太阳能双源热泵系统简介
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一、系统运行原理图: 热泵温度探头循环水泵电脑控制系统泄空阀电磁阀增压泵温度探头排污阀水位传感器温度探头贮热水箱温度探头溢流二、系统运行原理1、正常情况下,太阳能定温加热在光照条件下,当太阳集热器内水温达到设定水温时(可在0~100℃之间任意设定,一般设定在45~55℃之间),电脑控制器使供冷水电磁阀自动打开,自来水进入太阳集热器底部,同时将太阳集热器顶部达到设定温度的热水顶入储热水箱;当太阳集热器顶部水温低于设定温度时(一般定在40~45℃之间),电脑控制器使供冷水电磁阀自动关闭。
如此运行,不断将达到设定温度的热水顶入储热水箱储存。
2、储热水箱满水位时,太阳能温差循环加热当储热水箱水满时,为了防止水满溢流,电脑控制器使太阳能系统自动转入温差循环。
当太阳集热器水温高于储热水箱水温时,循环水泵自动启动,将储热水箱内较低温度的水泵入太阳集热器继续加热,同时将太阳集热器内较高温度的热水顶入储热水箱。
如此,通过使储热水箱水温升高的方法储存太阳集热器吸收的太阳能。
当用户使用热水,使储热水箱水位下降后,电脑控制器使太阳能系统自动转入定温加热。
3、太阳能不足时,自动启动热泵辅助加热电脑控制器将随时监测储热水箱水温,当水箱水温达不到使用要求时,自动启动热泵辅助加热,以保证用热水。
4、储热水箱水位控制PLC控制器将随时监测储热水箱水位。
在天气正常的情况下,储热水箱的水位在一天中不同的时间将达到不同的水位。
如果在某一时间内,储热水箱的水位没有达到正常的水位,说明太阳能产热水不足或用户用热水过度,此时,PLC控制器使热泵自动启动,当达到正常水位时,PLC使热泵自动停止。
5、储热水箱水温控制当由于循环散热等原因,使储热水箱的水温低于设定值时(一般应设定在45~55℃之间),PLC控制器会自动根据情况选择加热方式。
当太阳能正常时,自动启动太阳能循环水泵,通过太阳能加热储热水箱内的水;当太阳能不足时,自动启动热泵,加热到设定温度,热泵自动停止。
浅谈太阳能—空气源热泵并联供热系统作者:王玉芳来源:《城市建设理论研究》2013年第22期摘要:文章主要是通过对太阳能空气源热泵并联供热系统的介绍,对并联系统从不同的分析角度进行详细的介绍和分析,分析了太阳能集热系统的特点以及作为辅助供热的作业流程,同时又从空气源热泵机组的特点和作为辅助作业流程的角度对系统进行了分析。
结合洗浴中心浴室的太阳能空气源热泵系统进行了分析,又结合具体的工程案例对并联系统进行了简单的介绍,让设计人员对于太阳能空气源热泵并联供热系统的动态特性有深入的了解,最后对这个系统进行了简单的总结。
关键词:太阳能—空气源热泵;供热系统;系统模拟中图分类号: TU833+.1 文献标识码: A 文章编号:一、前言太阳能——空气源热泵是现代一种新型的空调供热技术,这种技术能够将太阳能技术以及热泵很好地结合在一起,通过两个技术的结合能够很好地解决空气源热泵在低温状态下的性能以及结霜等问题,这个系统的主要优点是节能、高效,同时由于是利用太阳能,所以在很大程度上很受人们的关注。
文章就从这个系统的优点和特性出发,结合工程的实例,具体的又结合了特定地区的太阳能空气源热泵并联供热系统在特定的时间内的运行状况,对系统进行分析最终得到了一些系统的动态热力参数,最后对这个系统进行总结分析。
二、太阳能—空气源热泵并联供热系统形式太阳能—空气源热泵并联供热系统并不是一个直膨胀式的并联供热系统,这个系统的最大特点是利用太阳能进行工作,太阳能能够集热器以及空气源热泵通过并联的形式向采暖的地方进行持续的供热,同时能够将热器收集起来的太阳能直接的送到需要的室内,这样就能够弥补空气源热泵供热方面的严重不足,图1就是太阳能—空气源热泵并联供热系统的工作流程图:图1太阳能—空气源热泵并联供热系统的工作原理图以下介绍的是太阳能一空气源热泵并联供热系统的详细的作业流程:1、首先当供给室外的环境温度在白天的时候比较高的话,太阳能—空气源热泵的供热系数一般都是比较大的,同时制热量相对较高,这样就可以使得空气源热泵能够单独的对供给房进行持续供热。
