太阳能系统与地源热泵系统

摘要：本文通过对地源热泵热力循环过程分析，太阳能辅助地源热泵系统各组件特性研究、系统运行特性等的研究，得出：就集热效率而言，无蓄热时太阳能集热器的集热效率高于有蓄热时。但就总体效果来看，有蓄热装置要优于无蓄热，地源热泵系统运行稳定。

(一)工程名称 ：开滦集 团机关浴池燃油锅炉供 热水改造为太阳能、空气源热泵、锅炉供暖管网联合 为浴池制取热水 。 (二)工程地点 ：唐山市开滦集团公司机关院内。 (三)浴池现供热水方式：有一台燃油锅炉，每天 生产大约40吨洗浴用热水。 (四)工程内容 ：取消浴池的燃油锅炉，改为太阳 能、空气源热泵、锅炉供暖管网联合为浴池供应热 水。 (五)建筑情况 ： 1、此浴池位 于开 滦集 团公 司院内，为单 层框 架 式结构建筑，层高约为4m，屋顶为现浇屋面，两侧向 中间坡度约 15。，东西长 33m，南北 l0m； 2、浴池南侧为一个宽度 3m，与建筑东西同长度 的花圃，可用来摆放水箱 ； 3、浴池屋顶正中有一个 10t高位水箱，此水箱为 碳钢板焊接水箱、外围实体墙砌筑保温层，高度为屋 顶以上 2m左右 ； 4、浴池西侧为职工食堂，东西方向约 15m，食堂 西墙外约 2m处为暖气主管道，如考虑冬季采用板式 换热器换热，可由此处做一次循环水的接口； 5、浴池西侧 20m左右为职工宿舍楼 ，3层砖混建 筑，东西 长约 45m，南北 约 13m，屋 顶 面积约 为 58Om ，现浇混凝土屋顶，南北散水坡度约为 5。； · 62 · (六)关于浴室用水特点及用量 ： 1、浴室分男女两部分，共计淋浴喷头(带花洒) 50个 ，为单管供水方式 ； 2、男浴室布置有 大一小两个 泡澡 池，容量约 为 15吨； 3、全天两次用水； 4、第一次为每天 12：0o～14：00，第二次为每天 16：30 ～18：3O； 5、日用水量：日消耗热水量为 41．4t；此方案设 计按 50t／，天计算 ； (七 )燃料用量消耗 ： 目前每月的燃油量为 9076升 ，燃油价格 6．5 升 ；现在每月的燃油费用支 出590o0元。 二、工程方案说明： l、取消燃油锅炉，安装太阳能、空气源热泵、安 装板式换热器。主要通过 太 阳能 来制 取洗浴用 热 水 ，但由于现场只能安装 450 太 阳能面积不能满 足 50t的热水需求 ，故投入辅助能源 。既充分利用热 泵、板式换热器、低谷电。为了节约能源，最大限度 地降低辅助能源的消耗是控制运行方式的关键。这 三种辅助能源比较：冬季运行时的板式换热器成本 最低，低谷电热泵运行费用其次，故 ： 冬季太阳能不能满足的情况下，以附近锅炉供 暖管网板式换热器为主要辅助 能源，对水箱进行循 环加热(暖气一次水量可调 ，太阳能可以满足用水要 求时，可减少或关闭板换)，当板式换热器不能满足 时，系统自动在白天转换到热泵机组制取热水； 为了节约能源，新的工程方案是：450 太阳能 +3台空气源热泵 +15IIf板式换热器 。 2、太阳能集热面积 ： 按 日用水量 50t(45℃ 一48℃)，太 阳能四季使用 并综合场地情况及一次性投入、资金回收年等因素， 确定太阳能集热面积为 ：45O (计算过程略)，布置 在办公楼或者宿舍楼屋顶(已核算，能满足安装要 求)； 3、关于辅助能源：3台热泵 +15 板式换热器 由于太阳能系统受阴雨环境影响较大，为保证 全天候正常供水需求，采用辅助能源予以补充，具体 方式如下 ： 春秋夏三季，采用空气源热泵热水机组 1FS— sKR1600M(s)3台，作为辅助能源，在阴雨天，太阳 能不能满足热水制取要求时，启动热水机组进行补 充 ，热泵机组 的选型原则为 ：春秋夏 3季 阴雨天时 ， 全功率运行能够在 15h内，满足50t热水需求； 冬季运行，采用空气源热泵热水机组 TFS— SKRl60oM(S)3台 +15 板式换热器，冬季采暖期 www.zhulong.com 张 明昭 ：太 阳能 、空 气源热 泵 系统 、锅 炉供 暖联合 供 热方 式的探 讨 