利用不銹鋼水箱實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能供暖
2015/3/25 9:08:12??????點(diǎn)擊：
經(jīng)過(guò)近幾年的工程實(shí)踐，太陽(yáng)能 + 低溫?zé)崴孛孑椛涔┡ê?jiǎn)稱 “ 水地暖 ” 系統(tǒng)的集成技術(shù)己逐漸趨向幼稚，被公認(rèn)為是一種節(jié)能環(huán)保的新型供暖系統(tǒng)。現(xiàn)有的工程實(shí)踐中，有兩種這樣的系統(tǒng)可供選擇。一種是太陽(yáng)能＋壁掛爐的雙熱源系統(tǒng)，該系統(tǒng)既可以進(jìn)行供暖又能提供生活熱水；另一種是太陽(yáng)能＋空氣源熱泵（或熱泵）系統(tǒng)，該系統(tǒng)可附加輔助電加熱設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)采暖、中央空調(diào)（制冷）和生活熱水的一體化運(yùn)行。
太陽(yáng)能＋壁掛爐系統(tǒng)
該系統(tǒng)能滿足地板采暖和生活熱水的兩大需求。系統(tǒng)采用太陽(yáng)能、燃?xì)獗趻戾仩t兩種熱源，通過(guò)一個(gè) “ 流量平衡罐 ” 將兩種熱源有效并機(jī)，使整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化控制，達(dá)到操作簡(jiǎn)單、舒適且節(jié)能的運(yùn)行效果。這是一種非常成熟的應(yīng)用方案，已有較多類似的工程實(shí)例。
太陽(yáng)能集熱換熱循環(huán)系統(tǒng)承壓式太陽(yáng)能集熱板、太陽(yáng)能循環(huán)泵、雙盤管換熱水箱的一組盤管 H1 形成一個(gè)閉式循環(huán)系統(tǒng)。太陽(yáng)能循環(huán)泵P5 受溫度控制進(jìn)行介質(zhì)內(nèi)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，循環(huán)介質(zhì)為專用的防凍液。由于防凍液受溫度影響可能導(dǎo)致防凍介質(zhì)體積和壓力發(fā)生變化，需在管路中裝置膨脹閥、平安閥和膨脹罐。
太陽(yáng)能、壁掛鍋爐的雙熱源并機(jī)原理太陽(yáng)能循環(huán)系統(tǒng)對(duì)雙盤管換熱不銹鋼水箱加溫，換熱盤管H2 水泵 P3 形成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，將太陽(yáng)能的熱源水送至流量平衡罐，與壁掛鍋爐內(nèi)的熱水在流量平衡罐內(nèi)混合。流量平衡罐是兩個(gè)熱源系統(tǒng)并機(jī)的關(guān)鍵部件，能起到熱源混合與水力、流量平衡分配的作用。
地暖自控系統(tǒng)原理圖一中的地暖水泵 P1 P2 能起到循環(huán)、增壓的作用。若停止水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，可對(duì)地暖系統(tǒng)進(jìn)行舒適性溫度控制。非采暖期間，關(guān)閉電動(dòng)閥（圖一 AV1 可以切斷地暖系統(tǒng)。
生活熱水循環(huán)系統(tǒng)該系統(tǒng)中的雙盤管換熱水箱同時(shí)可作為生活熱水的容積式保溫水箱。熱水經(jīng)三通混水閥混合后，出水溫度可保持在 50 攝氏度。雙盤管換熱水箱、三通混水閥、龍頭管道和熱水循環(huán)泵（圖一 P4 共同構(gòu)成一個(gè)中央熱水系統(tǒng)。該系統(tǒng)最巧妙的設(shè)計(jì)是停止采暖（關(guān)閉 AV1 電動(dòng)閥）時(shí)，壁掛鍋爐的熱水經(jīng)盤管 ( 圖二 H2 對(duì)換熱水箱加溫。因此 H2 換熱盤管具有 “ 雙向換熱 ” 作用。這樣，太陽(yáng)能（日照）缺乏時(shí)也能保障充足的生活熱水。圖中的熱水循環(huán)泵 ( P4 能實(shí)現(xiàn)熱水管道循環(huán)，自動(dòng)恒定管道水溫，使龍頭出水 “ 即開(kāi)即熱，無(wú)需放冷水 ”
太陽(yáng)能＋空氣源熱泵系統(tǒng)