水环热泵和双热源系统原理及特点水环热泵和双热源综合应用方案,在满足室内空调要求的同时可提供60℃的卫生热水,此方案的运用,提供了一套综合能源解决方案,现实制冷、制热(采暖)、生活热水,即一个系统多个功能。
在实际工程中,由一套系统可以替换原来传统的锅炉加空调系统的两套装置或系统;可应用于宾馆、商场、办公楼、医院、休闲娱乐、学校等场所。
系统运行原理如下:空调运行:水环热泵机组制冷/制热运行热量由冷却水带走至冷却塔散热,主要运行设备为:冷却塔——冷却水循环泵——高效水环热泵机组。
卫生热水:由直热式双热源热泵热水机组提供,工程中在冷却塔进、出水管上,旁接两根水管至双热源热水机进、出水口,机组回收空调冷却水热量制取热水。
系统特点①、功能多、应用广:可实现了制冷、制热(采暖)、生活热水三种功能;适用于酒店宾馆、商场、办公楼、医院、休闲娱乐等场所。
②、高效:所应用的水环热泵、双热源设备等均为高效率产品,具体反映有以下几个方面。
a、系统采用水冷具有比风冷热泵机组效率高,受环境变化影响小,能效比EER可高达一4.5以上。
b、双热源利用空调冷却水作为热源来制取热水,机组产水量大、能效比高。
c、双热源机组制热水时从空调冷却水中回收热量来加热热水,降低了空调冷却系统负荷,提高了系统的能效,综合能效可达700%。
③、节能:a、空调系统为分布式冷源,按需开停机,系统能量的调节接近与无级调节,其运行费用比一般空调系统下降30-40%。
b、机组采用多系统设计;智能化的控制,使机组能调节多、调节范围广,从而降低运行费用。
c、相关工程投资少。
④、环保:整个系统主要利用的是可再生能源——太阳能,对环境无污染。
与采用油、煤、天然气等相比尽显其环保优势。
⑤、模块化设计、运用灵活:a、水环热泵为分散、独立的设备;b、双热源、水环热泵可根据客户实际需要相互间任意组合使用;⑥、智能控制:a、设备自身系统的智能控制和具有的保护功能;b、计算机中央集中控制可实现远程控制;3、设计依据和运行工况①《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003);②《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003);③《给水排水制图标准》(GB/T50106-2001);④《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002);⑤《建筑给排水设计手册》;⑥《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002);⑦ 需方提供的相关现场资料。
双源热泵的原理范文双源热泵(Dual Source Heat Pump)是一种利用太阳能和地热能两种能源进行加热和制冷的热泵系统。
它通过太阳能集热板和地热井来获取能源,并利用热泵循环系统将能源转化为热能或制冷效果,以满足建筑物的供暖和制冷需求。
双源热泵系统由集热器、热泵循环系统、能量转换器等主要组成部分。
首先是太阳能集热器,它通常由多个平板热管组成,这些热管有着较高的光吸收率和热传导性能。
在阳光照射下,太阳能集热器可以吸收大量的太阳能,将其转化为热能。
太阳能集热器通常安装在建筑物的屋顶或南向墙面上,以最大程度地接收阳光照射。
其次是地热井,地热井是通过在建筑物周围地下埋设管道的方式来获取地热能。
地热井属于地下热交换器,通过将井水或抽出的地下水引入井管中,利用地下水的恒定温度进行热交换,进一步提高了热泵系统的热效率。
然后是热泵循环系统,热泵循环系统由压缩机、膨胀阀、换热器等组成。
它通过制冷剂在不同温度下的相变过程来实现热能的转换。
首先,制冷剂在太阳能集热器中吸收了太阳能的热量,此时处于低温低压的液相状态。
然后,制冷剂经过压缩机的压缩,高温高压的气相状态。
在换热器中,制冷剂通过与建筑物或水箱中的水进行换热,将热能传递给建筑物或水箱,从而提供供暖或制冷。
最后,制冷剂通过膨胀阀的膨胀,回到低温低压的状态,再次进入太阳能集热器进行循环。