以太阳能为主，空气源热泵与板式换热器为辅的方 式制取热水 ，当深冬极 限天气 出现 ，板式换热器不能 满足热水制取 时，热泵机组 原则上在夜 间低 谷 电时 段对水箱循环加热(此功能可做成 PLC自动控制 ，也 可手动 )； 3、关于系统的最佳运行模式： 由于 45O 太 阳能面积不能满足 50t的热水需 求，故每天投入辅助能源是必需的，如何充分利用热 泵、板式换热器、低谷电，最大限度地降低辅助能源 的消耗是控制运行方式的关键，就辅助能源而言，这 三种辅助能源 比较 ：冬季运行 时 的板式换热器成本 最低 ，低谷电热泵运行费用其次 ，故 ： 冬季太阳能不能满足的情况下，以板式换热器 为主要辅助能源，对水箱进行循环加热(暖气一次水 量可调，太阳能可以满足用水要求时，可减少或关闭 板换)，当板式换热器不能满足时，系统 自动在 白天 转换到热泵机组制取热水 ； 4、关于浴池供水方式 ： 仍然沿用浴池屋顶 l0t水箱作为供水恒温水箱； 1O吨水箱中的恒温水来源由50t水箱利用水泵 调取 ； 为保证 1Ot水箱的恒温，在调水管线中间加装手 动浑水装置(参照凤南浴池操作方式)此种方式调整 灵活、工人的操作简单、水温控制精度较高，更加适 用淋浴与泡澡池供水温度不同的实际情况； 5、关于水处理 ： 硅磷晶使用浓度达到 1—3ppm时，可与 自来水 中的钙(Ca)、镁(Mg)离子形成络合物起阻垢分散作 用。同时与铁 Fe2+等金属离子在管内壁形成具有 亲和力的分子膜，从而隔绝水中溶解氧与金属的化 学反应，预防铜铁等金属结合点发生电偶腐蚀。形 成的这种分子膜(1 )能自动修复形成长期稳定的 防腐体系，起防锈防腐作用；彻底解决黄锈水现象。 6、关于板式换热器 ： (1)采用四平换热设备有限公司生产的V系列 板式换热器； (2)技术指标： 供热管网一次水 ：65c【=／45℃； 水箱循环二次水：10qc／5O℃； 压力 ：1．OMpa； (3)设备选型：BR0．12一l5 ； 7、关于水箱 ： (1)采用双层不锈钢保温水箱，保温层厚度 50删 咀； (2)箱体采用食品级 Sus304—2B不锈钢材料制 成的组合模块现场装配； (3)水箱 内胆采用 304食品级不锈钢氩弧焊接 而成，厚度 1．2—2．5耻 。保温采用聚氨酯高压发 泡，发泡厚度 为 5OIIlIn。外胆 采用 2O1不 锈钢板模 块。内部拉筋，内外均设有不锈钢爬梯，顶部设有维 修人孑L。 (4)水箱保温性能 12h温降为 ：2℃ 一4℃ ； 8、关于智能控制系统 ： (1)采用触摸式 PLC可编程智能控制器； (2)实现太阳能自动运行、空气源热泵热水机组 自动运行 、板式换热器 自动运行的联控 ； (3)一体式控制器，触摸式人机对话，彩屏显示 系统运行状态 ； 安全保护措施： 防风措施： 太阳能集热器支架采用标准模块式组装支架， 采用喷塑防腐，确保整体稳定、耐用；每排支架采用 连接件连接，形成整体，整体支架与墙体或基础底座 进行锚接，增加抗风能力 。 防雷措施 ： 与建筑一起形成网架避雷装置，屋面以上太阳 能系统的设计高度只比屋面高出不足 1．8m。将太 阳能支架与建筑避雷网架连接，形成整体防雷网架。 具体操作参照 GB50057《建筑物防雷设计规范》执 行。 防漏电措施： 系统内的设备，采取严格接地措施 ，并测量确认 接地良好防止漏电伤人；电器选择优质国标器件，并 严格按照电器规范来设计安装；所有电器均设有漏 电保护，一旦漏电立即切断供电确保人机安全。 水泵保护措施 ： 任何水泵长时间空转就会造成损坏，本系统中 设有水位保护，水位信号将传递给每套二级控制系 统和变频控制柜，一旦缺水，所有水泵立即停转。 5．结论 太阳能、空气源热泵作为可再生能源，在建筑领 域的能源利用中发挥着越来越重要的作用，它们的 应用是解决我 国能源和环境 问题 的重 要措施之一。 本文详细阐述 了太阳能系统与空气源热泵系统、供 暖管网系统联合供热、制冷的原理，分析了太阳能系 统与空气源热泵系统的优化运行模式 ，为可再生能 源的合理利用提出建议。