該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)地板采暖、生活熱水和中央空調(diào)（制冷）一體化運(yùn)行，以太陽(yáng)能和空氣源熱泵（或熱泵）為主要熱源，并可附加輔助電加熱設(shè)備的多熱源系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、性價(jià)比極高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)能效果能達(dá)到 40 ％以上，一種值得普遍推廣的典型方案。
太陽(yáng)能地暖系統(tǒng)
太陽(yáng)能地暖系統(tǒng)是由采暖和空調(diào)（共用）水箱、地暖水泵 P2 地暖管路、太陽(yáng)能集熱板組成的供暖系統(tǒng)。當(dāng)有采暖需求時(shí)，自動(dòng)控制電動(dòng)閥 AV3 AV4 打開(kāi)（如圖二）構(gòu)成一個(gè)太陽(yáng)能地暖系統(tǒng)。水泵（ P2 為地暖循環(huán)水泵，將地暖水直接打入太陽(yáng)能集熱板進(jìn)行熱交換。空氣源熱泵作為二級(jí)采暖熱源，當(dāng)太陽(yáng)能（日照）缺乏時(shí)，空氣源熱泵系統(tǒng)的換熱盤管（圖二 H1 將對(duì)水箱加溫，這樣能充沛滿足水地暖對(duì)熱源的需求。
空氣源熱泵的中央空調(diào)（制冷）系統(tǒng)在夏季需要制冷時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉電動(dòng)閥中的 AV3 AV4 切斷太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)；當(dāng)空氣源熱泵處于制冷工況，熱交換器（圖二 H1 對(duì)水箱水溫降溫制冷。啟動(dòng)空調(diào)水泵（圖二 P1 水箱、風(fēng)機(jī)盤管組成一個(gè)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)風(fēng)機(jī)盤管與房間空氣對(duì)流進(jìn)行熱交換（吸收熱量）
生活熱水循環(huán)系統(tǒng)當(dāng)需要對(duì)生活熱水水箱加溫時(shí)，需打開(kāi)兩個(gè)電動(dòng)閥 AV1 AV2 這樣，生活熱水不銹鋼保溫水箱、三通混水閥、水龍管道、熱水循環(huán)泵（圖二 P3 構(gòu)成一個(gè)中央熱水循環(huán)系統(tǒng)。熱水經(jīng)三通混水閥，出水溫度可保持在 50 攝氏度。該系統(tǒng)具有兩個(gè)獨(dú)立的水箱（生活熱水水箱、采暖與空調(diào)水箱）夏天空調(diào)制冷時(shí)，不影響生活熱水的使用。圖中的熱水循環(huán)泵 ( P3 能實(shí)現(xiàn)熱水管道循環(huán)，自動(dòng)恒定管道水溫，使龍頭出水 “ 即開(kāi)即熱，無(wú)需放冷水 ”
太陽(yáng)能集熱板的防凍、過(guò)熱方法太陽(yáng)能集熱板的防凍、過(guò)熱采用水介質(zhì)排空的處置方法。太陽(yáng)能集熱板（管）換熱介質(zhì)為普通自來(lái)水，集熱板頂部位置裝置一個(gè)排氣閥，所配的水箱必需是開(kāi)敞式保溫水箱。水箱必需放在比太陽(yáng)能集熱板低的位置，利用介質(zhì)水的自重實(shí)現(xiàn)排空，需要防凍或過(guò)熱排空時(shí)，將太陽(yáng)能集熱板中的水排入水箱。
太陽(yáng)能集熱板（管）防氧化要求太陽(yáng)能集熱板（管）需采用特殊技術(shù)工藝，確保高效的熱交換性能。由于整個(gè)系統(tǒng)屬于開(kāi)式系統(tǒng)，要求集熱管必需采用抗氧化、抗腐蝕的不銹鋼管。由于該地暖系統(tǒng)處于開(kāi)式運(yùn)行，建議選擇抗氧化性能較好的地暖管道。
輔助電加熱設(shè)備本系統(tǒng)的兩個(gè)水箱，都可配備一組輔助電加熱設(shè)備 ( 圖二 R1 R2 太陽(yáng)能（日照）缺乏、空氣源熱泵都不能滿足采暖與熱水需求時(shí)，啟動(dòng)電加熱設(shè)備對(duì)水箱加溫。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要充沛考慮根據(jù)地域氣候特性、用戶的實(shí)際使用狀況、系統(tǒng)初期投資計(jì)劃等，盡量使輔助電加熱設(shè)備的啟動(dòng)控制在最短時(shí)間內(nèi)。據(jù)筆者了解，一般情況下，輔助電加熱在整個(gè)系統(tǒng)中的熱能比應(yīng)該少于 20 ％，這是評(píng)判系統(tǒng)勝利設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。
