太阳能集热器加空气源热泵系统工程案例解析

0 前言 　　由于太阳能热水系统的使用安装受国家节能政策的引导，不少地方出台强制性安装政策，否则不予验收，这就使得房地产商必须在房屋建筑建设过程中安装太阳能热水系统，所以一些地区低端开发商较少从用户的节能、可靠、舒适性去考虑，而是为了应付报批或检查。再者，安装太阳能+空气源热泵双节能系统相对费用较高，所以，多数住宅建筑开发商不愿意接受。 　　这些难题在各个行业和各施工单位之间，通过市场规则似乎很难达成完美结果，所以需要各级主管部门从政策和行政高度进行协调和规范，方可有所突破，实现新能源与建筑相结合的目标。 　　本文以北京市大兴区榆垡镇定向安置房项目为例，介绍太阳能集热器+空气源热泵双节能系统工程的设计思路、相关技术。 　　1 项目概况 　　项目名称：大兴区榆垡镇定向安置房工程开发商：北京万兴建筑集团有限公司、北京天恒建设工程有限公司 　　建设地点：北京市大兴区榆垡镇 　　工程规模：该小区是为榆垡镇定向安置房住宅小区，约有380751m2，由36栋楼组成，层高为7~11层，总户数：3488户。 　　甲方要求：以低碳节能高效多能互补的供热系统为居民用户提供安全舒适生活热水。 　　设计与具体施工参数:建筑群为南北均分坡屋顶设计，倾斜角度为28°，屋顶设计有老虎窗和排气通道。 图1 项目外观 　　2 设计思路 　　采用真空管型太阳能集热器集热储热系统+空气源辅助热源+热水定位定压循环系统+防冻系统组成，每天提供充足的洗浴用水水温≥50℃，最低≥45℃，全天候供应生活热水。 　　3 相关系统技术应用 　　太阳能集热器+空气源热泵具有潜热充分利用、集热水箱+恒温水箱合理设计实现24h 全天候热水、即开即热、恒温舒适的充分优势。将太阳能储热供热系统与空气源热泵连接，使各种能源得到充分利用，该系统以“节能、高效、稳定、可靠”为技术特点。（系统原理，详见图2）。 　　4 系统设计要点 　　随着人们生活水平的提高，消费者对生活热水的舒适性要求越来越高，很多用户经常抱怨太阳能热水系统在冬天无法正常使用或冬季运行费用高，就算可以出水，水温也是忽冷忽热，舒适度大打折扣。相较而言，在北京地区气候环境条件下太阳能供热系统最佳选择是太阳能集热器+空气源热泵互补。 　　4.1 太阳能集热器+空气源热泵互补 　　太阳能+空气源热泵互补能有效利用太阳能潜热（太阳能潜热，即传统太阳能系统中因阴雨天气或连续使用会造成40℃以下的温水，不能直接用来洗浴，形成大量得不到有效利用的潜热，造成大量可再生能源的浪费），按需互补，达到最充分节能效果。 　　4.2 双水箱设计。 　　恒温舒适，能恒温提供生活热水，解决太阳能热水器热水忽冷忽热的问题。 　　4.3 系统的稳定性和泛用性。热水加压循环系统，承压运行，提高系统的可靠性和应用范围，能很好地满足多种建筑条件下的洗浴需求（低层、多层甚至高层住宅）。 　　4.4 系统的自动化和人性化。太阳能集热器和空气源热泵热水系统控制集成为一体，在不同工作状态下，实现系统全自动切换，获得最佳的节能效果，操作简便。 　　5 建筑群热水耗电量分析 　　本项目合计使用热保温水箱1个，恒温供热水箱1个；空气源热泵机组辅助加热2 台，输入功率7.8kW／台(名义制热量28kW/ 台)；太阳能集热循环泵2 台（1 用1 备）；热泵循环泵1台；水箱间循环泵1 台；供热增压循环泵2 台（1 用1 备）；全自动控制系统1 套；其他配套设备、设施、管道、管材若干，年度耗电总量如表1所示。 　　注：1. 全年热水总供应量：106942.08t 热水耗电量：12.24 kW·h /t； 　　  2. 计算条件：日产热水量：60℃热水292.998t；太阳能保证率：58.7%；相对电加热节能率为77.9%。 　　目前，太阳能热利用企业通过资源整合，优势互补，加大结构调整力度、提升技术实力，以资源节约型系统充分满足用户热水的舒适性、可靠性、节约性等需求。众多新能源行业企业也开始调整产品结构，用更高端、更节能的产品替换低价低端产品。而太阳能集热器+空气源热泵热水系统同从用户节能、舒适、快捷等多角度为客户考虑，是未来集中式热水系统市场的发展方向，天普集团在此方面已拥有多项技术专利。可以想象，如果业内各厂家通过ODM、工程配套等多种方式共同协作，进一步提高产品质量和服务水平，市场蛋糕将必然能够做大，太阳能热利用行业也将迎来一个崭新的时代。(天普新能源科技有限公司  丁海兵 冯永环)