本资料为：空气源热泵+太阳能+电辅热热水原理图，多个系统图，供参考，谢谢，

本资料为：太阳能热泵组合系统中的设备能量平衡，共3页，内容详实，可供参考。

太阳能、热泵热水系统设计图纸

简述了太阳能—热泵中央热水系统形式，介绍了其工作原理和各组成部分的设计要求以及工程应用实例。

本资料为：太阳能辅助加热的土壤源热泵应用研究，共4页，内容详实，可供参考。

本工程为经典地源热泵及太阳能空调CAD布置图，包含设备材料表，设计施工说明，地源热泵空调系统原理图等，图纸内容完整，表达清晰，制图严谨，欢迎设计师下载使用。

本系统为某老年公寓太阳能加空气源热泵热水系统供水原理图，系统包括三台10匹空气源热泵，62组47×1600×50太阳能集热器，20吨水箱，及配套的水泵、管路、阀门等配件的详细选型。

本资料为:太阳能辅助热泵和热水器系统的设计与分析，共3页，内容详实，可供参考。

本资料为：相变蓄热装置在太阳能热泵系统中的应用，共3页，内容详实，可供参考。

本资料为：太阳能、热泵与低温地板辐射采暖系统，共3页，内容详实，可供参考。

本资料为：太阳能热泵-地板辐射采暖系统的应用研究，内容详实，可供参考。

本项目位置江苏，大楼使用性质是厂房。热水主要用于厨房（500人）及沐浴（120人）采用太阳能加空气源热泵系统！！

本资料为：绿色建筑与土壤源热泵系统，共4页，内容详实，可供参考。

本稿为地源热泵系统设计及工程指导， 第一节 概述 第二节 地下换热系统设计 第三节 热泵机房及末端系统设计 第四节 工程实例

本资料为南京某楼地源热泵系统设计，内容简介：本工程总建筑面积91557.18m2，地上建筑面积为68115.62 m2，分为1-6＃楼。其中1＃、3＃、4＃为十八层的高层塔楼，2＃、5＃、6＃为七层的中高层塔楼。

本资料为地源热泵空调系统的详细设计，分析了地源热泵系统的特点,对地源热泵空调系统设计过程中经常遇到的冷热负荷确定,地热换热器的选型,室内空气的气流组织形式,热泵的容量等问题进行探讨。内容详实，值得参考下载。

内容简介 高温地源热泵是中国科学院广州能源研究所依托中科能集团在国内独家研制、开发、生产的。该类产品在日本和欧洲应用较多，技术上已相当成熟。该产品的问世，解决了高寒地区的热泵供暖以及用高温地源热泵取代锅炉而仍采用暖气片热水式循环的采暖改造。

地源热泵系统在在施工过程中的详细组织安排，包括详细的施工措施，施工步骤，施工计划等等。

家用空气源热泵辅助型太阳能热水系统技术条件GBT23889-2009

浙江嘉兴湘府五层楼地暖、地源热泵空调、太阳能系统设计，图纸包括：门窗表，地下层-五层、机房层地暖平面图，剖面图，地源热泵经纬平面布置图，地埋管水平管平面，土壤换热器原理图，主要设备材料表，设计说明，地下一层-五层空调风管、水管平面图等。