最后是能量转换器,能量转换器是用于将热能转化为冷能或将冷能转化为热能的设备。
它可以根据建筑物的需求实现供暖或制冷效果。
例如,在冬季,能量转换器将通过换热器将冷能转化为热能,进行供暖;而在夏季,能量转换器将通过换热器将热能排放到地热井中,实现制冷效果。
综上所述,双源热泵通过太阳能集热器和地热井这两种能源获取方式,结合热泵循环系统和能量转换器的工作原理,将太阳能和地热能转化为建筑物的供暖和制冷需求。
这种系统不仅能够降低对传统化石燃料的依赖,减少能源消耗和环境污染,还能够降低建筑物的能源成本,提高能源利用效率。
太阳能-热泵复合供能系统王岗;全贞花;赵耀华;靖赫然;佟建南【摘要】为最大限度利用可再生能源,将太阳能PV/T集热器与热泵相结合组成太阳能-热泵复合供能系统,通过不同阀门之间的相互切换,可实现多种运行模式以满足人们对生活热水、采暖或制冷的需求.实验主要针对单空气源热泵制热、PV/T与水源热泵联合制热及PV/T与双热源热泵联合制热3种运行工况进行研究,分别从室内温度、制热量、热泵COP、集热效率、发电效率等方面对系统进行实验研究与理论分析,实验结果表明,3种运行工况下热泵COP分别为2.26、3.4和2.61,平均室内温度分别为15.3、18.8和16.5℃,基本能满足冬季采暖负荷要求.系统可充分利用太阳能与热泵各自的优势,实现能源节约,为太阳能和热泵在建筑中联合运行模式提供部分参考价值.%To make the best use of renewable energy, a system of solar-heat pump composite energy was formed by combining solarPV/T collector with heat pump. Switching between the different valves can achieve many operating modes to meet people's need for hot water and heat and cooling. The experiment mainly studied three operating modes: single-air-source heat pump, solar PV/T collector with water-source heat pump, and solar PV/T collector with dual-heat-source heat pump. Indoor temperature, heat capacity, COP, thermal efficiency and electric efficiency were investigated experimentally and analyzed theoretically. Results showed that COP were 2.26, 3.4 and 2.61, respectively, along with average indoor temperat ure of 15.3, 18.8 and 16.5℃, which can basically meet the need for heating load in winter. The advantage of solar energy and heatpump were made full use and realized energy conservation, which provide some reference for solar and heat pump operation modes in buildings.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2017(068)005【总页数】8页(P2132-2139)【关键词】太阳能;压缩机;可再生能源;性能系数;能效分析【作者】王岗;全贞花;赵耀华;靖赫然;佟建南【作者单位】北京工业大学建筑工程学院,北京 100124;北京工业大学建筑工程学院,北京 100124;北京工业大学未来网络科技高精尖创新中心,北京 100124;北京工业大学建筑工程学院,北京 100124;北京工业大学未来网络科技高精尖创新中心,北京 100124;北京工业大学建筑工程学院,北京 100124;北京工业大学建筑工程学院,北京 100124【正文语种】中文【中图分类】TK519伴随世界经济的快速发展,传统化石燃料正逐渐消耗殆尽,能源危机和环境污染日趋严重,这一系列问题促使人们加速探索开发利用可再生能源。
