太阳能+锅炉(或热泵)双能源生活热水系统
一、设备选用原则
1、太阳能集热器:
宜选用集热效率高,承压能力强,安装维护方便的产品,如金属吸热体的热管真空管式集热器、平板式集热器等。
太阳能集热器的面积应因地制宜,根据资金状况和用热需求尽可能安装足够的集热面积,但太阳能供热能力不能超过每日均供热需求,以免影响投资的经济性,并且在实际使用中出现供热富裕造成浪费。
2、锅炉(或热泵)
根据当地能源状况可选用燃气、燃油或电热锅炉。
为减少投资,便于安装,锅炉宜选用常压热水锅炉。
热泵可选用空气源热泵或地源热泵。
为保证水质,应选用内置换热器的间接加热式常压热水锅炉或直接加热式锅炉外单独设置换热设备加热热水。
锅炉功率应按满足最大日供热需求或设计最大小时耗热量确定,保证在阴雨天气没有太阳能资源时的热水正常供应。
3、储热水箱
储热水箱应采用成品水箱或现场拼装的保温水箱。
为保证水质,水箱内胆宜采用不锈钢材质。
水箱容量按太阳能集热系统每日所能加热的热水量确定,但不应低于热水系统最大小时热水用量。
二、系统安装方案及工作原理
1、太阳能和锅炉并联
工作原理:
(1)太阳能集热系统
太阳能系统为强制循环系统,集热循环泵由集热器和水箱的温差控制,当集热内温度于水箱温度之差达到设定启动值时,循环泵运转,当二者温差小于设定停止值时,循环本停止。
如此循环往复,将集热器所获取的太阳能热量源源不断
输送到储热水箱。
(2)锅炉
管理人员根据供应热水时间设定锅炉运行时段,在供热水时间到来之前,锅炉自动进入工作状态,此时锅炉控制系统根据水箱温度状况确定是否点火运行,保证热水用水时间内供水温度不低于设计温度。
(3)冷水补水
冷水直接补入储热水箱。
水箱内设有液位控制传感器,通过太阳能控制系统可设置多级水位。
在太阳能系统运行之前,水箱注水至最低水位,当太阳能系统运行,水温升高至设定温度时,补水电动阀打开,将水箱水位补充至高一级水位。
如此逐级加热,直至将水箱注满水。
(4)方案原理示意图
本方案适用于定时供应热水的场所,锅炉定时启动,最大限度利用太阳能。
2、太阳能和锅炉串联
(1)太阳能集热系统
太阳能系统为强制循环系统,集热循环泵由集热器和水箱的温差控制,当集热内温度于水箱温度之差达到设定启动值时,循环泵运转,当二者温差小于设定停止值时,循环本停止。
如此循环往复,将集热器所获取的太阳能热量源源不断输送到储热水箱。
(2)锅炉
太阳能储热水箱内的热水经热水循环泵进入锅炉,锅炉控制系统对水温进行检测,如果温度达不到设定供水温度,则锅炉自动投入运行,将水温升高至设计温度后供入热水用户,保证全天候连续热水供应。
(3)冷水补水
冷水直接补入储热水箱。
水箱内设有液位控制传感器,通过太阳能控制系统可设置多级水位。
在太阳能系统运行之前,水箱注水至最低水位,当太阳能系统运行,水温升高至设定温度时,补水电动阀打开,将水箱水位补充至高一级水位。
如此逐级加热,直至将水箱注满水。
(4)方案原理示意图
本方案适用于比较大型的集中热水系统或需要全天候供应热水的场所,太阳能起预热作用,热水系统一般为变频供水。
水箱可设置为两个,一个连接太阳能集热系统的太阳能储热水箱和一个经锅炉向用户供热水的供热水箱。