集中集热-分户储热太阳能热水系统的实例分析

第32卷第4期建筑热能通风空调Vol 32 No, 42013年7月Building Energy EnvironmentJul.201340-42文章编号:10030344(2013)04-040-3集中集热-分户储热太阳能热水系统的实例分析番雷山东同圆设计集团有限公司摘要:集中集热-分户储热太阳能是高层住宅中常用的热水系统。本文结合日照某高层住宅,对此种太阳能系统的特点及使用要求进行了分析。此种热水系统集成化程度高集热器效率高,对建筑外立面没有影响在本工程中,太阳能热水循环管路采用带三通阀的开式同程系统,可解决热量分配不均的问题,是一种更加优化的太阳能热水循环系统。同时,为使集中集热-分户储热太阳能热水系统更加高效节能运行,各户换热水箱应采用具有防止结垢的产品。关键词:太阳能热水系统集中集热-分户储热系统高层住宅Analysis of the Application of Central Heating-Householdbased Storage Solar Water Heating SystemsPAN LeiShandong Tong Yuan Design Group Co, LtdAbstract: Central heating-household based storage solar water heating systems is usually used in high rise residentialbuildings. In this paper, the characteristics and utility programs of the solar water heating system used in Rizhao areanalyzed. The integration of this type of solar water heating system and the solar collectors efficiency are much morehighly than other types. And this type of solar system doesnt affect the building facade. In this engineering, thecirculating pipes use the opening same process system, and can avoid heat distribution. At the same time for the energyefficient operation, heat exchanging tanks must use prevention of fouling productsKeywords: solar water heating system, central heating-household based storage, high rise residential buildings1前言高层住宅(12层以上)底层用户热水管路存在超压的可能。因此,集中集热-分户储热系统是目前高层住宅随着政府对太阳能的热利用推广力度日益加大,中比较常用的太阳能热水形式,本文结合日照某高层全国各地相继制定了相关的强制政策。因此,开发商住宅,对此种太阳能系统的特点及使用要求进行了分在楼盘的开发过程中也将安装太阳能热水系统作为析重点来考虑,如何在高层住宅中合理有效利用太阳能是厂家及工程设计人员需要考虑的问题。对于高层住2集中集热-分户贮热太阳能热水系统特宅,目前采用的太阳能热水系统有:阳台壁挂式分点及管路设计体太阳能系统集中集热集中供热系统、集中集热-分户储热系统。由于高层住宅对外立面要求较高,阳台21集中集热分户贮热太阳能热水系统特点壁挂式分体太阳能系统的使用有一定的局限性;集中集中集热-分户贮热太阳能热水系统是将集热器集热集中供热系统对后期物业要求较为苛刻,且对于在建筑屋面集中放置每户配置一套独立的贮热水箱中国煤化工收稿日期:2012-11-13作者简介潘雷(1979~),男,硕士,工程师;山东省济南市高新开发区舜华路2000号舜泰广eyhCNMHGE-mail:panlei1979@yeah.net第32卷第4期潘雷:集中集热-分户储热太阳能热水系统的实例分析41贮热水箱内置换热装置和电辅助加热装置,系统循环装置、控制装置、定压设备集中放置在设备间或楼顶。太阳能集热器将太阳辐射能转化为热能贮存在热媒水中,系统循环装置将热媒水输送至每户贮热水箱,通过贮热水箱中的换热装置将热能传递给每户贮热水箱中的生活热水,换热之后的低温热媒水流回集热器继续加热,通过往复间断循环将每户贮热水箱中的1集热器;2集热循环水泵;3缓冲水箱;4供热循环水泵:5分户水箱生活热水加热供用户使用。当太阳光照不足或贮热水图3开式回路(三路)集中集热分户箱中的水未达到设定温度时,用户可以使用贮热水箱储热太阳能热水系统内置的电辅助加热装置加热贮热水箱中的生活热水,满足用户24小时使用的需求。