太阳能—空气源热泵热水系统设计应用分析随着经济发展和科技的进步,能源和环境是当今世界突出的两大社会问题,这促使人们更多地意识到能源对人类的重要性,而愈来愈重视太阳能利用和节能热泵技术。
太阳-空气源热泵热水系统结合了太阳能的清洁性、可再生性和空气源热泵的节能性,是一种节能、无污染的高效能源利用系统。
一、太阳能-空气源热泵热水系统的工作原理及特点1、太阳能-空气源热泵热水系统简介太阳能+空气源热泵热水系统,针对晴天情况下能满足正常热水供应而配置真空管太阳能集热器数量(阴雨天或日照不足的情况下通过空气源热泵进行辅助加热)。
为保证系统在冬季最不利的情况下仍能满足热水的正常供应,系统配备空气源热泵进行辅助加热,克服电加热能耗存在的缺陷。
2、工作原理太阳能-空气源热泵热水系统的运行主要有以下四种工况:(1)太阳能集热系统直接加热生活热水。
在日照充足的白天,系统按此工况工作,此时太阳能热水循环泵的工作由系统控制器根据太阳能集热器和太阳能储热罐水温进行控制。
(2)空气源热泵辅助太阳能集热系统加热生活热水。
当阴雨天或光照不足,太阳能集热系统不足以使生活热水箱温度达到设计水温时,水箱感温元件检测水温启动空气源热泵热水机组加热,当水箱水温达到设定值时,空气源热泵热水机组自动关闭。
(3)太阳能和热泵机组同时加热生活热水。
在万方数据日照良好情况下,如果热水系统的耗热量大于太阳能集热系统的有效供热量或太阳能集热器的数量较少,不能满足热水系统的用热需求,则太阳能和热泵机组同时工作向热水系统供热。
系统采用自动温差控制循环加热,根据太阳能热水系统的运行情况、环境状况,结合空气源热泵的性能特点来自动切换热泵机组的运行,最大限度少开机或不开机,从而确保热水在不低于55℃供应下限的前提下,为太阳能的充分利用提供保障,同时也为机组的节能利用和安全运行提供可靠的保证。
(4)空气源热泵机组直接加热生活热水。
在连续的雨雪天气,热水系统所需热量完全由空气源热泵机组提供。
太阳能热水系统控制及原理一、智能型太阳能、热泵互补热水系统原理说明:注:进水在集热器入口,集热循环水泵出口,集热水箱底部出水供用户使用。
太阳能供水系统原理说明新能源太阳能中央热水器由以下四大部分组成:太阳能集热器:吸收太阳能,将光能转化为热能,使冷水在集热器内被加热;保温水箱:储存热水,可保温3天,内胆为不锈钢,外包8厘米保温层,最外层是铝合金外壳;热泵辅助加热系统:用于阴雨天辅助加热:供热水管道:将经过增压泵加压后的热水引向各用水点,主管道有保温层,未端有回水管。
晴天,当太阳能把集热器内的冷水加热至55C时(该温度可调),冷水管上的电磁阀门自动打开,冷水被自来水压力压入集热器内,集热器内的热水被挤出,然后进入到保温水箱中储存待用,当冷水到达集热器出口处的温度探头时,探头温度底于55r,电磁阀门就立刻关闭,冷水停留在集热器内继续被太阳能加热,2-5分钟后,水温又达到55°C时,电磁阀门再次打开,集热器内的热水又被挤到保温水箱中,按此规律,一次又一次的产生热水进入水箱,水箱内热水逐渐增加,一直增加到水箱水满为止。
水箱水满后,就停止进水,如果还有太阳,为了充分利用太阳能,循环泵会自动启动,把水箱内55 C的热水抽出来,经过太阳能集热器循环加热,使水温进一步升高至60-70 C,当水温达到70C时,就停止循环加热,限制水温不要超过70 C,以免烫伤人,又可防止结水垢(产生水垢的温度条件是水温超过80C)。
热泵加热系统只有在太阳能光照不足时才启动,为最大限度地利用太阳能,减少电能的消耗,我们将设定3个时间段检测保温水箱的水位。
