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太阳能热泵(一)
太阳能热泵一般是指利用太阳能作为蒸发器热源的热泵系统,区别于以太阳能光电或热能发电驱动的热泵机组。它把热泵技术和太阳能热利用技术有机的结合起来,可同时提高太阳能集热器效率和热泵系统性能。集热器吸收的热量作为热泵的低温热源,在阴雨天,直膨式太阳能热泵转变为空气源热泵,非直膨式太阳能热泵作为加热系统的辅助热源。因此,它可全天候工作,提供热水或热量。
太阳能热泵的分类
根据太阳集热器与热泵蒸发器的组合形式,可分为直膨式和非直膨式。在直膨式系统中,太阳集热器与热泵蒸发器合二为一,即制冷工质直接在太阳集热器中吸收太阳辐射能而得到蒸发。在非直膨式系统中,太阳集热器与热泵蒸发器分立,集热介质(一般采用水、空气、防冻溶液)在集热器中吸收太阳能,并在蒸发器中将热量传递给制冷剂,或者直接换热器将热量传递给需要预热的空气或水。根据太阳能集热环路与热泵循环的连接形式,非直膨式系统又可进一步分为串联式、并联式和双热源式。
串联式是指集热环路与热泵循环蒸发器加以串联、蒸发器的热源全部来自于太阳能集热环路吸收的热量;并联式是指太阳能集热环路与热泵循环彼此独立,前者一般用于预热后者的加热对象,或者后者作为前者的辅助热源;双热源式与串联式基本相同,只是蒸发器可同时利用包括太阳能在内的两种低温热源。
热水量为70吨/天方案 各种制热设备性价比较
注:制热工作状况为:环境温度20℃,进水温度15℃,出水温度55℃以上。
加热方式 |
电热水器 |
燃油锅炉 |
燃气锅炉 |
太阳能+电辅 |
热泵热水器 |
太阳能热泵热水器 |
能源种类 |
电 |
柴油 |
气 |
阳光+电 |
空气或水+电 |
空气或水+电 |
环保指数 |
环保不节能 |
污染不节能 |
污染不节能 |
环保节能 |
环保节能 |
环保节能 |
安全指数 |
危险 |
危险 |
危险 |
较危险 |
安全 |
安全 |
安装地方 |
安装不限制 |
受安装限制 |
受安装限制 |
受安装限制 |
安装不限制 |
安装不限制 |
实际热值 |
817千卡/kwh |
8100千卡/kg |
6450千卡/m3 |
817千卡/kwh |
3870千卡/kwh |
3870千卡/kwh |
燃料价格 |
0.95元/kwh |
6元/kg |
3.5元/ m3 |
0.95元/kwh |
0.95元/kwh |
0.95元/kwh |
日消耗燃料 |
3423kwh |
4245kg |
434 m3 |
3423kwh |
721kwh |
721kwh |
日运行费用 |
3252元 |
207优惠 |
1519元 |
3252元 |
684.9元 |
684.9元 |
年能源费用 |
1186925元 |
755769元 |
554435元 |
47477优惠(40%用电) |
250006元 |
100003元40%用电 |
设备寿命 |
5--10年 |
5--15年 |
5--15年 |
10年 |
15年 |
10--15年 |
维护费用 |
0.2万元/年 |
0.96万元/年 |
0.2万元/年 |
0.1万元/年 |
无 |
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采用直流式供热水,水温不稳定 |
采用直流式供热水,水温不稳定 |
采用直流式供热水,水温不稳定 |
热水温度不稳定,受天气影响 |
智能控温补水供热水采暖冷气 |
智能控温补水供热水采暖冷气 |
优点 |
不污染,占地少 |
智慧之选多占地多 |
智慧之选多占地多 |
无污染安全环保 |
节约资源资金安全稳定环保 |
节约资源资金安全稳定环保 |
不足 |
使用费高,不安全因素较高 |
使用费高,危险环境有污染专人看管费较高 |
使用费高,危险环境有污染专人看管费较高 |
阴雨天夜晚热水不足,全年40%用电辅助加热 |
地源热泵不影响 |
水源地源热泵不影响 |
热泵节约的费用/年 |
93.7万元 |
50.6万元 |
30.4万元 |
22.4万元 |
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太阳能热泵节约的费用/年 |
108.7万元 |
65.6万元 |
45.4万元 |
37.5万元 |
15万元 |
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注:表中每天用水量为70吨,热水温度为55℃、升温40℃为例计算,燃料价格按市场价为参考,太阳能按每年40%阴雨天气用电辅助加热或热泵热水器加热。
用热泵热水机组比电热水器、燃油、燃气、太阳能和电加热每年节约93.7万元、50.6万元、30.4 万元、22.4万元!预计安装对比别产品约一年半正常经营!
