幾根管子,這種結(jié)構(gòu)易實(shí)現(xiàn)自然循環(huán),但換熱效率較低。Mertol(1981)對這種結(jié)構(gòu)的自然循環(huán)換熱器進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,他假設(shè)換熱器換熱系數(shù)U為恒定值,等于170Wm-2K-、Webster(1987)提出了一種確定新的集熱器效率因子的方法。目前這種結(jié)構(gòu)的換熱器很少使用。
夾層水箱換熱器通常有兩種形式①水平夾層水箱換熱器如所示,它通常用于自然循環(huán)系統(tǒng)中,提高工質(zhì)進(jìn)口位置,可提高水箱溫度分層及系統(tǒng)性能,但工質(zhì)進(jìn)口位置高會(huì)增加上回流熱損,而且會(huì)降低工質(zhì)循環(huán)流速。②垂直夾層水箱換熱器如所示,它通常用于強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)中,進(jìn)口位置通常位于夾層底部,這種結(jié)構(gòu)易實(shí)現(xiàn)水箱溫度分層。如果水箱中裝有電加熱器,工質(zhì)進(jìn)口位置必須低于電加熱器所在位置。
這種結(jié)構(gòu)的換熱器通常放在垂直水箱里,采用強(qiáng)制循環(huán)的方式,它有利于水箱溫度分層,但換熱器里流動(dòng)阻力較大,故不宜采用自然循環(huán)如所示,這種結(jié)構(gòu)把換熱器和水箱分離,工質(zhì)循環(huán)則采用強(qiáng)制循環(huán),水循環(huán)則采用自然循環(huán)或強(qiáng)制循環(huán)。