太阳能光热转化（西班牙太阳能热能技术指南发布）

能源多样化和节约研究所( IDAE )和太阳能热工业协会( ASIT ) 修订、更新和扩展了太阳能热能技术指南，以应对最近所做的修改到建筑技术规范的HE4部分。

太阳能热能行业的专业人士需要经过验证和认可的信息，以便在调整、设计、执行、运营和维护设施时作为良好实践的指南。到目前为止，技术参考信息是上述现行立法的固有部分，仅限于最低技术要求。“太阳能热能技术指南超越了建立最低技术规范的目标，并根据近年来获得的经验提供了更多信息，这对于该领域的专业人士来说无疑是一个附加值”，他们从 ASIT 解释说。

该指南旨在提高建筑物中太阳能装置的质量，并促进太阳能热能的所有可能应用，不仅可以用于生活热水，还可以满足安装太阳能热能的建筑物的供暖和制冷需求。

在西班牙进行的太阳能热装置获得的经验涵盖了 40 多年的时间，从本质上讲，可以认为在世纪之交时分了两个阶段。第一阶段通过投资援助和其他财政支持措施鼓励在现有建筑物中推广太阳能装置，始终针对用户。第二阶段开始于太阳能市政条例的生效，以及后来的建筑技术规范的批准，该规范确定了生产卫生热水 (DHW) 或泳池供暖所需的一部分能源需求在新建筑中应该使用太阳能热能，

随着法规的技术内容越来越简化，法规本身预见到使用已被定义为非法规性技术文件的公认文件，这些文件可能包含规范、技术指南或良好实践规范等内容，包括热力装置的设计、尺寸标注、组装、维护、使用或检查程序，以及热力装置的评估方法、解决方案模型、计算机程序和统计数据。IDAE和ASIT《指南》正是为此服务的。正因为如此，

该指南规定了太阳能热能装置的安全性、效率、质量、可靠性和耐用性要求，并为此：• 它设定了技术条件，使装置在其整个使用寿命期间都能正常运行，并尽可能耐用。• 为安装的所有阶段提供标准：设计、计算、组件选择、组装、操作、使用和维护。14 章，295 页第 1 章介绍了执行摘要，其中包含在 ACS 的太阳能热装置 (ST) 中应考虑的是最最重要的技术标准。从第2章到第9章，包含了完全涵盖生活热水供暖ST应用的内容，并进行了详细的分析和描述；从使用预制系统制作的装置到由任何尺寸的元件构成的装置。ACS 太阳能装置的大部分规范可用于本文其余部分分析的其余应用。

从第 10 章到第 13 章，纳入了对 TS 在建筑中其余应用具体观察：游泳池的水加热、加热、冷却和城市空调系统。最后，第 14 章包括参考文档、要使用的格式、数据等。

用于水加热的 ST 装置有许多共同点，乍一看可能与管道和供暖系统非常相似。然而，它们存在显着差异，影响与可达到的最高温度和必须知道的安全性相关的方面。这些最高温度的产生是因为热发生器、太阳能集热场的运行不能像锅炉那样适应需求，但相反，只要有热量，它总是会产生热量。辐射。太阳能。

必须考虑的与设施设计和运行相关的两个要点是：• 具有水密主回路：当主回路完全防水且没有损失时，可实现最大的设施使用可靠性和可用性. 流体。• 有足够的监视和维护协议：这些操作通常比看起来简单得多，而且通常会在设计或执行不佳的设施中出现问题。设置装置的配置是其适应使用需求并达到足够的技术经济平衡的关键方面。可以考虑以下建议：• 小于 7 kW (10 m2) 的安装：- 使用预制系统可消除设计不良的风险并简化组装。- 选择热虹吸系统还是强制循环系统取决于建筑物的结构特性以及太阳辐射和安装位置的温度，这会影响其性能。

• 7 到 70 kW（10 到 100 平方米）之间的中型装置：- 出于经济原因和减少维护，对于较小的装置（7 到 35 kW），在储罐内使用热交换系统。- 在较大的安装中，建议使用外部交换系统（35 至 70 kW）。使用板式换热器时，必须考虑到它们的清洁需求，以避免在硬水的情况下出现钙质结壳。

