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    東莞市格尚節能設備有限公司專業生產:空氣能熱水器,空氣能熱泵,

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    公寓熱水工程

    太陽能和空氣能聯合供熱水工程

    返回列表 來源:本站 發布日期: 2021-03-12

    太陽能能源是清潔能源,且取之不盡用之不盡,太陽能熱水器系統技術比較成熟,已被廣泛運用。

    空氣能技術則是使用壓縮機,消耗一定的電量,從環境熱源中吸收低品位熱能,隨后轉換成為較高溫熱釋放到所需的范圍內,理論能效最高達到1:4。但這兩種熱源都受氣候環境的影響,單獨使用都會有一定的局限性。所以,下面針對長江中下游地區的氣候特點,將太陽能和空氣能結合起來,進行全年供熱水、冬天采暖方案設計,既有效地避免了太陽能本身所具備的間歇性和稀薄性等不夠,又解決了空氣能熱泵系統冬天效率低的難題,還能提升系統對氣候變化的適應能力。

    本項目在安微一住宅小區某單位的一三室兩廳房子實施太陽能和空氣能結合供熱水、采暖系統工程,使用太陽能和空氣能作為熱源,將熱源存儲在保溫水箱內,經過熱水管路傳送至發熱末端,達到生活熱水和房子采暖要求,房子采暖使用銅鋁復合暖氣片作為散熱裝置。

    太陽能和空氣能工程

    1太陽能和空氣能聯供系統初步工程

    1.1聯供系統構成原理

    太陽能和空氣能聯供熱水、采暖的系統主要由太陽能、空氣能、儲熱水箱、循環水泵、暖氣片、控制系統及管網等構成,系統結構如圖1所示。太陽能和空氣能構成并聯系統,當太陽輻射足夠強時,不運行空氣能,太陽能子系統集熱能能夠達到熱水負載要求;當輻射不夠或陰雨雪天氣時,空氣能子系統運行,直接對保溫水箱中的水加熱至額定溫度。

    太陽能和空氣能聯供熱水、采暖系統框圖

    圖1太陽能和空氣能聯供熱水、采暖系統框圖

    1.2聯供系統安裝工程

    項目實施場地為安徽省六安市某住宅小區住宅,建筑面積大約106m2,實際采暖面積為62m2。試驗場地平面設計圖如圖2所示,建筑外墻為240毫米的磚墻,外墻設有保溫層。窗子為鋁合金雙層窗,在這當中房間1和客廳陽臺有推拉玻璃門,2個陽臺不屬于采暖范圍。地板材質為瓷磚面層,地板埋管使用混凝土預埋管。

    預安裝位置圖

    預安裝位置圖

    太陽能熱水器使用格尚節能壁掛式集熱式太陽能內置的80L承壓水箱,其水箱為不銹鋼保溫水箱,安裝于南邊陽臺東墻上,太陽能熱水器集熱板掛陽臺外,集熱板與外墻成30°夾角,集熱面積為1.44㎡,空氣能熱水器位于所在樓層東北角外的一塊平臺。

    系統使用自動控制系統控制熱源的采集與使用。

    將冬天房間供暖標準設為q=45W/m2,參考房間面積為S=60m2,需要配備的空氣能壓縮機輸出功率Q=q×S=2700W,一天按15小時計算,房子屋內總需最大制熱量為Q=45×60×15=40500W。

    1.3采暖末端型號選擇及計算

    房間采暖的散熱方法選用銅鋁復合暖氣片,其優勢是散熱快、易維護,更重要的是可有效的防止水質污染。項目中暖氣片有5組,方案單片高度為1800mm,這樣其橫向占用空間小。分別裝在房間1、房間2、房間3、客廳和餐廳墻上,衛生間內選用衛生間專用的銅鋁復合小背簍散熱片,位置如圖2所示。

    所選用的單根1800mm暖氣片,理論散熱380瓦至400瓦,可采暖面積3.8m2。房間1面積16.1m2,必須6片。房間2面積8.6m2,必須4片。房間3面積7.2m2,必須3片??蛷d面積18.5m2,必須7片。餐廳面積11.6m2,必須5片。

    2安裝方案

    2.1熱水循環系統方案1

    位置安裝設計好后,必須設計管道預埋和熱水循環水路。為發揮出太陽能熱水器和空氣能熱水器的聯合效應,小編考慮到把太陽能熱水器放置于空氣能熱水器前面。這樣太陽能熱水器出來的熱水溫度達到設定溫度時,空氣能熱水器就無需耗電加熱。該系統的優勢就在于采用可再生資源———太陽能,在一定程度上可以節省能源的消耗。方案1所設計的熱水循環系統如圖3所示。