用太阳能热泵热水机组比电热水器、燃油、燃气、太阳能和电加热每年节约108.7万元、65.6 万元、45.4万元、37.5万元、15万元!预计安装对比别产品约一年半正常经营!
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★自然循环集热系统
工作原理:冷水经进补冷水系统补进储热水箱,达到设定水位后,补冷水系统停止工作。储热水箱中低温水经下循环管进入太阳能集热器阵,在其内受太阳能幅射加热水温升高,热水较冷水比重小,由此形成热虹吸压力,由集热器下端流向上端,热水经上循环管回到储热水箱,水箱中低温水比重大,再次经下循环管进入集热器继续受太阳能辐射加热。如此循环使水温不断升高。该循环方式不需借助外力,称之为自然循环集热系统,该系统要求集热水箱底部高出集热器上部200mm以上,一般适合集热器阵50m2以下热水系统。
★ 强制循环集热系统
工作原理:冷水经进补冷水系统进入储热水箱,达到设定水位后,补冷水系统停止工作。储热水箱中低温水强制循环水泵补入集热器阵,受太阳能辐射加热水温升高,当集热器上循环管内水温与储热水箱底部水温之温差达到设定值时,启动强制循环泵,将水箱中低温水送到集热器阵,同时将集热器阵中热水送回储热水箱,当上述温差等于和低于设定值时,强制循环泵停止工作。低温水在集热器中继续受太阳能辐射加热。如此循环,使储热水箱中水温不断升高。该循环系统称之为强制循环系统。强制循环集热系统水箱位置不受限制,可安装在集热器阵以外的任何位置,一般集热器在50m2以上宜采用强制循环集热系统。
★定温放水集热系统
工作原理:冷水经进补冷水系统进入集热器阵,冷水在集热器中受太阳能辐射加热,水温逐渐升高,当集热器阵产出的热水水温达到设定温度时,启动补冷水系统,进补冷水,同时将集热器阵中达到设定温度的热水顶入储热水箱中,当集热器阵内水温低于设定水温,停止补冷水,储存在集热器内的水继续受太阳能辐射加热,如此,不断定温放水,当储热水箱中水位达到设定水位,补冷水系统停止工作。该循环系统称之为定温放水集热系统。定温放水集热系统水箱位置不受限制,可安装在集热器阵以外的任何位置。
辅助加热系统
由于太阳能热水工程产水温度受太阳光照射时间及辐射强度影响,因而在连续阴雨天不能提供足够温度热水,必须设计安装辅助加热装置与太阳能热水工程配套使用。止前,市场上主要采用热泵热水机组,全自动常压热水炉,或电加热进行辅助加热。
★热泵热水器机组辅助加热系统:
热泵热水机组的空气热能生产热水,配合太阳能热水工程使用,是目前节能的太阳能热水工程系统;
★全自动常压热水炉辅助加热系统:
产热量大,经济实惠(能耗费用仅为同功率电装置的20%左右),特别适应于50m2以上大中型式太阳能热水工程系统配套使用;
★全自动辅助电加热装置:
卫生方便,适用于50m2以下小型太阳能热水工程系统配套使用;
太太阳能热水工程系统主要特点 节能环保
1、太阳能热水工程系统控制技术智能化,居深圳同行业前沿水平,实现了很大程度地利用太阳能,少地消耗辅助加热能源;
2、晴天完全利用太阳能产生的热水即可24小时供应热水;
3、可以恒温供热水;
4、阴雨天用电(或燃油)辅助加热时,要用多少热水就加热多少,节能、方便。
5、太阳能热水工程特别适合于酒店、工厂、学校、洗浴中心等需要集中供应生活热水的场所,可以节约大量燃料费用。
太阳能热水工程图
太阳能热水工程与热泵热水工程、空压机余热回收热水工程、空调余热回收热水工程等几类节能热水工程,大量应用于工厂热水器,酒店热水器,学校热水供应的场所,由于其显著的节能效益,相信在未来的热水工程市场中所占有市场份额会越来越大。