22目前常用的几种集中集热-分户贮热太阳能热水系统形式1)集热回路为开式循环,主管路分为供水管、回水管两路,非同程连接,主管路进入住户时采用三通阀连接,如图1所示1集热器;2集热循环水泵;3缓冲水箱;4供热循环水泵;5分户水箱图4开式回路(两路)集中集热分户储热太阳能热水系统23集中集热-分户贮热太阳能热水系统管路设计的分析在上述几种常用的管路设计方案中,不同的部分1集热器:2集热循环水泵:3缓冲水箱:4供热循环水泵:5分户水箱主要为以下几个方面:图1开式循环集中集热分户储热太阳能热水系统1)集热回路是开式或者闭式。闭式一般为单泵,开式为双泵,即闭式系统中,集热循环和供热循环合2)集热回路为闭式回路,主管路分为供水管、回二为一成大循环,而开式的双泵循环系统中集热回路水管、同程水管三路同程连接,主管路进入住户时采和供热回路相互独立,同时开式系统中设置电加热管用三通阀连接,如图2所示。用来作为极端天气下的防冻措施,闭式系统在通过充注防冻介质作为循环热媒,散热通过散热器或过热时释放热水的方式来实现散热。2)供热循环回路釆用双管路或者三管路系统。三管路设置是为了使热媒达到各户的路程一致,即同程管路,可使各户获得的热量均等。而双管路只能优先供给楼上或楼下的离热源最近的住户,因此会造成各1集热器;2集热循环水泵;3分户水箱户的用热水量不一致。图2闭式循环集中集热分户储热太阳能热水系统3)采用两通电磁阀或者三通电磁阀。随着对集中集热一分户贮热太阳能热水系统的深入研究,在该系3)集热回路为开式回路,主管路分为供水管、回统的应用中会面临一个问题即电辅助加热的水可能水管、同程水管三路,同程连接,主管路进入住户时采释放到整个管网中为其他热用户作贡献。因此,安装用两通阀连接,如图3所示。一个电磁阀是非常必要的,安装电磁阀后,控制器把主4)集热回路为开式回路,主管路分为供水管、回回路干管中的田答内的温度进水管两路非同程连接,主管路进入住户时采用两通行对比,当干管中国煤化温≥10℃时,CNMHG阀连接,如图4所示。电磁阀开启,允r中进行换热,:42建筑热能通风空调2013年将热量储存于室内水箱;反之,电磁阀关闭,避免室内5结论热量散失到大回路中去。但如果采用两通电磁阀,在实际使用工程中可能会出现大回路堵塞的问题,会造1)集中集热-分户储热太阳能是高层住宅中常用成供热回路的断路。所以在单户热媒入口处安装三通的热水系统集成化程度高集热器利用效率高,对建换向阀是一个比较合理的选择。筑外立面没有影响,且安装成本较低通过上述分析,在本工程中设计了更加优化的方2)太阳能热水管路采用带三通阀的开式同程系案,即釆用带三通阀的开式同程循环系统,如图5所统,可解决热量分配不均的问题,是一种更加优化的太示。此种方案可以解决热量分配不均的问题,又可以阳能热水循环换热系统防止循环管路冻结或过热,避免系统断路、循环水泵3)为使集中集热-分户储热太阳能热水系统更加闷转等问题。高效节能运行,热用户换热水箱应采用具有防止结垢的产品。参考文献[]万水.高层住宅太阳能热水系统类型选用探讨门给水排水2009,(12):65-69[2]孙润太阳能热水系统在住宅中的应用门江苏建筑,2008,(5)1集热器;2集热循环水泵;3缓冲水箱;4供热循环水泵;5分户水箱图5采用带三通阀的开式同程循环[3]民用建筑太阳能热水系统应用技术规范(GB503642005)[S]北京:中国建筑出版社,2005系统太阳能热水系统[4]何梓年.太阳能利用与建筑结合技术讲座(二)太阳能热水系统可再生能源,2005,(2):70-733太阳能热媒循环管在公共空间内的设置(上接45页)据《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》的要求,太阳能热水系统管线不得穿越其他用户的室5结论内空间,应放置在公共空间内。因此,本工程在设计时将管道井尺寸适当加大,管井内除其他给水、供暖管“大盛魁”分布式供能系统方案可以满足示范工线外,增加太阳能热媒供、回水管及同程管三根管线,程的主要能源需求,同时满足863计划课题的目标要各户的热媒循环支管从管道井内走垫层入户。设于管求。方案一和方案二均具有可行性需根据后续项目道井内的热水循环管,不占用户内空间,又便于维护执行、设备选型和投资等情况进一步优化确定示范检修。工程的最终方案。两方案在技术、经济、环保方面均是可行的,同时也能为解决城市电力与燃气负荷峰谷、4工程运行状况及存在的问题能源供应安全等问题开辟新的途径。本工程太阳能热水系统已运行两年,从使用效果参考文献及用户反馈的意见看达到了预期的效果。在运行中m国家发展改革委,财政部住房城乡建设部国家能源局关于也存在一些亟待解决的问题,如个别用户热水换热水发展天然气分布式能源的指导意见[2]20110[2]杜建一,王云徐建中分布式能源系统与微型燃气轮机的发展箱内的换热管有结垢现象影响换热效果。经与太阳与应用[J工程热物理学报,2004,25(2):786-788能热水器厂家沟通,这一现象比较普遍,很多厂家已[3]朱成章从小型热电联产走向冷热电联产[能源技术,200着手解决这一问题,并研发出避免结垢的换热水箱如搪瓷内胆热水箱等产品。因此开发商及用户在选4李政义动态负荷下天然气冷热电联供系统运行优化[大连用热水器时应选用具有防止结垢的产品。大连理工大学,2011[5]北京市中国煤化工依据a价确字CNMHG