發(fā)布時(shí)間:2015-6-26 字號：
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太陽(yáng)能與熱泵結合系統設計探討
珠海興業(yè)新能源科技有限公司呂龍龍
摘要：“十三五”我國光熱產(chǎn)業(yè)保有量目標達8億m2，光熱產(chǎn)業(yè)首次提到國家政策的決策層面，這對光熱產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)重大的機遇也是一個(gè)挑戰。面對越來(lái)越多的太陽(yáng)能熱水工程，客戶(hù)關(guān)注的不僅僅是工程質(zhì)量，還有設備噪聲，工程美觀(guān)度等。本文通過(guò)實(shí)例，重新定位太陽(yáng)能與熱泵結合的多能互補熱水系統設計理念及方法。
關(guān)鍵詞：光熱設計，工程美觀(guān)度，降噪減振
1工程概況
1.1項目概況
小區住宅太陽(yáng)能熱水系統位于廣東省惠州市，熱水主要用于住戶(hù)日常生活用水，日總用熱水量30t。采用集中集熱、集中供熱的熱水系統設計，輔助熱源為空氣源熱泵。
1.2氣象資料
惠州市地處低緯度, 北回歸線(xiàn)橫貫穿全市, 雨量充沛, 陽(yáng)光充足, 氣候溫和, 屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區。平均年降水量1770mm，主要集中在4月份至9月份，年平均氣溫22℃，無(wú)霜期長(cháng)達350多天。年均日照小時(shí)數為1752h，當地安裝傾角平面年平均日輻照量12.70MJ/（m2·d）。
2光熱系統設計
2.1系統原理
晴好天氣，集熱器吸收太陽(yáng)輻射能，通過(guò)集熱循環(huán)泵與水箱中的水交換熱量，從而加熱保溫水箱中的水。當日照不足且保溫水箱水溫低于設定溫度時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)空氣源熱泵輔助加熱，保證用水時(shí)間段內保溫水箱中有充足的熱水供用戶(hù)使用，為保證充足水壓，系統采用變頻供水。
2.2系統配置說(shuō)明
本項目共配備31組雙聯(lián)排集熱器，規格為5m×3m×2m不銹鋼矩形組合水箱。
太陽(yáng)能熱水系統的集熱器采光面積可根據日平均用水量、用水溫度、當地日均太陽(yáng)輻照量、太陽(yáng)能保證率、集熱器全日集熱效率等參數計算，計算公式如下：
2.3輔助加熱設計
本項目輔助熱源是低功耗清潔能源空氣源熱泵，根據國家規范要求及系統供55℃熱水所需制熱時(shí)間不超過(guò)12h計算，以保證陰雨天的情況下都能完全滿(mǎn)足用戶(hù)用水需求。
本項目共選用4臺型號為SYE-SKR-10的空氣源熱泵,空氣源熱泵獨特的外牙肋管及渦旋對流設計使水和熱媒的換熱效率極高，致使機組能效比大幅度提高，且該套管換熱器對水質(zhì)要求低，避免了使用板式換熱器容易結垢等缺陷，大大提高機組使用性能及穩定性?？諝庠礋岜萌鐖D1所示。
2.4美觀(guān)設計
太陽(yáng)能熱水系統設計的美觀(guān)性主要體現在與建筑自身的和諧統一。關(guān)鍵點(diǎn)是設備選型、集熱器鋪設方法、輔助加熱設備、水箱擺放位置以及管道走法。
本項目在設計太陽(yáng)能熱水系統時(shí)，對施工現場(chǎng)做了充分考察調研。根據現場(chǎng)條件，集熱器和空氣源熱泵放置在屋頂花架，水箱放置在于隱藏設備間，集熱器的布置，采用雙聯(lián)排和三聯(lián)排串、并聯(lián)，均勻整齊排列方式，集熱器布置遠離花架邊緣，一方面考慮安全性，另一方面從樓下角度保證向上看屋頂的美感?？諝庠礋岜眠x取根據建筑主體色調，選擇白色。
項目在施工時(shí)，要格外注意施工方法，采取過(guò)程控制保證整體整齊。集熱器布置如圖2所示，熱泵布置如圖3所示。
圖2集熱器布置
圖3熱泵布置
2.5減振降噪設計
太陽(yáng)能熱水系統的振動(dòng)和噪聲主要來(lái)源于水泵和空氣源熱泵，其中空氣源熱泵噪聲最大。在考慮水泵和空氣源熱泵振動(dòng)噪聲的處理上，本項目主要從以下三方面著(zhù)手：
1.設備選型
本項目在設備選型上，除考慮運行性能和節能因素外，還著(zhù)重考慮設備振動(dòng)和噪聲，比如空氣源熱泵選用興業(yè)自主研發(fā)設計的10匹機型，水泵采用德國威樂(lè )泵。
2.設備安裝位置
在設備安裝位置上，利用現有條件，把空氣源熱泵放置于屋頂設備間上花架旁，這與頂層住宅隔開(kāi)一定的空間距離，有效減小噪聲傳播，水泵放置于設備間，設備間有隔音防護，對噪聲傳播起到一定阻隔作用。
3.專(zhuān)有技術(shù)措施
采用專(zhuān)有的雙重減振施工工藝，最大限度降低低頻振動(dòng)，對隔音要求高的系統，采取設置隔音罩，滿(mǎn)足項目中的高要求高標準。
2.6控制系統
系統采用PLC智能控制系統，性能穩定，外設觸摸屏顯示，可自動(dòng)顯示系統各個(gè)部位的運行狀況，方便用戶(hù)維護管理。
3經(jīng)濟效益
太陽(yáng)能系統的社會(huì )效益體現在減少污染物排放，主要指標為二氧化碳、二氧化硫和粉塵減排量。
相比傳統的電加熱，本項目每年可節省電量434247.7kW·h，節約費用29.5萬(wàn)元/年。本項目環(huán)保節能數據如表1所示。
4結語(yǔ)
為保證建筑的整體美感，最好能做到與建筑主體同步設計，如果不能同步設計時(shí)，應對現場(chǎng)及周邊情況詳細調查，從而確定設備放置位置。在設計時(shí)，尤其是集熱器布置和管路鋪設方式，在保證工程質(zhì)量的同時(shí)，盡量做到整齊規一。值得一提的是，設計時(shí)需注意施工可行性，不能因一味考慮美觀(guān)，導致后期施工無(wú)法進(jìn)行。
來(lái)源：中國太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)資訊網(wǎng)
