本文对家用太阳能分体承压系统的水泵选型进行了简单论述。通过对系统原理的说明，水泵选型计算，为家用太阳能分体承压系统水泵选型提供一定的理论依据和参考。 关键词太阳能分体承压系统太阳能泵站水泵选型 0引言 近年来，随着节能环保政策的大力推广，太阳能热利用行业取得了蓬勃的发展。越来越多的太阳能热利用产品涌现市场。分体承压太阳能热力系统就是一款特殊的“产品”。对于别墅型建筑而言，它是一种微型的太阳能热水系统，大致可以分为集热系统（太阳能集热器）、贮热系统（太阳能储水箱）、管路循环系统（包含泵站、管路和保温等）和控制系统5大部分。其中泵站是整个系统的动力设备，它为系统的介质循环提供了动力。水泵则是泵站的核心部件，水泵选型是否得当，直接影响分体承压太阳能热力系统的换热效率和速度。 目前市场上出现的分体太阳能热力系统所匹配的水泵都是厂家标配，即扬程和流量都已选定。但是对于不同的建筑和不同的工况，水箱的位置和管路的长度又各有不同，因此就要考虑标配的水泵是否能满足实际运行的要求。本文针对家用太阳能分体承压系统的水泵选型作了简单的论述，为分体系统的水泵选型提供了一定的参考依据。 1太阳能分体承压热力系统概念 太阳能分体承压热力系统：集热器与储水箱分开，通过工质的强制循环将集热器吸收太阳光而得到的热量传输到储水箱，从而得到热水（热量）系统。太阳能分体承压热力系统大致可分为集热系统、贮热系统、管路循环系统和智能控制系统（见图1）。

1-集热系统；2-贮热系统；3-辅助加热系统；4-泵站；5-用水点。 图1太阳能分体承压系统组成
2太阳能分体承压热力系统的运行原理（见图2） 太阳能集热器通过吸收太阳光将光能转化为热能，使集热器中的工质温度迅速上升。控制系统采集到集热器和贮水箱的温度信号，进行比较，当集热器温度－水箱温度≥设定温度时，太阳能泵站启动，此时管路中的工质开始循环，将热量从集热器传递给水箱中的内置换热设备（如盘管），使水箱中的水升温。当集热器温度－水箱温度≤设定温度时，太阳能泵站停止，此时管路中的工质停止循环。由于换热工质是在完全密闭的管路系统中运行的，因此这类系统也被称为分体承压系统。

图2太阳能分体承压热力系统的运行原理图
3太阳能泵站的定义和基本功能 太阳能泵站是指在家用太阳能分体承压热力系统当中，能够显示换热系统压力并指示换热系统流量状态，装有安全泄压装置，为换热系统介质循环提供动力的设备。普通的太阳能泵站具有以下基本功能： 1.通过温差条件启动或停止，将管路中的换热工质由集热器运送至水箱，将热量传递给贮热系统使水升温。 2.能够显示系统的运行压力和当前的流量状态。 3.装有安全泄压装置，当系统压力大于额定运行压力时进行安全泄压，保证系统运行安全。 4.装有注液装置，可以方便快捷的完成系统的工质填充。 5.采取保温措施，减少泵站部分的热量损失。 4太阳能泵站的组成（见图3） 通过以上对太阳能泵站的功能介绍，可以将泵站分为以下几部分：安全阀、压力表、单向阀、循环泵、流量计、注液阀。