    將太陽能的熱水出水口和空氣能熱水器的冷水口即進水口連接,空氣能熱水器的熱水出水口直接與供熱末端裝置(如淋浴或暖氣片)連接。房間1和太陽能之間有一個單向閥,熱水可以流向太陽能的進水口,但冷水口的水因為單向閥的功能無法流向供暖設備,可保證熱水的溫度不受冷水的干擾。

    熱水循環系統方案

    2.2熱水循環系統方案2

    如圖4所示,太陽能熱水口和房間里的暖氣片串聯,房間3的暖氣片出水口通過泵及閥2連接到空氣能熱水器冷水口即空氣能熱水器進水口,空氣能熱水口依次通過洗菜盆、臉盆、淋浴等裝置,再經閥3(單向閥,功能同方案1)送入到太陽能冷水口,形成一個大串聯回路。

    閥2的功能是為冬季采暖提供水路循環,當非采暖季節,將閥2合上,閥1打開,太陽能的熱水不通過各暖氣片直接流入空氣能熱水器冷水入口,減少了熱水循環線路,減少熱損耗。

    熱水循環系統方案

    2.3兩種熱水循環系統工程項目相比

    熱水循環系統工程項目1中,太陽能熱水器儲水箱的熱水與空氣能入口相連接,假如熱水溫度達到設定溫度,空氣能不需要耗電加熱;假如熱水溫度低于設定溫度,空氣能熱水器將其加熱至額定溫度,供熱負荷使用。在熱水使用的過程中,操作水位的降低,需要涼水盡快為太陽能儲水箱供水,因為補水的注入使熱水溫度下降,但經過太陽能和空氣能兩級加熱,不影響生活熱水及采暖熱水使用。工程項目1的缺點是在非采暖季節,熱水流經的線路較長,熱損耗較大,且流速越快,熱損耗越大。

    熱水循環系統工程項目2中,空氣能熱水器的熱水經過生活熱水使用裝置流入太陽能儲水箱入水口,太陽能熱水經過房間暖氣片流入空氣能熱水器。在非采暖季節,可將各暖氣片的閥門關上,太陽能熱水直接流入空氣能,減少管路的熱損耗。因為平板式太陽能是涼水頂熱水才能夠使用,在采暖季節,太陽能熱水器涼水的注入雖說不影響生活熱水的使用,但在大量使用熱水時,會嚴重影響采暖效果。

    熱水循環系統工程項目1與熱水循環系統工程項目2都是將太陽能作為預熱系統,充分利用太陽能,提升 空氣能入口水溫,有效節省能源。兩種熱水循環系統工程項目不同的是:工程項目1的太陽能熱水口和空氣能相連接,經過兩級加熱送入暖氣片裝置,太陽能涼水的補入不影響采暖效果;工程項目2中太陽能熱水經過暖氣片裝置流入空氣能,在采暖季節,不使用生活熱水即無涼水補入時,熱水在系統中循環采暖,不影響房間采暖效果,若采暖同時使用生活熱水,涼水的補入會降低水箱溫度,因為太陽能加熱的滯后性,使得暖氣片中的水溫迅速降低,嚴重影響采暖效果。綜合比較,決定采用工程項目。

    熱水循環系統工程項目1預埋施工管道的平面圖如圖5所示:

    熱水循環系統預埋管道圖

    圖5熱水循環系統預埋管道圖

    預埋管道熱水循環系統部分參數如表1所示。

    表1熱水循環系統熱水管道參數

    熱水循環系統熱水管道參數

    3結論

    太陽能和空氣能聯合供熱、供暖系統是降低建筑能耗研究的熱點,對節約能源和環境保護具有重要意義,但在具體安裝施工中有許多細節值得研究和探討。本文通過比較熱水循環系統工程項目1與熱水循環系統工程項目2,綜合考慮生活熱水及采暖效果,選用工程項目1為施工方案。熱水循環系統預埋管道(如圖5),將太陽能作為預熱系統,能夠最大限度地發揮利用太陽能的節能潛力,同時也解決了低溫環境下空氣能運行工況惡劣的問題。當陰雨雪天氣時,啟動空氣能,滿足熱負荷要求。

    太陽能和空氣能工程


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