隨著科學(xué)技術(shù)的不時(shí)進(jìn)步，隨著太陽(yáng)能等新能源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用技術(shù)的革新，太陽(yáng)能將更加集約、高效。也許用不了多久，不再需要其他補(bǔ)充或輔助熱。
太陽(yáng)能＋壁掛爐系統(tǒng)
該系統(tǒng)能滿足地板采暖和生活熱水的兩大需求。系統(tǒng)采用太陽(yáng)能、燃?xì)獗趻戾仩t兩種熱源，通過(guò)一個(gè) “ 流量平衡罐 ” 將兩種熱源有效并機(jī)，使整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化控制，達(dá)到操作簡(jiǎn)單、舒適且節(jié)能的運(yùn)行效果。這是一種非常成熟的應(yīng)用方案，已有較多類似的工程實(shí)例。
太陽(yáng)能集熱換熱循環(huán)系統(tǒng)承壓式太陽(yáng)能集熱板、太陽(yáng)能循環(huán)泵、雙盤管換熱水箱的一組盤管 H1 形成一個(gè)閉式循環(huán)系統(tǒng)。太陽(yáng)能循環(huán)泵P5 受溫度控制進(jìn)行介質(zhì)內(nèi)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，循環(huán)介質(zhì)為專用的防凍液。由于防凍液受溫度影響可能導(dǎo)致防凍介質(zhì)體積和壓力發(fā)生變化，需在管路中裝置膨脹閥、平安閥和膨脹罐。
太陽(yáng)能、壁掛鍋爐的雙熱源并機(jī)原理太陽(yáng)能循環(huán)系統(tǒng)對(duì)雙盤管換熱不銹鋼水箱加溫，換熱盤管H2 水泵 P3 形成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，將太陽(yáng)能的熱源水送至流量平衡罐，與壁掛鍋爐內(nèi)的熱水在流量平衡罐內(nèi)混合。流量平衡罐是兩個(gè)熱源系統(tǒng)并機(jī)的關(guān)鍵部件，能起到熱源混合與水力、流量平衡分配的作用。
地暖自控系統(tǒng)原理圖一中的地暖水泵 P1 P2 能起到循環(huán)、增壓的作用。若停止水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，可對(duì)地暖系統(tǒng)進(jìn)行舒適性溫度控制。非采暖期間，關(guān)閉電動(dòng)閥（圖一 AV1 可以切斷地暖系統(tǒng)。
生活熱水循環(huán)系統(tǒng)該系統(tǒng)中的雙盤管換熱水箱同時(shí)可作為生活熱水的容積式保溫水箱。熱水經(jīng)三通混水閥混合后，出水溫度可保持在 50 攝氏度。雙盤管換熱水箱、三通混水閥、龍頭管道和熱水循環(huán)泵（圖一 P4 共同構(gòu)成一個(gè)中央熱水系統(tǒng)。該系統(tǒng)最巧妙的設(shè)計(jì)是停止采暖（關(guān)閉 AV1 電動(dòng)閥）時(shí)，壁掛鍋爐的熱水經(jīng)盤管 ( 圖二 H2 對(duì)換熱水箱加溫。因此 H2 換熱盤管具有 “ 雙向換熱 ” 作用。這樣，太陽(yáng)能（日照）缺乏時(shí)也能保障充足的生活熱水。圖中的熱水循環(huán)泵 ( P4 能實(shí)現(xiàn)熱水管道循環(huán)，自動(dòng)恒定管道水溫，使龍頭出水 “ 即開(kāi)即熱，無(wú)需放冷水 ”
太陽(yáng)能＋空氣源熱泵系統(tǒng)
該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)地板采暖、生活熱水和中央空調(diào)（制冷）一體化運(yùn)行，以太陽(yáng)能和空氣源熱泵（或熱泵）為主要熱源，并可附加輔助電加熱設(shè)備的多熱源系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、性價(jià)比極高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)能效果能達(dá)到 40 ％以上，一種值得普遍推廣的典型方案。
太陽(yáng)能地暖系統(tǒng)
