傳熱學課程設計--太陽能與燃氣壁掛爐雙劍合璧

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　介紹了太陽能燃氣集成供熱系統(tǒng)的特點，詳細闡述了太陽能燃氣集成生活熱水系統(tǒng)和太陽能燃氣集成洗浴采暖系統(tǒng)的原理和結(jié)構，通過對這兩種供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟性和環(huán)境效益進行了分析，提出了設計太陽能燃氣集成供熱系統(tǒng)應該注意的問題。</p><p>　　關鍵詞： 集成供熱系統(tǒng)，燃氣壁掛爐，太陽能，環(huán)保，節(jié)能</p&g

2、t;<p><b>　　1國內(nèi)外現(xiàn)狀</b></p><p><b>　　1.1世界能源現(xiàn)狀</b></p><p>　　能源形勢日益嚴峻，能源價格不斷上升，開發(fā)利用可再生能源太陽能、風能等已成為全球關注的焦點，我國政府也在大力支持和鼓勵開發(fā)使用新能源和可再生能源；同時隨著國家對節(jié)能減排的大力提倡，不少消費者都十分愿意選擇節(jié)能環(huán)保型

3、的采暖方式。</p><p>　　隨著新能源不斷進入熱水器行業(yè)以及新技術的突破，熱水器產(chǎn)品正朝著燃氣、電能、太陽能、空氣能多種能源合一的趨勢發(fā)展</p><p>　　業(yè)內(nèi)人士認為，像電能熱水器漏電、煤氣熱水器通風不好都會產(chǎn)生危險，太陽能熱水器也有自身的缺點，采取“多能互補能源集成”才是正道。從發(fā)展趨勢來看，將來的熱水器產(chǎn)品將是燃氣、電能、太陽能和空氣能等多種能源合一，這既可以解決各種能源熱

4、水器本身的短板，又符合節(jié)能環(huán)保的要求。</p><p>　　“2010年，萬和技術創(chuàng)新的重點是研發(fā)與突破節(jié)能、環(huán)保、減排相關的核心技術，推動燃氣具行業(yè)技術升級，在研制符合未來節(jié)能環(huán)保趨勢的空氣能+燃氣、太陽能+燃氣、電能+燃氣及多能互補能源集成熱水系統(tǒng)方面碩果累累?！睆V東萬和新電氣股份有限公司品牌管理部部長李惠珍告訴記者，在目前節(jié)能減排的社會大環(huán)境下，市場對新能源產(chǎn)品提出了迫切的消費需求，根據(jù)萬和的戰(zhàn)略規(guī)劃，20

5、11年新能源產(chǎn)品及組合利用燃氣能、空氣能、太陽能的多能互補能源集成熱水系統(tǒng)將成為產(chǎn)品推廣的重點。</p><p>　　據(jù)了解，多能源合一的熱水器產(chǎn)品，如今已經(jīng)成為全球熱水器行業(yè)未來的發(fā)展趨勢。美國熱水巨頭A.O.史密斯全球研發(fā)中心，就創(chuàng)新推出全新一代產(chǎn)品太陽能+電熱水器集成一體機，引起了極大關注。</p><p>　　萬家樂新聞發(fā)言人李濤也表示，未來家庭能源利用方式會往多能源趨勢發(fā)展，太陽

6、能、風能、空氣能在具體條件下都可稱低碳能源，生產(chǎn)廠家考慮更多的是如何將居民生活習慣與當?shù)氐赜驓夂蛱攸c結(jié)合，從而開發(fā)出能源利用效率最高、最便民的熱水器產(chǎn)品。</p><p>　　1.2我國地方供暖現(xiàn)狀</p><p>　　在北方，嚴冬季節(jié)普遍采用集中供熱，通過熱力管網(wǎng)，把區(qū)域鍋爐房或者熱電廠的熱流源源不斷地輸送到千家萬戶溫暖了住宅，也溫暖了人心?？墒窃谀戏?，沒有集中供熱，廣大居民冬季還生活在

