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太阳能 加空气能双能互补效益最佳
时间:2017年11月24日来源:百度百科作者:百度百科

太阳能+空气能,双能合 璧的系统设计和控制方法

 2016-08-18 快递直投 


《热泵市场》杂志

文_徐海政

 

空气能 和太阳能产品吸引客户的共同卖点都是节能、环保,在特定 的产品价值方面二者处于竞争和相互代替的关系,同时在安装、渠道开发、市场推广等方面,都有着 很大的交叉和共性。如果太 阳能热水器与空气能热水器能够实现有效融合,真正双剑合璧,将会比 单打独斗更有力量。

 

尤其是很多省市,因为太阳能 属于可再生能源,而空气 能热泵暂时未能纳入可再生能源范畴,政府更 有积极性去推动太阳能的应用,相应的 就有财政补贴和优惠。很多甲方、开放商,为了能 够拿到这个补贴,也倾向于采用“太阳能+空气能”的双能工程。那么,两者的配比比例、管道连接、水箱配置、系统控 制等问题成了重点。


双能合璧的系统构成

 

空气能 和太阳能双能源组合系统它主要由太阳能集热器、空气能主机、供热水箱、水泵、电磁阀等组成。在晴天,由太阳 能真空管集热器吸收太阳辐射能直接加热水箱内的冷水,当自动 控制装置探测到水箱内的温度达不到设定值时,热泵开始工作,从而达到能源互补,节能效果显著。

 

空气能 取代电辅热与太阳能结合,所结合 的部分依然是水路,实现了水电分离。对于阴雨天多的地区,用空气 能要比用电辅热节能,对于日照充足的地区,而相对 用水量大的客户,空气能的辅助制热,缩短了 提供热水的时间,满足客 户快速需要热水的条件。

 

太阳能 和空气能的配比需要根据场地、当地气 候特点和用户用水量来确定,比如在阳光充足、光照时 间长的云南或西藏地区,太阳能 配比则可以偏大一些,而在江南或一些山区,则可以 相对提高空气能的配比。笔者有 个朋友在湖南永州,一个4吨水项目,他采用6台36只管的太阳能,空气能主机为6P,配置一个4吨的水箱。

 

系统连接和控制

 

1、 单水箱系统

 

太阳能 与空气能结合的单水箱系统又分为两种,一种是 目前很多厂家都在生产所谓的家用太空能产品,供热水 箱就是太阳能水箱。


家用太 空能热水器单水箱系统的连接方式有四种,一是将 空气能的上循环(热水)出水口 与太阳能的冷水补水口接在一起,并在结 合点后面安装一个单向阀,保证热 水只流向太阳能水箱,下循环口(冷水)与溢流口连接。


 

二是将 空气能的上循环口(热水)与用户 的热水出口相接,下循环口(冷水)与太阳 能的溢流口相接,这种连接方法,当用户没有用水时,空气能 对太阳能水箱加热,当用户用水时,空气能 的热水随太阳能水箱的热水一起供给用户。




三是将 空气能的上循环口(热水)通过一 个三通与太阳能的预留口连接,下循环口(冷水)与溢流口连接。如果将 以上的连接方式反过来连接,有可能 导致水泵空载运行,(当用水量很大时,补水很 慢导致预留口处没有水)。



 

四是将 空气能的上循环出水口(热水)与太阳 能的溢流口接在一起,下循环 口与冷水补水口连在一起,并在结 合点后面安装一个单向阀,防止停水,导致太 阳能水箱的水不经过空气能主机而直接从冷水补水管回流。



 

空气能 电源线连接在太阳能仪表电加热的接线端,空气能仪表不需改变,系统控制的原则,通过太 阳能水位温度传感器给一个信号,该信号 主要是供给太阳能仪表上电加热(本系统 中已经变为空气能主机电源)是否启动即通电工作。

 

工作条件的设置,需要通 过太阳能仪表设置启动电加热(本系统 中已经变为空气能主机电源)的温度值,建议设置60℃,再设置一个时间点,比如下午三点,满足以 上条件空气能主机通电,再通过 空气能主机检测决定机组是否启动。

 

主机与 水箱之间的连接通过在太阳能进水口加一个三通,连接到 空气能主机进水口,在太阳 能和主机进水前安装电磁阀进行补水,注意加 装止回阀防止停水后水箱里面的水倒流,空气能 水箱温度探头放置方法是取出太阳能电加热,拧开外丝顶端的外壳,在里面 找到放置探头的那个管口,然后取 出里面探头将空气能主机探头放进去即可(此系统 电辅热不再使用),太阳能 仪表水位传感器按正常位置放置。