图3太阳能泵站示意图
5太阳能泵站循环泵的选型 在太阳能分体承压系统当中，作为整个泵站的核心元件，循环泵的选择影响着系统换热速度和换热效率。根据不同的工况选择适合系统运行的循环泵可以使整个系统的性能得到提升。 对于整个太阳能分体承压系统而言，循环泵重要的两个参数是流量和扬程。 5.1循环泵流量选取 流量是指在单位时间和规定的扬程内从水泵排出的介质容积。分体太阳能泵站流量的确定取决于整个集热系统的循环流量。整个系统的循环流量与系统所用的集热器类型和集热面积息息相关。在一般的工程设计中，集热器的检测数据不容易得到，所以可以按以下方法进行选型计算。 5.1.1太阳能分体承压系统泵站循环泵流量确定方法1 太阳能分体承压系统集热面积计算： 太阳能分体承压系统是将集热器内的加热介质进行热量传输，通过水箱内置的盘管换热结构进行热量置换从而加热贮水箱中的水，所以分体承压系统属于间接加热系统，这种系统的集热面积可按下式进行计算： （1） 式中： —间接加热集热器总面积，㎡； —直接加热集热器总面积，㎡； —集热器热损失系数，kJ/(㎡•℃•h)； 平板型可取14.4，kJ/(㎡•℃•h)~21.6kJ/(㎡•℃•h)； 真空管型可取3.6kJ/(㎡•℃•h)~7.2kJ/(㎡•℃•h)； —直接加热集热器总面积，㎡； K—水加热器传热系数kJ/(㎡•℃•h)； —水加热器加热面积（㎡）。 其中直接加热集热器总面积按下式计算： （2） 式中： —设计日用热水量，L/d； —用水单位数； —太阳能工质定压比热容，kJ/(kg•℃)； —热水温度，℃； —冷水温度，℃； —太阳能保证率，根据系统使用期内太阳辐照量、系统经济性和用户要求等因素综合考虑后确定，取30%~80%; —集热器采光面上年平均日太阳辐照量，kJ/（㎡•d）; —集热器年平均集热效率，经验值45%~50%； —储水箱和管路的热损失率，取15%~30%。 通过以上两个公式可以确定家用太阳能分体承压热力系统的集热面积，根据不同的用户需求和现场情况确定合理的集热面积，不仅减少了常规能源的浪费，也可取得经济上的收益。 太阳能集热系统循环流量计算： 集热系统循环流量可按下式确定： （3） 式中： —集热系统循环流量，L/s； —单位采光面积集热器对应的工质流量，L/（s•㎡），无条件时可取0.015~0.020L/（s•㎡）； —间接加热集热器总面积，㎡。 通过上述计算，在无法得到太阳能集热器详细检测数据的情况下可以确定循环泵的循环流量。当我们可以收集到相关检测数据的情况时，也可按照以下的方法确定循环流量。 5.1.2太阳能分体承压系统泵站循环泵流量确定方法2 （4） 式中： —单位集热面积循环流量，L/（s•㎡）； —太阳辐照度时变系数； —太阳辐照度W/s； —太阳能系统集热效率，无因次； —太阳能系统工质的密度，kg/m³； —太阳能工质定压比热容，kJ/(kg•℃)； —太阳能系统工质进出口温差，℃。 其中太阳辐照度为实验测试数值，也可按下述方法进行测算： （5） 式中： —倾斜表面月平均日太阳总辐照量，MJ/（㎡•d）； —年平均日日照小时数，h/d； 太阳能集热器的集热效率可按下式计算： （6） 式中： —归一化温差=0时的瞬时效率； —集热器总热损系数，W/（㎡•℃）； —归一化温差（㎡•℃）/W。 其中瞬时效率和集热器总热损系数为收集到的试验测试数据。 （7） 式中： —集热器进口温度，℃； —使用期环境平均温度，℃； —水的初始温度，℃； —贮水箱内水的终止温度，℃。 综上所述，在无法获取集热器试验参数的条件下可采用方法1来测算循环系统的循环流量从而确定泵站循环泵的流量，有条件收集到集热器相关试验参数时可根据方法2确定集热系统的循环流量，进而确定循环泵的流量。 5.2.循环泵扬程确定 太阳能分体承压热力系统整个循环换热管路都是密闭的，介质循环受到的阻力主要为流经集热器中排管和集管时的阻力，流经储水箱盘管换热器时的阻力，流经这个循环管路时的沿程损失和局部水头损失。考虑到设计选型余量，还可以增加一定的附加压力。故循环泵的扬程可按下式方法确定：
（8） 式中： —循环泵扬程,kPa； —集热系统循环管道的扬程与局部阻力损失，KPa； —循环流量经换热盘管时的阻力损失，kPa； —循环流量经集热器的阻力损失，kPa； —附加压力，kPa，可取20~50kPa。 上述参数中，集热系统循环管道的扬程与局部阻力损失按下式计算 （9） 式中： i—单位长度扬程水头损失，kPa/m； Ch—海澄﹒威廉系数，查表可得。 dj—管道计算内径，m； qg—给水设计流量，m³/s。 关于流经集热器和换热盘管时的压力降需要经过相关试验测试获得相应压力降参数。 通过以上论述，循环泵作为泵站的核心部件一定要选择适当，这样不仅可以提高太阳能循环系统的换热效率，还能降低整个太阳能系统的运行成本。此外，选择循环泵时还应考虑其电气安全性能应符合相关规范和标准的要求。