• 中型或大型装置，大于 70 kW (100 m2)：- 使用惯性蓄能器代替家用热水蓄能器可以经济地补偿尺寸增加以降低投资成本（惯性蓄能器的成本越低补偿交换器和泵的额外成本），减少体积以防止军团菌病并减少维护需求。对于多户住宅的安装，最有效、运营成本更低、投资更少的配置是太阳能安装和支持系统完全集中的配置，只要它们设计和执行得当。通过这种配置，应该设想一个自动流量测量和费用分配系统。组件和材料正确选择材料和组件将确保安装最适合所提供应用的使用条件，并确保其长期耐用。对于 DHW 应用，很难证明使用低温集热器（通常是扁平的）以外的集热器是合理的。在为其余应用选择太阳能集热器类型时，必须主要考虑工作温度是多少，而工作温度又与其将要供应的应用相关联。高工作温度将需要使用具有更好性能曲线的集热器，以提供显着的热跃变。

对于 ACS 的太阳能蓄电池，需要特别注意内部保护涂层所能承受的最高温度，并评估与所用材料的电阻和耐用性相关的保证。在选择其余组件并考虑完整的安装图之前，有必要定义温度和压力，最大和最小，将在回路的每个部分以及部分相同的和将位于外面的组件。

尤其要注意绝缘材料的选择及其对外界因素（紫外线辐射、雨水、动物活动等）的防护。还需要检查所有组件和材料与将要使用的工作流体的兼容性，无论是来自主管道的水还是防冻混合物。工作环境太阳能装置与其他热能装置之间的根本区别与工作条件有关，包括温度和压力。设计者定义了极端操作条件，包括最大值和最小值，通过采取适当的措施，安装在任何情况下都可以达到而不会超过这些条件，并且不会影响正常运行。出于这些目的，关于允许或不允许在初级回路中形成蒸汽的可能性做出的决定很重要，因为要使用的材料、控制策略等将在很大程度上取决于该决定。

塑料材料的使用需要特别小心，因为极端温度和压力条件的综合作用会对它们产生影响。为此，不仅需要考虑管道的阻力和耐用性，还需要考虑连接附件的密封性、日常高温变化以及回路中可能产生蒸汽的事实。如主回路，无论是常规的还是自动排水系统，都是封闭的水密回路，无需更换，防冻液稀释、供氧等问题就可以避免。如果必须使用防冻液，

要考虑的方面之一就是所谓的逆流。这是因为太阳能蓄电池的温度高于其所在环境的温度，并且因为它可以通过自然循环驱动流体运动，如果不采取必要措施，这会增加其热损失，从而导致让它冷却。太阳能装置可以在高于 60ºC 的温度下产生 DHW，因此必须使用防止高温的用户保护装置，例如保护配电线路和用户的恒温混合阀。另一方面，太阳能收集器必须被限制在一个技术区域内，只有授权的技术人员才能接触到。集成到建筑物中理想情况下，太阳能装置应该是建筑物的一个组成部分，甚至可以提高其美感。对于建筑物中小型装置的充分建筑集成，有必要考虑：

•为集水区寻找一个持续阳光充足的地方，并尽可能靠近蓄水系统、支持系统和消费点。•尽可能将太阳能集热器朝向地理南方，努力实现最佳的建筑整合，并且知道相对于南方高达 ± 45º 的偏差不会显着影响安装的性能。• 设计捕获场的布置，使其没有阴影，从而避免操作问题。建议使用简化的工具进行对齐。为了实现大型设施的充分架构集成，必须补充说，收集系统必须尽可能安排在相同大小的电池中，这些电池必须均匀分布在可用空间中。为了更好地集成到 DHW 生产系统中，支持设备应始终与太阳能设备串联，以便支持系统的入口温度是太阳能部分的出口温度。