 

另外一 种单水箱系统则大多为商用热水工程,单独使 用一个供热水箱,有太阳 能和空气能两种热源来加热。

 

当集热 器上循环末端出水口温度和太阳能水箱的温度的温差到达设定值时(如5℃),太阳能循环泵启动,通过循 环加热太阳能水箱内的水,当温差 低于设定温度时(如2℃),太阳能循环泵停止,集热系统停止循环。通过定时补水控制,在设定的时间段(可设定 每天用水结束后)检测水箱的水位,当水箱 中的水位未满时,开启补水电磁阀,补水至 水箱水满时关闭补冷水电磁阀。

 

空气源 热泵机组作为辅助加热,加热的 时间段可以根据实际情况来设定,比如在 每天上午检测水箱的水温,如果水 温低于设定温度20℃时,控制系 统开启空气源热泵机组,对水箱进行加热,加热至 设定温度时停止;下午检测水箱的水温T3,如果水 温低于设定温度35℃时,控制系 统开启空气源热泵机组,对水箱 中的水进行加热,加热至 设定温度时停止等。

 

供、回水控 制方法是在供热 水管上安装加压回水泵和供水电动蝶阀,受管网压力、温度、供水时间段控制,当管网 有用水并达到供热水时间时,启动加压泵供应热水。在管网 末端设定温度回水电磁阀,管网末端温度低于40℃时电磁阀开启,高于45℃时回水电磁阀关闭。

 

一般而言,商用单 水箱系统较为简单,对降低 工程造价有一定的帮助。但是集 热器和辅助能源对同一水箱中的水加热,系统整 体控制复杂程度增加,集热器 和辅助能源的工作的时间上存在着交叉,降低对集热器利用率。

 

例如当 供热水箱水中的温度达到45℃时,而集热 系统是靠温差来循环的,只有温 差达到一定的范围才能将集热器中的热水带到水箱中,假设集 热器中的热水已达到42℃,但温差没达到要求,那42℃的热水 就不能进入到供热水箱中,如果刚 好此时供热水箱在这一时段水位没达到一定的水位,补水电 磁阀又开启补充冷水到供热水箱中,辅助能 源这时启动消耗电能将水加热,这样就 造成了能源的浪费。

 

2、 带过渡 泵的双水箱系统

 

带过渡 泵的双水箱系统相比单水箱系统,解决了 集热器和辅助能源工作上的交叉,有利于 发挥各自的功能,辅助能 源的控制也变得很简单,只受供 热水箱水温控制。

 

再者,系统在 供水方式的形式上可根据学校的具体要求选择定时供水或是全天候供水,主要归 功于供热水箱中的水温波动较小。

 

实际运行过程中,有时由 于供热水箱中的的水位探头位置没有调节好,造成过渡泵不启动,过渡水 箱中的热水无法被输送到供热水水箱中,造成太 阳能资源的浪费。

 

当过渡水箱满水位时,为温差强制循环模式,集热器 上循环末端出水口温度和过渡水箱底部温度的温差大于5℃(可调)时,太阳能循环泵启动,通过循 环加热过渡水箱内的水,温差小于2℃(可调)时,太阳能循环泵停止。

 

当过渡 水箱未达到满水位时,为定温放水模式,集热器 上循环末端出水温度大于55℃时(可调),定温补水泵启动,将集热 器中的高温水顶入到过渡水箱中,温度小于45℃或过渡水箱满水位时,定温补水泵停止。当系统 检测到过渡水箱水温大于50℃(可调)且供热 水水箱水位未满水时,过渡泵启动,将过渡 水箱中的热水抽到供热水水箱中,当供热 水水箱满水位或过渡水箱处于下限水位时,过渡泵停止。

 

空气源 热泵机组通过电磁阀控制,可以在 不同的时间段进行辅助加热,例如在 每天上午检测供热水箱的水位,如果水位低于设定30%时,打开补 水电磁阀进行补水,直至水位达到30%为止,热泵机组启动,对供热水箱加热,加热至 设定温度时停止;在每天 中午检测供热水箱的水位,如果水位低于设定50%时,打开补水电磁阀补水,直至水位达到50%为止,热泵机组启动,对供热水箱加热,加热至 设定温度时停止;

 

