北京地區(qū)居住建筑太陽能與地埋管熱泵系統(tǒng)供熱綜合應(編輯修改稿)
2025-07-23 09:43 本頁面
【文章內容簡介】 溫度不超過50℃。在生活熱水和采暖系統(tǒng)不需要熱量時，多余的熱量將通過地埋管系統(tǒng)儲存到地下土壤中。（1）生活熱水供應生活熱水可以由太陽能集熱系統(tǒng)采集的熱量直接制備，輔助熱源為需要消耗常規(guī)能源的水源熱泵機組，而采暖系統(tǒng)所需熱量也需要經(jīng)過熱泵轉換，因此太陽能集熱系統(tǒng)采集的熱量優(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，貯熱水箱中的水通過熱交換器加熱容積式熱交換器中的生活熱水，當太陽能不足或連續(xù)陰雨天時通過熱泵機組作為輔助能源將生活熱水加熱到需要的溫度。熱泵機組在非制冷季與空調采暖機組并聯(lián)使用，在制冷季與空調采暖機組串聯(lián)，通過回收空調采暖機組排入水環(huán)路的冷凝熱提高機組能效比。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)冷熱源由太陽能輔助的地埋管熱泵系統(tǒng)提供，太陽能需要通過熱泵機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組供應，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)的供水通過與太陽能熱水進行熱交換后再進入地源熱泵機組，以提高地源熱泵機組的制熱能效比，減少常規(guī)能源——電力的使用，降低系統(tǒng)運行費用。太陽能系統(tǒng)雖然也可以通過并聯(lián)或串聯(lián)的方式與地源熱泵機組的用戶側（末端系統(tǒng)側）聯(lián)合使用，但無法解決太陽能系統(tǒng)的非采暖季過熱問題，也無法充分利用非采暖季的太陽能，本文中不做討論。（3）太陽能蓄熱系統(tǒng)本文設計的綜合供熱系統(tǒng)利用了季節(jié)蓄熱的概念，將非采暖季太陽能集熱系統(tǒng)采集的熱量通過地埋管系統(tǒng)儲存到土壤中，不但可以增加可再生能源的應用比例，還可以解決地下土壤的冷熱不平衡問題。地埋管系統(tǒng)在設計時地埋管井群的分區(qū)宜與地源熱泵機組一一對應。當?shù)卦礋岜孟到y(tǒng)在非采暖季需要供冷時，地埋管系統(tǒng)需要專門設立一組地埋管井群在地源熱泵機組供冷時專門作為蓄熱用；如果系統(tǒng)供冷負荷很小或不供冷，則不供冷的機組對應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)控制策略為實現(xiàn)保證系統(tǒng)按上述流程運行，圖2給出了太陽能與地埋管熱泵綜合供熱系統(tǒng)的系統(tǒng)控制圖，整個系統(tǒng)控制策略如下：（1）太陽能集熱系統(tǒng)采用高溫保護和溫差循環(huán)控制，即：當T1T2ΔT1且T3Tm1時，泵BB2啟動；當T1T2ΔT2或T3TM1時，泵BB2停止。（2）生活熱水容積式熱交換器太陽能側為高溫
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