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太阳能空气能地暖系统的工作原理及运行方式
浏览: 发布日期:2020-11-05

  太阳能空气能地暖系统的工作原理

  太阳能空气能地暖系统主要由太阳能集热器、空气能热泵、蓄热水箱、太阳能热水循环泵、空气能热水循环泵、地暖循环泵、地板盘管、分集水器和连接管路等组成,其中空气源热泵由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀等构成。太阳能集热器和空气能热泵并联连接组成地板供暖的热水系统,联合为系统供应热水。在太阳能集热器出口和储热水箱中分别设置水温传感器,设太阳能集热器的水温为T1,蓄热水箱的水温为T2。在晴好天气,太阳能集热器吸收太阳辖射能量,集热器的温度不断升高,当集热器内的水温比蓄热水箱内水温高8℃,即T1-T2>8℃时,无论T1是否达到供水温度(45℃),控制器发出信号,太阳能循环泵P1启动,系统运行,将集热器中的热水传输到蓄热水箱中;当T1-T2<5℃时,循环泵P1停止运行。集热器及系统管道中的水可通过管路的安装坡度排回至水箱中,达到系统排空防冻作用。在阴雨天气或太阳辐射照度不足的条件下,当蓄热水箱水温T2达不到设定温度时,控制系统启动空气能热泵和水泵P2加热水箱中的水,使水箱中的水温达到使用要求。在地暖循环泵P3的驱动下,蓄热水箱中的热水通过分水器进入地板盘管,在盘管中循环流动,加热地板,地面以辖射的形式将热量传递到室内,满足用户釆暖需求。盘管与房间地板换热后通过集水器回到水箱。系统运行回路的控制一般根据用户对房间温度的要求来控制供暖回路循环泵的启动,当控制系统检测的室内温度达到或高于设定温度时,控制系统自动关闭供暖循环泵,使其停止运行,反之,当控制系统检测到的温度比设定温度低时,开启循环泵,使其运行,给室内供暖,如此循环工作。储热水箱上方留有热水出口,可以提供生活热水,使用热水后,水箱回水口接有自来水补水口,可以及时给水箱补水,保证水箱中的水量。地暖系统中的水温是35~50℃,且地板内盘管的供、回水温差在10℃以内,这个温度范围恰好是平扳太阳能和空气能热泵热利用效率最佳的温度段。

  太阳能空气能地暖系统根据天气情况分三种不同形式运行

  1)当天气好、阳光充足,太阳能辖射情况好时,仅需太阳能热水单元运行加热蓄热水箱中的水,给地板供暖和提供生活热水,无需启动空气能热菜热水单元,系统以常规的单一太阳能热水系统模式运行。

  2)当阳光不足,太阳能福射情况比较差时,单一运行太阳能热水系统不能满足用户的要求,此时,需开启空气能热菜热水单元,共同加热蓄热水箱中的水,为用户提供热水需求。

  3)当阴雨天或夜晚,太阳能福射很差或没有,需运行空气能热菜热水单元,太阳能热水单元运行停止,由空气能热粟加热蓄热水箱中的水,系统以常规的空气能热栗热水系统模式运行。

  冬季,如果用户需要大量使用热水时,可以暂时关闭地暖系统,系统一般能够维持室内温度3~4H。一般情况下,可以同时使用供热采暖。

  综上所述,太阳能空气能地暖系统相对于太阳能热水系统有很多不同的特点,因此,在设计供暖系统时,不能仅仅将热水系统放大,还应遵循以下设计原则:

  1)为了提高系统的经济性,除选用釆用季节性储热外,不能选太高的太阳能保证率。

  2)为满足不同热水需求,蓄热水箱要设计成温度分层水箱,形成不同温度层的水。

  3)为保证夜间供暖需要,系统要具有高的储热能力。

  4)选用冬季高吸收率的太阳能集热器。

  5)为降低运行费用,选用节能的辅助能源。

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