太阳能及空气源热泵联合供热水系统设计.docx

太阳能及空气源热泵联合供热水系统设计作者： 来源：(上海 20XX06)摘要：该文以上海海洋大学学生公寓第十小区 85-87 幢为研究对象，研究采用太阳能与空 气源热泵系统联合供热水系统的可行性，对其进行负荷计算，对主要设备包括太阳能集热器和 空气源热泵进行选型计算。关键词：热水系统 太阳能 空气源热泵 设计随着社会的发展和人们生活水平的提高，对热水的需求量也越来越大，对生活用热水制取 的方法也更为重视。以传统能源为主要燃料的国家正面临严重的环境污染，也由于传统能源的 不可再生性，促使越来越多的人们开始关注新型能源。空气源热泵机组也称为风冷热泵机组， 其节约能源和安全性使该机组得到了广泛的利用，为太阳能及空气源热泵联合提供了良好的发 展机遇与广阔的运用空间。1 热水工程概况1.1 工程介绍上海海洋大学位于上海市东南临港新城，光照好，可以充分利用地理优势免费利用太阳能 这一新型能源。采用太阳能和空气源热泵联合运行的模式，是因为这个系统集两者的优势于一 身，既可以在光照不足太阳能供能不足的条件下，采取空气源辅助加热，也可以在光照充足的 条件下充分利用太阳能，减小消耗，同时到达经济性和节能性的要求，性价比较高。1.2 太阳能及空气源热泵联合运行原理如图 1 所示，整个系统分为两部分，第一部分为太阳能供热，包括太阳能集热器收集热量， 循环水泵将水不断送入集热器来获取热量将水加热；第二部分为热泵循环部分，其中冷凝器是 热泵工质与热水换热的部件，也是主要加热水的部件。 ?2 负荷计算2.1 负荷需求以第十小区 85-87 幢为例，考虑学生寒暑假的情况，具体的用水量和热水负荷，由热管 式真空管太阳能集热器及其应用 1查询有关数据，结合公式。Q=nCwm(tend-ta) (1)式中： Q 需求总热量， MJn 人数。考虑到学校寒暑假的因素2， 2 月份取 0， 7、 8 月份取 10%，即 44 人。Cw 水的定压比热容，取 4. 18?kJ/ (kg )m 每个人的用水量， 50?kg/ (人 天)tend设计供热水温度，取 55?ta水的初始温度，取上海月平均室外温度，具体的计算结果见表 1。2.2 太阳能热量计算根据民用建筑太阳能热水系统应用技术规范 3的相关规定，太阳能集热器提供的热量 可以通过下面的公式求得：而，可通过下面两个公式算得：2.3 空气源热泵的热负荷计算由于热水负荷为太阳能供热量与热泵供热量之和，所以热泵供热量具体每月的热泵供热量的计算结果如表 2 所示，其中 2 月、 7 月和 8 月，太阳能已满足热 水负荷。由此得到空气源热泵的制热功率。其中 T 是热泵的工作时间，取每天 10?h ，为了节能，春秋季的工作时间可相应缩短。3 设备选型3.1 太阳能集热器选型平板式集热器一般由盖板、吸热板、保温层和外壳等组成。3.2 空气源热泵机组选型根据以上空气源热泵的热水负荷计算结果，选择美的 30?P 中温循环热水机组，型号： RSJ- 900/MS，具体参数见表 3。4 结语该文提出了太阳能及空气源热泵联合运行的热水系统的设计方法，包括热负荷的计算和设 备选型方法。太阳能及空气源热泵联合运行的热水系统具有使用安全、操作方便、运行费用和 维护费用低的特点，从而进一步降低运行成本，取得较好的经济效益。参考文献1何梓年，李炜，朱敦智.热管式真空管太阳能集热器及其应用 M.北京：化学工业出版社， 2011.2余克志，俞渊，甘世红，等 .高校学生生活区太阳能热水系统设计 J.节能技术， 2011， 29(3)： 226-229.3GB50364-2005，民用建筑太阳能热水系统应用技术规范 .4Hay J E.Calculation of monthly mean solar radiation for horizontal and inclined surfaceJ.Solar Energy， 1979， 23(4)： 301-307.