北京地區(qū)居住建筑太陽(yáng)能與地埋管熱泵系統(tǒng)供熱綜合應(yīng)(編輯修改稿)
2025-07-23 09:43 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 溫度不超過(guò)50℃。在生活熱水和采暖系統(tǒng)不需要熱量時(shí)，多余的熱量將通過(guò)地埋管系統(tǒng)儲(chǔ)存到地下土壤中。（1）生活熱水供應(yīng)生活熱水可以由太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)采集的熱量直接制備，輔助熱源為需要消耗常規(guī)能源的水源熱泵機(jī)組，而采暖系統(tǒng)所需熱量也需要經(jīng)過(guò)熱泵轉(zhuǎn)換，因此太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)采集的熱量?jī)?yōu)先保證生活熱水系統(tǒng)的使用以節(jié)省常規(guī)能源消耗。用熱時(shí)，貯熱水箱中的水通過(guò)熱交換器加熱容積式熱交換器中的生活熱水，當(dāng)太陽(yáng)能不足或連續(xù)陰雨天時(shí)通過(guò)熱泵機(jī)組作為輔助能源將生活熱水加熱到需要的溫度。熱泵機(jī)組在非制冷季與空調(diào)采暖機(jī)組并聯(lián)使用，在制冷季與空調(diào)采暖機(jī)組串聯(lián)，通過(guò)回收空調(diào)采暖機(jī)組排入水環(huán)路的冷凝熱提高機(jī)組能效比。如考慮降低初投資，也可以取消圖中的生活熱水用地源熱泵機(jī)組GHP1，而在容積式熱交換器或生活熱水水箱中安裝電加熱器作為生活熱水系統(tǒng)的輔助熱源。（2）采暖系統(tǒng)所采用的采暖系統(tǒng)冷熱源由太陽(yáng)能輔助的地埋管熱泵系統(tǒng)提供，太陽(yáng)能需要通過(guò)熱泵機(jī)組才能傳遞到末端采暖系統(tǒng)，末端系統(tǒng)一般采用地面輻射供暖系統(tǒng)。在采暖季，末端采暖系統(tǒng)的熱源由地源熱泵機(jī)組供應(yīng)，考慮到北京地區(qū)冬季地埋管系統(tǒng)出水溫度一般較低，地埋管系統(tǒng)的供水通過(guò)與太陽(yáng)能熱水進(jìn)行熱交換后再進(jìn)入地源熱泵機(jī)組，以提高地源熱泵機(jī)組的制熱能效比，減少常規(guī)能源——電力的使用，降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。太陽(yáng)能系統(tǒng)雖然也可以通過(guò)并聯(lián)或串聯(lián)的方式與地源熱泵機(jī)組的用戶側(cè)（末端系統(tǒng)側(cè)）聯(lián)合使用，但無(wú)法解決太陽(yáng)能系統(tǒng)的非采暖季過(guò)熱問(wèn)題，也無(wú)法充分利用非采暖季的太陽(yáng)能，本文中不做討論。（3）太陽(yáng)能蓄熱系統(tǒng)本文設(shè)計(jì)的綜合供熱系統(tǒng)利用了季節(jié)蓄熱的概念，將非采暖季太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)采集的熱量通過(guò)地埋管系統(tǒng)儲(chǔ)存到土壤中，不但可以增加可再生能源的應(yīng)用比例，還可以解決地下土壤的冷熱不平衡問(wèn)題。地埋管系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)地埋管井群的分區(qū)宜與地源熱泵機(jī)組一一對(duì)應(yīng)。當(dāng)?shù)卦礋岜孟到y(tǒng)在非采暖季需要供冷時(shí)，地埋管系統(tǒng)需要專門設(shè)立一組地埋管井群在地源熱泵機(jī)組供冷時(shí)專門作為蓄熱用；如果系統(tǒng)供冷負(fù)荷很小或不供冷，則不供冷的機(jī)組對(duì)應(yīng)的地埋管井群可以作為蓄熱井群使用。綜合供熱系統(tǒng)的系統(tǒng)控制策略為實(shí)現(xiàn)保證系統(tǒng)按上述流程運(yùn)行，圖2給出了太陽(yáng)能與地埋管熱泵綜合供熱系統(tǒng)的系統(tǒng)控制圖，整個(gè)系統(tǒng)控制策略如下：（1）太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)采用高溫保護(hù)和溫差循環(huán)控制，即：當(dāng)T1T2ΔT1且T3Tm1時(shí)，泵BB2啟動(dòng)；當(dāng)T1T2ΔT2或T3TM1時(shí)，泵BB2停止。（2）生活熱水容積式熱交換器太陽(yáng)能側(cè)為高溫
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