太陽能地暖系統
太陽能地暖系統是由采暖和空調(共用)水箱、地暖水泵、地暖管路、太陽能集熱板組成的供暖系統。當有采暖需求時,自動控制電動閥AV3、AV4打開構成一個太陽能地暖系統。水泵為地暖循環水泵,將地暖水直接打入太陽能集熱板進行熱交換。空氣源熱泵作為二級采暖熱源,當太陽能(日照)不足時,空氣源熱泵系統的換熱盤管將對水箱加溫,這樣能充分滿足水地暖對熱源的需求。
空氣源熱泵的中央空調(制冷)系統在夏季需要制冷時,自動關閉電動閥圖二中的AV3、AV4,切斷太陽能采暖系統;當空氣源熱泵處于制冷工況,熱交換器對水箱水溫降溫制冷。啟動空調水泵,水箱、風機盤管組成一個冷凍水循環系統,通過風機盤管與房間空氣對流進行熱交換(吸收熱量)。
生活熱水循環系統當需要對生活熱水水箱加溫時,需打開兩個電動閥,這樣,生活熱水水箱、三通混水閥、水龍管道、熱水循環泵構成一個中央熱水循環系統。熱水經三通混水閥,出水溫度可保持在50攝氏度。該系統具有兩個獨立的水箱(生活熱水水箱、采暖與空調水箱),夏天空調制冷時,不影響生活熱水的使用。圖中的熱水循環泵能實現熱水管道循環,自動恒定管道水溫,使龍頭出水“即開即熱,無需放冷水”。
太陽能集熱板的防凍、過熱方法太陽能集熱板的防凍、過熱采用水介質排空的處理方法。太陽能集熱板(管)的換熱介質為普通自來水,在集熱板頂部位置安裝一個排氣閥,所配的水箱必須是開敞式保溫水箱。水箱必須放在比太陽能集熱板低的位置,利用介質水的自重實現排空,需要防凍或過熱排空時,將太陽能集熱板中的水排入水箱。
太陽能集熱板(管)的防氧化要求太陽能集熱板(管)需采用特殊技術工藝,確保高效的熱交換性能。由于整個系統屬于開式系統,要求集熱管必須采用抗氧化、抗腐蝕的不銹鋼管。由于該地暖系統處于開式運行,建議選擇抗氧化性能較好的地暖管道。
輔助電加熱設備本系統的兩個水箱,都可配備一組輔助電加熱設備。在太陽能(日照)不足、空氣源熱泵都不能滿足采暖與熱水需求時,啟動電加熱設備對水箱加溫。在系統設計時,要充分考慮根據地域氣候特性、用戶的實際使用狀況、系統初期投資計劃等,盡量使輔助電加熱設備的啟動控制在最短時間內。據筆者了解,一般情況下,輔助電加熱在整個系統中的熱能比應該少于20%,這是評判系統成功設計的要點。
隨著科學技術的不斷進步,隨著太陽能等新能源的開發和應用技術的革新,太陽能將更加集約、高效。也許用不了多久,不再需要其他補充或輔助熱源就可以達到舒適性節能的效果。
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