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太阳能热水器发展前景及其储能技术探索


  四、含水岩层的保温与蓄热机理
  岩石(或粘土层)是一种极不良的热导体,它具有很小的热导率。国外有人作过测定,热传递通过厚仅10米的岩石大约需要三年时间,这就是为什么地下管道不冻结和为什么在地表有大的季节性的温差变化而地下室几乎保持恒温的原因。
  同理,地下水(井水)之所以相对于外界气温呈夏凉冬暧,也是由于它深埋于地下含水岩层中,而且其上部有一层很厚的隔水隔热岩层才能保持恒温的道理。
  关于蓄热问题。蓄热分低温蓄热和高温蓄热两种,例如太阳能暧房、干燥器、热水等一般只需100℃以下的温度,属于低温蓄热,低温蓄热一般利用物质的热容量,如水、盐水、砂石等的热容量就比较大,这类蓄热材料消耗量大,但价廉。高温蓄热指温度超过100℃以上,它主要利用物质的相变热,同时也利用物质的热容量。本文重点讨论低温蓄热材料问题。
  在江河冲积平原三角洲、沿河两岸阶地或山间盆地等地段下面大部分埋藏有以砂砾卵石为主的含水丰富的岩层,由于它既包括砂石又有水,所以它是极好的天然大型蓄热调峰场所,而我国绝大部分城镇均又较集中地分布在这些地段上,因此,只要这些地段上既有砂石含水层又有上部较厚的隔热隔水粘性土层,则均可以考虑采用“夏灌冬用”太阳能加温与储能调峰技术。
  五、太阳能热水器加温——回灌储能调峰利用模式
  由于采用回灌储能,所以就必须打水井,而且一般是双井结构,即一口井专门抽水至太阳能热水器进行加温,加温后的热水先经用户使用,若用户不用或用不完则回流至另一口井灌入含水层内,当阴雨季节太阳能热水器无法工作时,又由回灌井将含水层中储存的热水抽上供给用户。因此不可能一户打两口井,而是一个住宅小区或几个住宅小区打两口井,所以必须采用集中供热方式。
  另外,为了热水能顺利集中回灌入含水层内而不被冷水流所分割造成水温下降也不允许打密集型井,而要求统一规划打对井。
  此外,也只有采用集中供热方式并将热水器也集中在2幢或几幢屋顶进行统一布局安装,这样就不会影响外观,而且也便于集中维修(因为平均一户热水器占地面积仅1.5平方米左右,而一幢400~500平方米的屋顶就可安装150~200套)。
  采用集中供热后,由于不可能全体用户在同一时刻用热水,而且还有大容量的地下调峰热水库补充,所以安装150~200套热水器可作200~300套用,因此也相应降低了投资成本。

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来源:太阳能技术信息网