7、冰冷之中，不得不說是一種遺憾。</p><p>　　我國幅員遼闊，地域?qū)拸V，根據(jù)最冷月平均溫度和日平均溫度的不同，全國可分成了 5 個區(qū)：嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)及溫和地區(qū) ，只有嚴寒地區(qū)和寒冷地區(qū)的建筑才有冬季保暖的要求。</p><p>　　也就是說，南方很多城市，如成都、重慶、長沙等地，居民住房的保溫性比較差，且一般不考慮采暖。其實，這些地區(qū)冬季也是比較冷的，只

8、是冷的時間沒有北方那樣漫長 在這些不是很冷或寒冷時間持續(xù)不是很長的地區(qū)，投資發(fā)展集中供熱顯然是不經(jīng)濟的 在這些采暖的邊緣地區(qū)，燃氣采暖熱水爐（俗稱壁掛爐）、熱泵、電熱采暖有著較大的發(fā)展空間，燃氣采暖熱水爐適合城市擁有天然氣的住戶使用，熱泵可以用于公共建筑的采暖；電熱膜、發(fā)熱電纜也是個不錯的選擇，但電是高品位能源，國家投巨資建設水電站、火力發(fā)電廠，如果直接用電來發(fā)熱采暖顯然比較奢侈；另一方面，階梯電價即將實行，同樣是能源，電價將來可能像汽

9、油一樣變得很高。</p><p>　　據(jù)相關數(shù)據(jù)，使用好的燃氣采暖熱水爐分戶采暖的費用要比集中供暖便宜很多，尤其對于白天家中沒人的上班一族據(jù)說，現(xiàn)在北京集中供暖一般為一個季度，采暖價格為 30元每平方米，如果 100平方米的房子至少要3000 元左右！如果用質(zhì)量好的燃氣采暖熱水爐，平均一個采暖季，每平方米的費用為18~28 元 如果房子朝向好，入住率高、保溫做得好，那就更省了！</p><p&

10、gt;　　城市燃氣基本采用天然氣，其主要成分為甲烷（化學分子式 CH4 ），燃燒產(chǎn)物主要是水和二氧化碳，因此可以說是一種清潔能源 而燃煤鍋爐房或者火電廠，都是燃燒煤獲得電或熱，污染都比較大的 因此推廣使用天然氣為原料的燃氣采暖熱水爐，有利于減輕國家用電緊張的局面；有利于減少對化石燃料、煤的依賴，減少環(huán)境污， 現(xiàn)在燃氣采暖熱水爐技術已經(jīng)比較成熟了，單戶燃氣采暖熱水爐具備較高的安全性、經(jīng)濟性、靈活性。</p><p>

11、;　　燃氣采暖熱水爐的輸出溫度一般可以達到30~80 ，而我們知道，住宅選用的散熱器一般采用 80/60 的參數(shù)，如果燃氣采暖熱水爐總在高端溫度區(qū)運行，對其使用壽命顯然是不利的。住宅選用地暖盤管的話，需要的溫度只是 60 以下，一般采用 50/40，已經(jīng)足夠了，甚至可以更低燃氣采暖熱水爐在溫度相對較低的狀態(tài)運行，有利于延長其使用壽命，爐子運行溫度低，也有利于減少表面的散熱損失和煙氣的排氣熱損失，住戶自己設置燃氣采暖熱水爐，有更大的靈活性

12、，比如白天上班家里沒人，可以降低地暖循環(huán)水運行溫度，以減少燃料的消耗，將功能設定為下班提高運行地暖循環(huán)水的運行溫度，當用戶到家時，溫度已經(jīng)達到所需溫度 這樣操作既舒適又節(jié)能，達到最大程度節(jié)能使用燃氣采暖熱水爐的另外一個好處是同時可以提供生活熱水 使用一套燃氣采暖熱水爐的集中熱源系統(tǒng)，既提供了采暖熱水，又提供生活熱水，一舉兩得。</p><p>　　南方地區(qū)太陽能一般比較充足，我們可以把太陽能熱水系統(tǒng)連接到燃氣采暖

13、熱水爐采暖與生活熱水系統(tǒng)之中，做成一體化的集中熱水系統(tǒng),可以這樣運行：當太陽能充足的時候，通過閥門轉(zhuǎn)換，太陽能集熱板和燃氣采暖熱水爐并聯(lián)運行，把太陽能集熱板產(chǎn)生的熱水存儲到保溫水箱 把保溫水箱當作熱源，供給地暖采暖系統(tǒng) 把燃氣采暖熱水爐作為太陽能熱水的輔熱熱源；當太陽能不充足或采暖季之初，通過閥門轉(zhuǎn)換，太陽能集熱板和燃氣采暖熱水爐串聯(lián)運行，用太陽能集熱板產(chǎn)生的熱水預熱溫度較低的地暖回水，再由燃氣采暖熱水爐二次加熱地暖循環(huán)水，達到設計參數(shù)