在上午10: 30〜11: 30,如果保温水箱内热水水位还不到40%勺位置,则自动启动热泵加热系统,往保温水箱补充50C的热水,如果水位达到设定值,则热泵系统停止工作。
同样,在中午12: 30〜1: 30,系统自动检测保温水箱70%勺水位,在下午3: 30〜6: 30,系统自动检测保温水箱100%勺水位。
浅谈太阳能—空气源热泵并联供热系统发表时间:2018-09-03T09:15:51.193Z 来源:《红地产》2017年9月作者:田世成[导读] 本文章就太阳能 - 空气源热泵并联供热系统的工作原理及特点进行阐述,并对系统进行分类研究,同时针对具体案例进行分析,以期通过本文的研究和论述,为我国太阳能供热利用发展提供有价值的理论参考。
太阳能供热系统在我国太阳能资源丰富的地区得到了广泛应用。
在日光充足条件下,整个系统的运行费用几乎为零,且环保无污染。
但常规太阳能供热系统易受气候影响,当天气条件不利时,只能依靠辅助热源进行加热。
空气源热泵以环境空气作为低温热源,具有系统简单、热效率高等优点。
以空气源热泵辅助太阳能供热系统,可以弥补常规太阳能供热系统的缺陷。
1.太阳能 - 空气源热泵供热系统的工作原理及特点1.1 太阳能 - 空气源热泵供热系统简介太阳能 + 空气源热泵供热系统,针对晴天情况下能满足正常供热供应而配置真空管太阳能集热器数量(阴雨天或日照不足的情况下通过空气源热泵进行辅助加热)。
为保证系统在冬季最不利的情况下仍能满足供热的正常供应,系统配备空气源热泵进行辅助加热,克服电加热能耗存在的缺陷。
1.2 工作原理太阳能 - 空气源热泵供热系统的运行主要有以下四种工况:(1)太阳能集热系统直接加热生活供热。
在日照充足的白天,系统按此工况工作,此时太阳能供热循环泵的工作由系统控制器根据太阳能集热器和太阳能储热罐水温进行控制。
(2)空气源热泵辅助太阳能集热系统加热生活供热。
当阴雨天或光照不足,太阳能集热系统不足以使生活供热箱温度达到设计水温时,水箱感温元件检测水温启动空气源热泵供热机组加热,当水箱水温达到设定值时,空气源热泵供热机组自动关闭。
(3)太阳能和热泵机组同时加热生活供热。
在万方数据日照良好情况下,如果供热系统的耗热量大于太阳能集热系统的有效供热量或太阳能集热器的数量较少,不能满足供热系统的用热需求,则太阳能和热泵机组同时工作向供热系统供热。
太阳能热泵系统方案
概述
太阳能热泵系统是一种高效利用太阳能和地热能的技术,用于供暖、供热水和空调。
本文档将介绍太阳能热泵系统的原理、组成部分以及优势。
系统原理
太阳能热泵系统利用太阳能收集器和地热能收集器来收集可再生能源。
收集到的能量通过热泵压缩和膨胀的过程被转换为热能,用于供暖、供热水和空调。
组成部分
太阳能热泵系统主要由以下几个组成部分构成:
1. 太阳能收集器:用于收集太阳能,将太阳能转化为热能。
2. 地热能收集器:用于收集地热能,将地热能转化为热能。
3. 热泵:通过压缩和膨胀的过程将收集到的能量转换为热能。
4. 热交换器:用于将热能传递给供暖系统、热水系统或空调系统。
5. 控制系统:用于监测和控制太阳能热泵系统的运行。
优势
太阳能热泵系统具有以下优势:
1. 环保:利用可再生能源,减少对化石燃料的依赖,降低碳排放。
2. 高效:通过合理利用太阳能和地热能,能够高效地产生热能。
3. 节能:相比传统供暖、供热水和空调系统,太阳能热泵系统
能够显著降低能源消耗。
4. 经济性:尽管太阳能热泵系统的初始投资较高,但长期运行
成本较低,能够实现经济效益。
总结
太阳能热泵系统是一种利用太阳能和地热能的高效、环保的系统。
通过收集可再生能源并进行热能转换,太阳能热泵系统能够为
供暖、供热水和空调提供可靠的解决方案。
它具有高效、节能、经
济等优势,值得广泛推广和应用。
以上是太阳能热泵系统方案的简要介绍,希望对您有所帮助。
水源热泵空调系统一、应用背景环境污染和能源危机已成为当今社会的两大难题,如何在享受的同时付出最少的代价逐渐成为人类的共识,在这种背景下以环保和健康为主要特征的绿色建筑应运而生。
尽可能少地消耗能源为建筑物创造舒适环境已经成为空调的发展方向,开发利用天然的冷/热源能够为空调带来节能和环保双重效益,因而越来越受到人们的重视。
