太阳能热泵采暖与热水组合系统

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1、太阳能热泵采暖与热水组合系统　　摘要太阳能采暖系统和太阳能热水系统的基本构成是非常相似的。将太阳能加热泵技术的地热盘管采暖系统和太阳能热水系统建成同一套系统，并将这种系统称为So1arCombisystem。“太阳能组合系统”。利用同一套太阳能采暖和热水组合系统，既可以为建筑物提供房屋采暖，又可以为用户提供生活热水。中图分类号：TK511文献标识码：A文章编号：一太阳能组合系统的特征１采暖负荷和生活热水负荷的比较太阳能组合系统跟太阳能热水系统相比较，两者都是利用太阳能集热器收集太阳辐射能并将其转换成热能，而且都将产生的热量传输到

2、储热装置。然而，太阳能组合系统与太阳能热水系统之间的最大不同之处在于：前者的太阳能集热器需要提供采暖和生活热水两个负荷，而后者的太阳能集热器只需要提供生活热水一个负荷。由分析表明，采暖负荷和生活热水负荷在某些方面的特性是不尽相同的，采暖负荷流量大温度相对低（35℃左右），生活热水流量小温度高（60℃左右）。4跟生活热水负荷相比，采暖负荷一般要大得多。每幢房屋的采暖负荷取决于当地的气候条件、房屋的建筑尺寸、保温情况、通风条件、被动太阳能技术的采用程度、屋内的热负荷状况以及居住人数等诸多因素。据有关调查资料表明，同一幢房屋的采暖负荷

3、通常是生活热水负荷的2.5～10倍。太阳能组合系统设计必须遵循一条基本原则：应当使太阳能集热器在尽可能低的工作温度下运行，以便获得尽可能高的集热效率。所以，系统设计的关键是如何综合不同能源和不同热负荷的技术特性，设计出完整、耐久、可靠、经济的太阳能组合系统。2贮水箱的温度分层为了给两个热负荷提供热量，依据采暖负荷和生活热水负荷的不同特性，太阳能组合系统应当同时具有处于不同温度水平的热水。当然，最简单的方法是，采用两个有不同温度水平的贮水箱，借助于智能化控制器以驱动不同的阀门和水泵，以期达到分别提供采暖和生活热水的目的，但这样做显

4、然要提高系统的造价。另一种科学的作法是，只采用一个贮水箱，运用一些特殊的措施以避免不同温度的水在贮水箱内混合。由于热水的密度比冷水的密度低，所以热水总是位于水箱的上部，冷水总是位于贮水箱的下部，这种特性称为贮水箱的“温度分层”。4贮水箱的温度分层可以通过两种途径来实现：一种是只对贮水箱上部加热，另一种是只从贮水箱上部提取热量。但无论是加热过程还是提取热量过程，都可以采用不同的方法来实现，即都可以采用直接方法，也可以采用间接方法。二生活热水贮水箱在采暖贮水箱内该系统由于采用地板盘管辐射采暖，所以太阳能集热器提供的热水温度可以较低，

5、而且住户也会感到相当舒服。该太阳能组合系统的主要特点是：①小生活热水贮水箱放在大采暖贮水箱里，两个贮水箱的尺寸可以在很宽的范围内独立地选择；②水直接用做集热回路、采暖贮水箱和供热回路等的传热介质，系统中没有换热器，所有部件都由不锈钢、铜或塑料制作；③采暖贮水箱在常压下运行，而生活热水贮水箱在常规的自来水压力下运行；④采暖的辅助热源既可以使用电锅炉，也可以使用燃气加热器或燃油加热器，当然也可以使用有源热泵；⑤生活热水的辅助热源使用电加热器，安装在另一个小生活热水贮水箱内；⑥利用回流原理，系统可实现系统的过热保护和冻结保护；⑦贮水箱

6、的温度分层是利用贮水箱内的自然对流来实现。三太阳能组合系统加热泵技术4热泵技术是在高品位电能驱动下，从低温热源吸取低品位热量并将其输送到高温热源实现供热的技术，其中的水环路热泵是以循环水环路作为热源进行制热循环的一种热泵装置。将太阳能利用技术和水环路热泵技术结合起来，利用太阳能为水环路热泵的循环水路提供热源，具有环保节能等优点，具有较大的推广价值。太阳能水环路热泵系统由热泵系统和水环路循环系统组成，而热泵系统由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器组成，水环路系统由集热器、蓄热水箱、水泵等部件组成，（如图）。系统运行时，集热介质（一般为

7、水或防冻液）在集热器中吸收太阳能，在水泵的驱动下，经过蓄热水箱进入蒸发器，在蒸发器中将热量传递给制冷剂，制冷剂吸热后经压缩机压缩后进入冷凝器放热给用热用户，进行供热，实现了太阳能的利用。由于太阳辐射热量在季节、昼夜变化及天气等随机因素影响下，具有很大的间歇性和不稳定性，所以太阳能水环路热泵系统中要设置蓄热水箱，以保证蒸发器进水温度不致产生大的波动。参考文献1、中华人民共和国国家知识产权局《太阳能供暖装置》200920011113.62、全国商业冷藏科技情报站《氟利昂制冷系统》1985.14