本稿件是某太阳能工程发电系统图纸，设计包含太阳能电池方阵分部图、交直流柜连接原理图、配电室电气系统图、太阳能发电系统汇流示意图、发电系统总电气图、线缆连接预留图、汇流箱示意图、并网逆变器及交直流柜分布图。 全套图纸内容详细，非常值得大家参考！

本资料为：太阳能空调及供热综合系统，共4页，内容详实，可供参考。

 新建建筑光伏系统的安装施工方案应纳入建筑设备安装施工组织设计与质量控制程序，并制定相应的安装施工方案与安全技术措施。

土壤源热泵试验的初步研究表明：其冬季运行一段时间之后，存在性能降低和出现保护工况。为提高土壤源热泵的性能，在负荷匹配的情况下增加其经济性，本文提出了太阳能辅助加热方法，在原有热泵试验台的基础上增设太阳能系统，组成太阳能－土壤源热泵系统试验装置。介绍了太阳能热泵系统的形式和组成，包括太阳能集热器形式选择、集热面积确定、贮热水槽的要求和换热器的安装位置等。在此基础上，着重进行了冬季供暖工况的研究，在冬季理想供热循环时，得出供热系数与埋管进出口温度、空调热负荷的关系，可知在增设太阳能辅助系统之后供热系数能有较大提高。

本资料为：太阳能-地源热泵三联供户式中央空调技术，共4页，内容详实，可供参考。

本资料为：太阳能辅助供暖的地源热泵经济性分析，共3页，内容详实，可供参考。

本项目占地119658m2, 总建筑面积约47.4万 m2，其中地上建筑面积约41.1万m2，地下室部分约6.3万m2。住宅总户数：5935户。

太阳能的优点在于环保、可免费使用；但其缺点恰恰是每天的太阳辐射具有不确定性。另外，随着季节变化，太阳辐射量也有较大的变化。因此，仅靠太阳能来满足全天24小时供应热水是不现实的。通常的做法是采用太阳能与其它辅助能源联合供应热水的方法，优先利用太阳能产生的热水，当太阳不足时，再利用辅助能源补充。 热泵热水系统是热泵技术在生产热水方面的一个应用，它的供热方式与传统的热水系统截然不同，是以空气、水、土壤等为低温热源，以电能为动力从低温热源吸取热量来加热生活用水，热水通过循环系统直接送入用户。热泵热水系统是一种高效的供能技术，避免了传统燃油、燃气和电热水器能耗大、污染严重、费用高等缺点。

本资料为：太阳能热泵供热制冷系统的设计分析，共2页，内容详实，可供参考。

本资料为：太阳能—热泵组合空调／热水系统简介，共3页，内容详实，可供参考。

本资料为：太阳能热泵低温地板辐射供暖系统的研究与展望，内容详实，可供参考。

内容简介 广州XX路职业技术学院本次招标项目学生宿舍1栋共8层。工程为热水系统楼面部分及热水系统供水管道到各层房间接口。要求热水系统包括太阳能、热泵热水机组及保温储水箱等，太阳能、热泵机组及保温储水箱放置在天面层。电源及自来水给水管道由招标人就近提供接口。

资料目录 一、住宅建筑的能耗 3 二、住宅建筑常用冷热源方式 3 三、冷、热源系统设计选型的原则 4 四、太阳能在住宅建筑中的应用 4 五、地源热泵技术在建筑中的应用 6 浏览详细目录>> 内容简介 太阳能热泵联合供暖系统设计方案的可行性分析及系统介绍。

太阳能、热泵组合热水系统解决方案，安装地点为山西。 补充说明：太阳能循环：检测T1温度，当T1≥T2达到8°C以上，太阳能循环泵启动；当T1≥T2温差少于4°C时循环泵停止。水箱换热循环：3T水箱与1T水箱水位等高安装，自然补水；热泵循环：若温度感应T3温度低于50°C，则热泵循环泵启动，热泵延时启动；当T3大于53°C时，热泵关闭，热泵循环泵延时关闭。

本图纸为某地大学宿舍太阳能热泵热水系统图，包括平面图、系统图、说明等，内容详实，可供参考。

此方案正在试点中,水箱为承压式800L,水箱内фmm12紫铜盘管.空气热源泵暂定6kw.

太阳能辅助地源热泵供热的可行性研究