地下水是一个巨大的天然资源,其热惰性极大,全年的温度波动很小,一般说来,埋藏于地表50m以下的深井水可常年维持在该地区年平均温度17度左右,是一种理想的天然冷热源。
2、水源热泵简介水源热泵中央空调系统是一种从地下水资源中提取热量的高效、节能、环保、再生的供热(冷)系统。
该系统集成熟的热泵技术、暖通空调技术配套以及地质勘察成井技术于一体,在相对稳定的水体温度下高效、稳定、经济的运行。
水源热泵中央空调系统是由末端(室内空气处理末端等)系统、水源中央空调主机(又称为水源热泵)系统和水源水系统三部分组成。
为用户供热时,水源热泵中央空调系统从水源中提取低品位热能,通过电能驱动的水源中央空调主机(热泵)“泵”送到高温热源,以满足用户供热需求。
为用户供冷时,水源中央空调系统将用户室内的余热通过水源热泵主机(制冷)转移到水源水中,以满足用户制冷需求。
用户(室内末端等)系统由用户侧水管系统、循环水泵、水过滤器、静电水处理仪、各种末端空气处理设备、膨胀定压设备及相关阀门配件等组成。
水源热泵主机由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、各种制冷管道配件和电器控制系统等组成。
水源水系统由取水装置、取水泵、各种水处理设备、水源水管系统和阀门配件等组成。
制冷工况的实现只需通过合理地设计用户系统和水源水系统管道和阀门,切换阀门来实现进蒸发器的水源水改进冷凝器,进冷凝器的用户系统循环水改进入蒸发器,以达到制冷的目的。
(反之则为供热工况)水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的冷暖空调系统。
地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳辐射能量,比人类每年利用能量的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量),而且是一个巨大的动态能量平衡系统,地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散相对的均衡。
两种太阳能热泵采暖系统的性能模拟与对比
朱霞;梁彩华;张小松
【期刊名称】《制冷技术》
【年(卷),期】2010(030)004
【摘要】太阳能热泵供热系统中热泵和集热器的结合方式对其性能有较大影响.对热泵在前、集热器在后的热泵串联太阳能供热系统(HP+SC)与集热器在前、热泵在后的太阳能串联热泵供热系统(SC+HP)进行性能模拟和对比.以南京地区气候条件为例,设计出供热能力为10kW的太阳能热泵供热系统,建立其系统数学模型,深入分析两种结合方式下的热泵系统性能.结果表明:在典型晴天,随着太阳辐射强度的增大,热泵串联太阳能供热系统中热泵的性能优于太阳能串联热泵供热系统,热泵串联太阳能系统中的热泵COP最大可提高6.65%.
【总页数】5页(P18-22)
【作者】朱霞;梁彩华;张小松
【作者单位】东南大学,能源与环境学院,江苏,南京,210096;东南大学,能源与环境学院,江苏,南京,210096;东南大学,能源与环境学院,江苏,南京,210096
【正文语种】中文
【相关文献】
1.两种太阳能地板采暖系统室内热湿环境的对比实验研究 [J], 唐婕;李振海;郭留杰
2.基子徽细通道集热/蒸发器的太阳能热泵热水系统性能模拟与实验研究 [J], 周伟;张小松
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太阳能双源热泵采暖系统
北京聚天华节能科技发展有限公司自主研发,拥有完全知识产权。
公司对整个系统进行了可行性论证、市场调查、项目立项和研发、试制及测试,项目从2008年立项至今。
系统节能性能获得了北京工业大学、清华大学和科技部的热能、节能等方面的专家充分的认可。
已申报太阳能双向热泵主机、铜热管高效太阳能集热器、蓄热式余热回收换热器等七项国家专利(其中发明专利四项)和多项软件/作品著作权。
双源热泵是通过主机的双向岔流结构将两个热源(阶梯)并接起来。
通过双源切换合理使用两个热源,以达成末端用能需求。