14、；當太陽能起不到多大作用的時候，可直接使用燃氣采暖熱水爐采暖 太陽能是免費的，但不穩(wěn)定；燃氣采暖熱水爐穩(wěn)定，但需要燃料；地板輻射供暖僅需要較低品位的熱水 綜合其各自優(yōu)勢，取長補短，以期取得最大的節(jié)能效果。</p><p>　　1.3社會上供暖設備的現(xiàn)狀</p><p>　　中國家電研究院副總工程師張亞晨表示：“事實上，消費者需要不是熱水器，消費者需要的是熱水，而提供熱水解決方案是企業(yè)在產(chǎn)品

15、開發(fā)、技術轉(zhuǎn)型創(chuàng)新上的一個總體思路，熱水器的產(chǎn)品提供商要逐漸轉(zhuǎn)向家庭熱水整體解決方案的提供商。” </p><p>　　在節(jié)能產(chǎn)品進行演變的過程中，熱水器企業(yè)開始出現(xiàn)跨界經(jīng)營，如過去的電熱水器品牌開始研發(fā)燃氣熱水器、熱泵熱水器，燃氣熱水器企業(yè)亦推出電熱與太陽能結(jié)合等產(chǎn)品，傳統(tǒng)的電熱水器、燃氣熱水器企業(yè)陣營正在互相滲透。 </p><p>　　“當前，熱水器行業(yè)跨界式的競爭趨勢越來越明顯，以

16、海爾為代表的電儲水式熱水器的領軍品牌正在逐步地進入燃氣熱水器市場，近3年海爾在燃氣熱水器這塊逐步提升比重；A.O.史密斯不僅是牢牢占據(jù)了電儲水式熱水器第二名的位置，它正在努力地進軍燃氣式熱水器領域；此外，阿里斯頓、惠爾浦等企業(yè)也有類似的發(fā)展態(tài)勢。”中怡康市場研究總監(jiān)彭煜表示。</p><p>　　盡管具有明顯的優(yōu)點，也符合未來的發(fā)展趨勢，但作為一種新生事物，多能源合一的熱水器產(chǎn)品目前在全世界都屬于新的技術難題，突

17、破技術瓶頸，成為其下一步發(fā)展的關鍵。</p><p>　　李惠珍指出，多能互補能源集成的熱水器并非簡單的將燃氣、電能、太陽能和空氣能進行簡單的疊加，當陰天的時候太陽能不好使就使電能，停電的時候就使燃氣。而是要將這些能源有機整合、優(yōu)勢互補，這需要在技術層面作出新突破，這必將引領整個熱水器行業(yè)的新革命。</p><p>　　目前，國內(nèi)的大多數(shù)熱水器廠家都開始多條腿走路，萬和、萬家樂、美的等廠家

18、，都擁有燃氣熱水器、電熱水器、太陽能熱水器等多條生產(chǎn)線和產(chǎn)品。如作為傳統(tǒng)能源產(chǎn)品的代表企業(yè)之一的萬和，2010年在新能源應用領域就相繼開發(fā)了熱泵、壁掛爐和平板式太陽能、多能互補能源集成熱水系統(tǒng)等產(chǎn)品。</p><p>　　記者了解到，有關多能源熱水器的標準制定也進入了“收官”階段，國家標準《多能源組合熱水器》早已通過專家審核。該標準以規(guī)范性附錄形式提出熱泵輔助儲水式熱水器、太陽能輔助儲水式熱水器、熱泵、太陽能組合

19、輔助儲水式熱水器的技術要求。</p><p>　　隨著社會的進步和人們生活水平的提高，人們對環(huán)境的關注程度也與日俱增。各國政府，特別是發(fā)達國家政府在制定政策時，越來越多地考慮環(huán)保方面的因素，以保證社會的可持續(xù)發(fā)展 開發(fā)利用可再生能源和太陽能成為全球關注的焦點，我國政府也在大力支持和鼓勵開發(fā)使用新能源和可再生能源 太陽能是太陽內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應過程釋放出的能量，輻射到地球，人們通過光電/光熱光化學的方式使之轉(zhuǎn)