在每天 下午检测供热水箱的水位,如果水位低于设定75%时,打开补 水电磁阀进行补水,直至水位达到75%为止,热泵机组启动,对供热水箱加热,加热至 设定温度时停止;

 

在每天 下午检测供热水箱的水位,如果水位低于设定100%时,打开补 水电磁阀进行补水,直至水位达到100%为止,热泵机组启动,对供热水箱加热,加热至 设定温度时停止。

 

系统控控制上,在供热 水管上安装加压回水泵和供水电动蝶阀,受管网压力、温度、供水时间段控制,当管网 有用水并达到供热水时间时,启动加压泵供应热水。

 

在管网 末端设定温度回水电磁阀,管网末端温度低于40℃时电磁阀开启,高于45℃时回水电磁阀关闭。

 

定温补 水泵的选型也应注意其扬程及流量,应避免其频繁地启动,尽量让 其每一次运行的时间稍长点,形成冷 水顶入集热器时,在流动 的过程就可以缓缓升温被加热为热水,所以定 温补水泵的流量可以适当的选小点。

 

3、无过渡泵双水箱系统

 

无过渡 泵的双水箱系统是总结了前面两个系统的经验而设计出来的,以双水 箱之间高位连通管来代替过渡泵,从而降 低了系统控制的复杂性。设计时 必须合理的分配双水箱容积的比例,以及确 定高位连通管的开孔位置,高位连 通管的管径也尽量选大点,增加其过流能力,大致是 比补冷水管管径大上两个规格。

 

当集热器 上循环末端出水口温度和过渡水箱底部温度的温差大于5℃(可调)时,太阳能循环泵启动,通过循 环加热过渡水箱内的水,当温差小于或等于2℃(可调)时,太阳能循环泵停止。当过渡 水箱平均水温大于55℃时(可调),补水电磁阀开启,将过渡 水箱中的热水顶入到供热水水箱中,直至小于40℃时(可调)或供热 水水箱满水位时,补水电磁阀关闭。

 

空气源 热泵机组通过电磁阀控制,控制原理的方式与带过渡 泵的双水箱系统一样。系统控制上,在供热 水管上安装加压回水泵和供水电动蝶阀,受管网压力、温度、供水时间段控制,当管网 有用水并达到供热水时间时,启动加压泵供应热水。在管网 末端设定温度回水电磁阀,管网末端温度低于40℃时电磁阀开启,高于45℃时回水电磁阀关闭。

 

版权:本文首发于《热泵市场》杂志8月刊。欢迎索阅,首期免 费快递直投上门。请留言你的“姓名+手机+公司+地址”即可。




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精选留言

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  •  6
    有10000平米安居扶贫工程,每户70平米,那怎么安装,配置太阳能+空气能,。工程现在正在建设,大约要投资多少钱,都平房,分户采暖,每户3间房

    2016年8月19日

  •  3
    70平米的采暖,怎么配 置空气能和太阳能,大约需要多少钱

    2016年8月18日

     
    作者回复
    家用的不推荐,造价太高。又不是 科学家搞科学实验,搞那么复杂干吗?再说冬 天太阳能效率又不高

    2016年8月18日

  •  2
    有过这样的工程!节能效果不错,具体数 据因安装及地区不通而不通

    2016年12月28日

  •  2
    本文中 双热源系统控制方式法和原理图由成都市峰源节能设备有限公司李晓锋提供,另外,感谢湖 南永州经销商瞿才英以及广东日出东方空气能有限公司孙君生提供相关经验的介绍和项目图片!

    2016年8月18日

  •  1
    已经有太阳能,150平方米 的房子需要怎么配置?还需要多少钱?

    2016年12月28日

     1
    作者回复
    在哪?什么建筑?采暖还是热水?主要采 暖房间窗子多大?向不向阳?末端是什么?有没有特殊需求?说不清楚的留电话,直接电话沟通

    2016年12月28日

  •  1
    冬天取暖,夏天制冷,热水工程的系统

    2016年8月24日

     1
    作者回复
    当然可以

    2016年8月25日

  •  1
    别墅适合用吗?

    2016年8月20日

     
    作者回复
    当然适合。各地政 府对大面积采用这种系统的工程都有补贴的

    2016年8月22日

  •  1
    是个好方法

    2016年8月19日

  •  1
    联系我

    2016年8月19日

     
    作者回复
    又不认识你……

    2016年8月19日

  •  
    奉劝选择性吸收呵呵

    2016年8月24日

     
    作者回复
    说得对,有人批 评说不能用同一根管

    2016年8月25日

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