太阳能与热泵联合使用

空气源热泵与太阳能联合使用一、简介：本项目是河南省三门峡烟草大厦改造工程，该酒店原使用燃气锅炉，由于每年热水运行费用居高不下，故取消燃气锅炉，对热水工程进行改造。安装空气源热泵机组与太阳能联合使用，空气源热泵机组与太阳能热水器都是利用自然环保能源产生热水的装置，但它们有着本质的区别。空气源热泵机组是以空气热量为能源的，但它获取能量的方式是主动的，因而不受阴天下雨白天黑夜影响。太阳能热水器获得能量的方式是被动的，它依靠太阳光直接辐射才有较好的效果，因而只能在晴天里才能够产生热水，其它时间必须依赖传统加热方式如：电热辅助、柴油炉辅助、煤气炉、空气源热泵机组等。（由第九项费用分析可知，空气源热泵机组加太阳能是最经济，最可靠，最安全的。）该酒店共107间客房使用热水，另供92户家庭用热水及2个职工浴池，每天60人洗浴。宾馆和家庭、浴池不能用一个系统，故分两个系统设计、安装。二、系统总体设计要求1、先进性2、可靠性3、安全性4、规范性三、方案设计1、本方案须考虑产热水设备、贮水设备、自控电气系统、管道动力系统及其之间的管道连接。2.气象资料：三门峡市属于北温带大陆性气候，年平均气温14.3℃，平均降水量640.9毫米。四季分明并各具特色，一年中7月最热,平均气温27.3℃，1月最冷，平均气温-0.3℃。3、三门峡市自来水水温(平均值)：冬季70C、春秋季120C、夏季210C,最低水温50C、最高水温230C.四、热水日用量计算根据甲方提供的数据，该酒店日用热水量55℃的热水量为20吨；家庭及淋浴用热水量55℃的热水量为25吨.1、酒店每日热水用水量为20吨，制热20吨热水所需热量为：Q=CM△T=1Kcal/kg.℃*20T*1000Kg/T*(55-5)℃=1000000Kcal（自来水温度按冬季5℃计算）选定主机能力应不小于：1000000Kcal÷860Kcal/（KW·h）÷16h=73KW(机组冬季最长工作时间不超过18小时)设备选型配比：由上式计算可知,为了达到热水用量设计要求,主机能力不应小于73KW，故选择主机台数N=73KW÷25KW=2.9（冬季最冷月份机组热量衰减为25KW），故选择3台RSJ-380/S-820-C主机。另配10吨太阳能联合使用。2、家庭及淋浴每日热水用水量为25吨，制热25吨热水所需热量为：Q=CM△T=1Kcal/kg.℃*25T*1000Kg/T*(55-5)℃=1250000Kcal（自来水温度按冬季5℃计算）选定主机能力应不小于：1250000Kcal÷860Kcal/（KW·h）÷16h=90KW(机组冬季最长工作时间不超过18小时)设备选型配比：由上式计算可知,为了达到热水用量设计要求,主机能力不应小于90KW，故选择主机台数N=90KW÷25KW=3.6（冬季最冷月份机组热量衰减为25KW），故选择4台RSJ-380/S-820-C主机。另配10吨太阳能联合使用。设备主要技术参数型号RSJ-380/MS-820制热量kW38额定功率kW8.5额定电流A15水流量m3/h6.8最大输入功率kW12最大输入电流A22电源规格80V3N～50Hz循环进水管管径mm32循环出水管管径mm32机组宽度mm995机组高度mm1770机组深度mm895机组净质量kg285系统水阻（kPa）110注：(1)以上数据的测试条件：室外环境温度20℃DB/15℃WB,进水温度15℃，出水温度55℃(2)在低温地区使用时需要配备其他辅助加热器做为备用系统，同时可以保证低温情况下机组的出水量.(3)若因产品改良而发生规格改变，则以铭牌参数为准。