CHEQ4 验证程序屏幕

MetaSol 是一种计算设施整体性能的方法，该方法与 CHEQ4 软件一起开发用于验证符合技术建筑规范 HE4 要求的最小太阳能贡献。

液压和热设计

收集系统• 统一收集场的布置：最合适的做法是使用电池和相同的线路。考虑制造商的标准，优化电池传感器的数量和它们之间的连接类型。• 尽量减少初级电路的路线：成本更低、损耗更少、问题更少。• 将主阀减少到必要的最小值，因为它几乎总是安装在外面。累积系统它必须有足够的体积来储存太阳能收集系统每天捕获的所有能量，并且建议至少有一个以升为单位的累积体积 V 与以 m2 为单位的收集器面积 A 的比值 V / A = 75 升/平方米。建议将整个蓄能器布置在安装在建筑物内的单个垂直蓄能器中。在必须使用多个蓄能器的情况下，必须详细研究操作，并且必须分析哪种类型的液压连接更合适，串联或并联。交换系统外部交换器的设计参数的正确定义，如功率、流量、各回路的热跃变等，必须根据其应用进行选择，并且为了不降低装置的性能，它是重要的是其有效性不低于0.7。

在内部交换器的情况下，交换功率与太阳能水箱中的交换器表面成正比。每平方米集水区的推荐交换面积必须大于 0.2 平方米。

在多住宅建筑的分布式交换系统中，确保每个单独的交换器在初级中相应的标称流量是非常重要的，以确保交换器中的正确热跳，尽管分配回路的总流量是通过应用相应的同时性系数来计算。液压回路有必要强调与液压回路的设计和尺寸确定相关的一些方面：• 需要通过正确确定循环泵的尺寸来使泵的电力消耗合理化。• 仅使用被认为对正确维护必不可少的阀门。• 自来水加注系统必须有一个必须保持常闭的截止阀，那些负责手动或自动引入混合物的防冻剂加注系统不得有任何直接加注自来水的回路系统。• 建议使用手动吹扫系统。避免使用自动机器，如果使用自动机器，请安装保持关闭状态的截止阀，以防止蒸汽逸出或空气进入。设计人员必须建立必要的传感器以确保正确操作，并能够正确监控、评估和维护安装。能源性能计算这些设施必须具有足够的性能才能使其在经济上可行。必须通过基于客观可靠的计算对其能源性能进行充分评估来确定什么。在这里，值得区分两个目标：一方面符合当地、区域或国家法规制定的最低要求（如果存在），另一方面是优化和比较不同类型的太阳能热装置。为了验证是否符合法规制定的最低要求，必须定义标准和程序，以便对化石和可再生热能生产技术进行评估和比较。

有充分验证的模拟和计算方法可用于比较使用相同起始数据的不同技术，尽管在实践中，将倾向于对每种技术使用特定的简化方法，这些方法的有效性必须进行对比以确定它们的有效性等价。简化的计算方法 f-Chart 和 Metasol 被认为是最具代表性和适用于太阳能装置尺寸的方法，因为它们是简单的程序，但具有足够的精度。组装、测试和调试装配是必须特别注意的关键阶段。焊缝的正确选择、设备的锚固和位置、电路的坡度等，是保证其正确运行的关键。在开始安装安装之前，有必要进行适当的布局，监控是否符合项目规范、现行法规和每个组件制造商的指示。组装完成后，必须进行法规、规范等规定的所有测试和调整，然后才能进行启动。值得强调的是，进行所有液压回路的密封性试验和一次回路的滞止试验的重要性。

测试完成后，必须特别注意清洁、填充、空气吹扫和加压电路才能开始工作。一旦启动，执行所有检查和调整，以及所有功能测试：日常开关、日常温度变化、热水输送和保护系统。操作、使用和维护必须正确使用、操作和维护以最大限度地利用能源、提高其可用性并延长其使用寿命。有的太阳能装置已经工作了 30 多年，并且得到了充分的维护，而其他一些被忽视的装置在几年后就毫无用处了。一个例子是防冻剂用完并且收集器因霜冻而损坏的情况。

应该强调需要有一个合适的说明手册，其中包含用户和维护人员必须拥有的所有信息。监视计划建立了监视操作的方法，以确保操作值正确并预见预期收益与预测一致。