2008年11月我们便在北京市昌平区马池口镇建立了试验项目,使用太阳能为该项目提供采暖季和过度季采暖和生活热水(当时没有做制冷季空调设计)。
该项目为一个小独院民居,采暖面积70平米,使用地板采暖。
铺设太阳能集热器24平米,双源主机额定功率6千瓦。
系统经受了08年11月~11年9月三个采暖季和三个过度季的系统运行的考验,为我们对系统的每一次改进提供了宝贵的数据依据。
在试验项目运行的三年时间里,我们的系统经历了主机升级两次和控制系统改版(软件、硬件大小改动)十一次。
科技部科技创新基金得主,科技部和中关村科技园区支持的科技创新项目。
2010年5月我们申报了国家科技部的创新基金,专家组经评审核议,对双源热泵采暖系统的创新性和节能性能给予了充分的肯定和一致的好评。
科技部、中关村科技园区、丰台科技园给予我们一定的资金和政策支持。
双源热泵采暖系统的适用范围:低层建筑、低密度建筑,采光良好,有一定的自由空间(用来布置太阳能集热器,建设机房,放置中控机柜、蓄热水箱和双源热泵主机等)。
使用地源热泵要求房子周围有空地可以打地源井;使用水源热泵要求附近有江河湖泊。
系统要使用土壤源热泵,所以对地下土层土质有一定要
求;地下土质直接关系到项目成本的高低,岩石层比较多的土层和普通土层在地源井施工费方面就会差出3到5倍。
双源热泵的精妙之处在于它的双源结构设计,堪比詹天佑“京张铁路”青龙桥段的“人字形铁路”和“双机牵引”的设计。
使两个低温热源可以完美地结合在一起,节能效率有很大的提高。
太阳能与土壤源相结合,完全绿色能源组合,是我们经过多种热源的搭配设计考虑之后得到的最优配置;双源相得益彰;热泵机组能效比高。
双热源中,土壤源只能提供6-8℃的低温热能,太阳能根据日照条件,可以在20-50℃之间波动,这决定了在供热时太阳能作为优先利用的热源,而土壤源处于从属地位。
在两个热源交替使用的过程中,太阳能的能量波动性缺陷和土壤源长时间运行性能衰减的缺点得到互补,两个热源的使用性能和效率都会有所提高。
由于太阳能集热温度高于环境温度,双源热泵机组在供热运行时,能够保证蒸发温度在20℃左右,这使热泵机组的运行能效比大大高于传统热泵,即在同样的供热量的条件下,双源热泵机组的运行电功率要远远低于传统机组。
经实验项目和实际的项目供热运行得来的数据,采暖季节能(和土壤源热泵相比)在30%以上;单日节电最高可达到60%。
过度季完全使用太阳能,节能优势更是传统供热方式无法比拟的。
在中国乃至世界热泵史上都是一个不小的创举。
为了保证太阳能集热运行的集热效率,同时降低循环运行能耗,我们优化了集热系统运行的温差控制,只有太阳能集热器内的热水温度与水箱温度构成有效温差的时候,太阳能集热循环泵才开始运转,并将集热器内吸收的太阳能输送到蓄热水箱内,当太阳能集热器与蓄热水箱温差较小时,集热循环水泵自动停止运转。
从而在保证集热效率的同时有效的节省了集热系统运行能耗。
过渡季节太阳能供热,节能环保,经济实惠:在深秋、初冬或初春这样的过渡型季节,建筑采暖负荷相对较小,同时天气多晴朗干燥,阳光充足。
按照系统设计的配置比例,每个采暖日的太阳能收集量将可满足建筑的全日供热负荷。
本供热系统根据太阳能蓄热水温的不同,可以在蓄热水直接供热和热泵间接供热之间转换。
当太阳能充足而供热负荷较小时,系统蓄热水温较高,由此系统会自动转入直接供热状态。
温度较高的蓄热水直接被输送到建筑内的供热设备中,此时热泵系统并不启动,供热运行只依靠供热循环泵来实现。
因此系统在满足过渡季
节供热要求的同时,运行能耗大大降低,经济性一目了然。
鉴于太阳能系统集热效果随天气和季节变化而变化,我方在系统设计时,通过巧妙设计系统和控制系统的智能判定功能,使系统实现了优先和充分利用太阳能加热,仅让水源作为蓄热系统的低温辅助热源来补充太阳能集热负荷不足的功能,从而减小了辅助热源的用量,降低运行成本。
动态分区分时自动节能运行:为了进一步的实现系统供热运行的节能优化,本系统可通过智能控制系统提供人机交互界面,使用户可以根据某时刻各建筑的具体需要对建筑内的供热状况进行实时监控和分时分区调节。