六、工程辅助设备（保温水箱，水泵，等）七、宾馆水箱配置及运行原理：选用1个5吨不锈钢加热水箱和1个20吨不锈钢储热水箱。系统采用空气源热泵机组或太阳能集热管直接对五吨水箱循环加热，达到设定温度后通过倒水泵倒入20吨储热水箱；当长时间不用，储热水箱内水温下降至设定温度时，热泵机组或太阳能集热管优先对储热水箱进行恒温；当加热水箱、储热水箱内的水温都达到设定值且水位均已到高水位时机组停止运行。家庭及职工浴池运行原理同宾馆。a.热泵机组采用循环制热水方式进行保温；b.生活热水的温度可在40～55℃。八、系统自动控制a.热水机组、热水循环泵、由主控板控制；b.在循环保温时，循环管道上装有水流开关，当检测到水流信号正常后才启动主机正常工作。c.采用智能控制系统，24小时全天候运行。d.水箱均采用保温水箱，保证24小时都有热水。九、运行经济性分析一、运行成本对比表总需热量Q=CMΔT=1000Kcal/kg.℃*20T*(55-5)K=1000000KCAL供热方式美的热泵机组+太阳能燃气热水炉燃油热水炉电热热水炉使用能源电天然气轻柴油电能源燃烧值860Kcal/度9000Kcal/m310200Kcal/Kg860Kcal/度热效率400%80%70%95%燃料单价0.8元/度3.2元/m37.5元/Kg0.8元/度每天燃料总价（元）3234441050323每年燃料总价（元）75905（按235天使用热能机组，130天使用太阳能）162060383250117895安全性能安全可靠有漏气、火灾、爆炸等安全隐患有漏油、火灾、爆炸等安全隐患电热管易老化、有漏电隐患噪音小中大小环境影响状况环保、无任何污染有燃烧气体排放污染严重，一些城市已禁止使用无任何污染不同方式优越性占地面积小室外安装、无需专用机房全自动控制无人值守安全专用燃气炉房需燃气炉工人年检审批专用锅炉房需锅炉工人年检审批自动控制无人值守使用各种能能每年的费用1．美的热泵热水机组加太阳能每年比燃气热水炉节约（162060－75905）元＝86155元/年；2．美的热泵热水机组每年比燃油热水炉节约（383250－75905）元＝307345元/年；3．美的热泵热水机组每年比电热热水炉节约（117895－75905）元＝41990元/年；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。后附图：控制：太阳能与空气源热泵联合高效节能热水系统是我公司计技术人员与郑州大学教授联合研发的控制技术“全天候天气自动控制系统”，采用可编程定时、定时定温强制循环加热方式。太阳能进补冷水系统受设定的进水时间和水箱内不同水位控制以及太阳能上循环温度控制。在设定进水时间段内，在水箱水位未达到最高水位的前提下，如果循环温度达到设定值(45-55℃)时，太阳能进补冷水装置启动，将冷水经过集热器补入水箱中，集热器随着冷水的进入，循环温度逐渐下降，当下降到设定下限值时，太阳能进补冷水装置停止工作，如此循环往复，将水箱加满为止。太阳能强制循环泵受水箱水位及温差控制。太阳能集热器经过太阳光照射，集热器内的水温不断升高，在热水箱内水位不低于低水位的前提下，如果太阳能上下循环温差达到设定值(5-10℃)的上限值时，强制循环泵启动，将水箱里的水抽入集热器中，同时将集热器内有一定温升的热水挤入热水箱内贮存，如此循环往复，将水箱里的水不断加热，以至达到用水要求。热泵循环泵及空气源热泵受时间及水温控制。热泵循环泵与空气源热泵同步工作，白天工作时段内(比如设定下午4点半开始)，如果加热水箱水温未达到50℃时，热泵循环泵启动，同时空气源热泵启动，工作时间为设定时间，如此往复，将水箱里的水不断加热，以至达到用水要求。现场照片：三门峡市烟草大厦日用水量25吨