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曼瑞德:淺談太陽能在地暖系統中的應用

   【中國制冷網】摘要:本文介紹了以太陽能熱源為主的地板采暖系統,并有效結合壁掛鍋爐或空氣源熱泵熱源,實現集采暖、中央空調(制冷)、生活熱水為一體的家居舒適系統。闡述了系統示意圖、系統構造、水循環系統、技術特點及原理。本文僅為水系統示意及其技術說明,電氣自動控制系統,有待日后續篇。


    關鍵詞:太陽能、地板采暖、生活熱水、中央空調(制冷)、壁掛爐、空氣源熱泵、流量平衡罐


    當今社會都在忙于應對能源危機(石油、天然氣、煤、電等不可再生資源日近枯竭),能源價格不斷上升,日趨嚴重影響國際經濟形勢和人們的正常生活,尤其是對高能耗下的新技術新產品的應用形成了巨大阻力;開發利用可再生能源和太陽能(永不枯竭)成為q*關注的焦點,我國政府也在大力支持和鼓勵開發和使用新能源和可再生能源。


    從今年入冬進入采暖期來看,全國不少地方出現“限氣令”(如鄭州、揚州),這正是許多以“天然氣作為熱源”采暖的用戶心中的擔憂。太陽能是太陽內部連續不斷的核聚變反應過程釋放出的能量,輻射到地球,人們通過光電,光熱,光化學的方式使之轉化利用以服務人類。其特點是取之不盡,用之不竭,一次投入終身使用,沒有任何污染。也就是說太陽能是綠色環保的、廉價的能源,如何實現太陽能在地板采暖中的有效利用就顯得尤于重要。本文列舉了兩種應用太陽能的地板采暖系統:一種是太陽能+壁掛爐的雙熱源系統,實現采暖與生活熱水功能;另一種是太陽能+空氣源熱泵(或熱泵),可附加輔助電加熱設備的多熱源系統,實現集采暖、中央空調(制冷)、生活熱水為一體的家居舒適系統。


    (1)太陽能+壁掛爐系統


    該系統能實現地板采暖、生活熱水的兩大功能。系統采用太陽能、燃氣壁掛鍋爐兩種熱源,通過一個“流量平衡罐”將兩種熱源有效并機,使整個系統自動化控制,達到操作簡單、舒適性節能的運行效果。已是一種非常成熟的應用方案,已有較多類似的工程實例。  


       


       系統示意圖(圖一):

系統示意圖(圖一)

系統示意圖(圖一)


    (2)太陽能集熱換熱循環系統


    承壓式太陽能集熱板、太陽能循環泵、雙盤管換熱水箱的一組盤管(圖一H1)形成一個閉式循環系統。太陽能循環泵(圖一P5)受溫度控制進行介質內循環運轉,循環介質為專用的防凍液。由于防凍液受溫度影響而產生防凍介質的體積、壓力變化,需在管路中安裝膨脹閥、安全閥、膨脹罐。


    (3)太陽能、壁掛鍋爐的雙熱源并機原理


    太陽能循環系統對雙盤管換熱水箱加溫,換熱盤管(圖一H2)、水泵P3形成一個循環系統,將太陽能的熱源水送至流量平衡罐。與壁掛鍋爐的熱水,在流量平衡罐內混合。流量平衡罐是兩個熱源系統并機的關鍵部件,起到熱源混合與水力、流量平衡分配的作用。


    (4)地暖自控系統原理


    圖一中的地暖水泵P1、P2為地暖循環泵,能起到循環、增壓的作用。如停止水泵運轉,也將對地暖系統實現舒適性溫度控制。在非采暖期間,關閉電動閥(圖一AV1)可以切斷地暖系統。


    (5)生活熱水循環系統


    雙盤管換熱水箱,也為生活熱水的容積式水箱。熱水經三通混水閥,可恒定為50℃的出水溫度,與龍頭管道、熱水循環泵(圖一P4)構成一個中央熱水系統。該系統z*巧妙的設計是,在停止采暖(關閉AV1電動閥)時,壁掛鍋爐的熱水經盤管(圖中H2)對換熱水箱加溫。因此H2換熱盤管具有“雙向換熱”的作用。這樣在太陽能(日照)不足時也能保障充足的生活熱水。圖中的熱水循環泵(P4)能實現熱水管道循環,自動恒定管道水溫,使龍頭出水“即開既熱,無需放冷水”。


      

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