根据业主的具体要求本系统设置19个供热控制分区,每个分区可根据业主的要求调节供热工况。
在有人居住的正常工作模式下,各区域应能保证室内温度达到20℃,分区控制器可以将此温度与室内各区实测温度进行参比,当实测温度小于该区域的控制室内温度时,区域控制器打开分区电磁阀,同时向中央控制器反馈信号启动系统供暖。
而当无人居住时,该区域可手动调节成值班供暖工况,此时室内仍能保持10℃,而供暖能耗却大大降低。
在空调工况下,各区域的制冷循环启停受各分区控制器控制。
无人使用的区域,制冷循环完全停止。
为了充分的利用太阳能,减小太阳能强度波动给供热带来的不利因素,系统特地设计了大体积的蓄热系统,它可以将24小时供热周期内的太阳辐射能高效的蓄存起来然后按照用户的人性化需求向建筑内供热。
实现建筑日供暖负荷与太阳能集热的动态优化耦合。
两个热源组合的三种工作模式,设计了在各种不同的情况下的工作和可能的节能方式;是一种在采暖空调国家规范所指定范围内的全天候工作的系统。
1、太阳能资源充足,蓄热水箱水温在32℃以上时,蓄热水箱中的水直接通入室
内供暖。
称为太阳能直供。
2、太阳能资源不充足,蓄热水箱水温在32℃以下但是高于18℃时,蓄热水箱中
的水通入双源热泵,作为蒸发端,由双源热泵对其做功,将温度提到到32℃以上再向室内供暖。
3、太阳能资源不充足,蓄热水箱水温在18℃以下时,水通入地源井,和土壤做
热交换,然后由双源热泵对其做功,将温度提到到32℃以上再向室内供暖。
双源热泵除了使用在供热方面之外还可以广泛的应用于工业企业中低温工质用水(预)加热等节能技改、清洁生产,大型公建不同区域之间的能耗平衡,机房空调的节能改造等方面。
把热泵和某种其他热(冷)源相结合,进行联动。
收到卓越的节能减排效果。
完全的绿色复合能源供暖系统,把采暖环节的污染降至最低。
是降低CO2和pm2.5等污染的彻底解决方案。
太阳能和土壤源热泵都是绿色能源,双源热泵把二者结合在一起,进行联动优化;节能效果更加突出。
国内首例绿色复合能源供暖项目。
“领先”文化交流中心为一栋二层独栋建筑。
业主就希望考虑建立独立供暖空调系统时减少供热空调系统耗能及其所造成的污染;根据业主节能、环保的双重要求并结合我公司的产品技术优势,我们为业主选用太阳能与地源热泵联合运行的供热空调系统。
为更好的实现此独栋建筑内的采暖空调节能运行,系统可以通过优化运行控制方案,使用了JOSI arch系
统,实现了建筑的分时分区制冷、供热调节。
文化交流中心独栋建筑地上二层,总采暖面积1100平方米。
根据业主对建筑内不同功能分区的使用要求,整体建筑分成9个独立的空调供热能耗控制分区。
系统提供了优异的人机交互操作,各个分区可根据具体的使用要求对供暖空调进行人性化调节。
通过各个控制器与主控制器之间的协调工作达到满足各个分区用能负荷的同时系统最低能耗系统运行的最优化方案。
为了在能源使用环节进一步节能,我们开发全新的建筑智能化综合控制系统——JOSI arch(Jointware Operating System for Intellectual Architecture)平台;该系统基于建筑内部不同的能耗需求,实施分时分区供暖空调负荷调节机制的智能化建筑节能控制,产品可凭借自身的技术优势,真正实现家庭用户和大型楼宇建筑耗能系统,尤其是供暖空调系统的区域性精细化节能控制。
在传统的采暖空调节能的基础上进一步节能达到20%以上。
本系统可通过智能控制系统提供人机交互界面,使用户可以根据某时刻各建筑的具体需要对建筑内的供热状况进行实时监控和分时分区调节。
根据业主的具体要求本系统设置9个供热控制分区,每个分区可根据业主的要求调节供热空调工况。
在有人居住的正常工作模式下,各区域应能保证室内温度达到业主设定温度(默认18℃),分区控制器可以将此温度与室内各区实测温度进行参比,当实测温度小于该区域的控制室内温度时,区域控制器打开分区执行器,同时向中央控制器反馈信号启动系统供暖。
而当无人居住时,该区域可手动调节成值班供暖工况,此时室内仍能保持10℃,而供暖能耗却大大降低。
在空调工况下,各区域的制冷循环启停受各分区控制器控制。
无人使用的区域,采暖/制冷循环完全停止。