太陽(yáng)能地暖系統(tǒng)是由采暖和空調(diào)（共用）水箱、地暖水泵 P2 地暖管路、太陽(yáng)能集熱板組成的供暖系統(tǒng)。當(dāng)有采暖需求時(shí)，自動(dòng)控制電動(dòng)閥 AV3 AV4 打開(kāi)（如圖二）構(gòu)成一個(gè)太陽(yáng)能地暖系統(tǒng)。水泵（ P2 為地暖循環(huán)水泵，將地暖水直接打入太陽(yáng)能集熱板進(jìn)行熱交換。空氣源熱泵作為二級(jí)采暖熱源，當(dāng)太陽(yáng)能（日照）缺乏時(shí)，空氣源熱泵系統(tǒng)的換熱盤管（圖二 H1 將對(duì)水箱加溫，這樣能充沛滿足水地暖對(duì)熱源的需求。
空氣源熱泵的中央空調(diào)（制冷）系統(tǒng)在夏季需要制冷時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉電動(dòng)閥中的 AV3 AV4 切斷太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)；當(dāng)空氣源熱泵處于制冷工況，熱交換器（圖二 H1 對(duì)水箱水溫降溫制冷。啟動(dòng)空調(diào)水泵（圖二 P1 水箱、風(fēng)機(jī)盤管組成一個(gè)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)風(fēng)機(jī)盤管與房間空氣對(duì)流進(jìn)行熱交換（吸收熱量）
生活熱水循環(huán)系統(tǒng)當(dāng)需要對(duì)生活熱水水箱加溫時(shí)，需打開(kāi)兩個(gè)電動(dòng)閥 AV1 AV2 這樣，生活熱水不銹鋼保溫水箱、三通混水閥、水龍管道、熱水循環(huán)泵（圖二 P3 構(gòu)成一個(gè)中央熱水循環(huán)系統(tǒng)。熱水經(jīng)三通混水閥，出水溫度可保持在 50 攝氏度。該系統(tǒng)具有兩個(gè)獨(dú)立的水箱（生活熱水水箱、采暖與空調(diào)水箱）夏天空調(diào)制冷時(shí)，不影響生活熱水的使用。圖中的熱水循環(huán)泵 ( P3 能實(shí)現(xiàn)熱水管道循環(huán)，自動(dòng)恒定管道水溫，使龍頭出水 “ 即開(kāi)即熱，無(wú)需放冷水 ”
太陽(yáng)能集熱板的防凍、過(guò)熱方法太陽(yáng)能集熱板的防凍、過(guò)熱采用水介質(zhì)排空的處置方法。太陽(yáng)能集熱板（管）換熱介質(zhì)為普通自來(lái)水，集熱板頂部位置裝置一個(gè)排氣閥，所配的水箱必需是開(kāi)敞式保溫水箱。水箱必需放在比太陽(yáng)能集熱板低的位置，利用介質(zhì)水的自重實(shí)現(xiàn)排空，需要防凍或過(guò)熱排空時(shí)，將太陽(yáng)能集熱板中的水排入水箱。
太陽(yáng)能集熱板（管）防氧化要求太陽(yáng)能集熱板（管）需采用特殊技術(shù)工藝，確保高效的熱交換性能。由于整個(gè)系統(tǒng)屬于開(kāi)式系統(tǒng)，要求集熱管必需采用抗氧化、抗腐蝕的不銹鋼管。由于該地暖系統(tǒng)處于開(kāi)式運(yùn)行，建議選擇抗氧化性能較好的地暖管道。
輔助電加熱設(shè)備本系統(tǒng)的兩個(gè)水箱，都可配備一組輔助電加熱設(shè)備 ( 圖二 R1 R2 太陽(yáng)能（日照）缺乏、空氣源熱泵都不能滿足采暖與熱水需求時(shí)，啟動(dòng)電加熱設(shè)備對(duì)水箱加溫。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要充沛考慮根據(jù)地域氣候特性、用戶的實(shí)際使用狀況、系統(tǒng)初期投資計(jì)劃等，盡量使輔助電加熱設(shè)備的啟動(dòng)控制在最短時(shí)間內(nèi)。據(jù)筆者了解，一般情況下，輔助電加熱在整個(gè)系統(tǒng)中的熱能比應(yīng)該少于 20 ％，這是評(píng)判系統(tǒng)勝利設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。
隨著科學(xué)技術(shù)的不時(shí)進(jìn)步，隨著太陽(yáng)能等新能源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用技術(shù)的革新，太陽(yáng)能將更加集約、高效。也許用不了多久，不再需要其他補(bǔ)充或輔助熱。
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