20、化利用以服務人類其特點是取之不盡、用之不竭，一次投入終身使用，沒有任何污染 太陽能是綠色環(huán)保的、廉價的能源，但是在陰雨連綿或氣溫低的日子，獨立太陽能產(chǎn)品就會表現(xiàn)出它的劣勢，不能滿足用戶既節(jié)能又舒適的要求，因此開發(fā)既節(jié)能又舒適的太陽能</p><p>　　組合產(chǎn)品就顯得尤其重要。</p><p>　　2太陽能燃氣壁掛爐集成供熱</p><p>　　2.1太陽能燃氣集成

21、供熱系統(tǒng)</p><p>　　對于低碳環(huán)保型采暖方式，中國低碳環(huán)保聯(lián)盟（中國低碳傳媒網(wǎng)）提出了一個最新的概念，那就是“需要的時候用，不需要的時候停止”。使用燃氣壁掛爐采暖，采暖時間可以自由設定，可隨意開啟，每個房間溫度可自由調(diào)節(jié)；而且是自然、健康舒適、節(jié)能環(huán)保的采暖方式，滿足了上述概念的要求，不僅在宏觀上減少了國家能源消耗和污染，而且在微觀上也減少了家庭的采暖能耗。</p><p>　　將

22、太陽能和燃氣壁掛爐系統(tǒng)相結(jié)合，同時使用太陽能和燃氣壁掛鍋爐兩種熱源，通過一個“流量平衡罐”將兩種熱源有效并機，這種雙熱源并機的原理是：太陽能循環(huán)系統(tǒng)對雙盤管換熱水箱加溫，換熱盤管、水泵形成一個循環(huán)系統(tǒng)，將太陽能的熱源水送至流量平衡罐。與壁掛鍋爐的熱水，在流量平衡罐內(nèi)混合。其中流量平衡罐是兩個熱源系統(tǒng)并機的關鍵部件，起到熱源混合與水力、流量平衡分配的作用。</p><p>　　這種雙熱源并機設計，不僅實現(xiàn)了太陽能和

23、燃氣兩種清潔能源的完美結(jié)合，而且實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的自動化控制，達到了操作簡單、舒適節(jié)能的運行效果。通過這種配合，用戶可以在陽光充足的時候，優(yōu)先使用太陽能作為熱源;當太陽能所提供的熱能無法滿足需求時可以使用天然氣作為補充能源，不僅滿足了用戶的采暖和熱水需求，而且可以達到操作簡單、舒適性節(jié)能的運行效果。</p><p>　　太陽能燃氣集成供熱系統(tǒng)是將太陽能和燃氣壁掛爐組合集中在一個系統(tǒng)內(nèi)，應用智能控制技術對太陽能和燃氣

24、能全自動控制，太陽能優(yōu)先、燃氣能輔助，最終實現(xiàn)洗浴、采暖功能的家用供熱設備。該復合系統(tǒng)綜合了太陽能供熱和燃氣壁掛爐供熱的優(yōu)點，通過克服各自的缺點，既保證了舒適的使用效果，又減少了二氧化碳排放，節(jié)省能源。</p><p>　　2.2太陽能燃氣壁掛爐集成供熱系統(tǒng)結(jié)構</p><p>　　太陽能與壁掛爐進行優(yōu)勢互補，可解決冬天太陽光照弱、光照時間短、溫度低、溫差大、熱水需求量大等問題，該系統(tǒng)由太

25、陽能集熱板加熱模塊、、冷凝式燃氣壁掛爐輔助加熱模塊及地板采暖方式三大模塊組成，其中太陽能集熱板加熱模塊優(yōu)先運行，主要部件包括：承壓式太陽能集熱板、冷凝式燃氣壁掛爐、雙盤管容積式儲水罐、循環(huán)泵等。</p><p>　　太陽能集熱板加熱模塊：由承壓式太陽能集熱板、太陽能循環(huán)泵 雙盤管換熱水箱的一組盤管形成閉式循環(huán)系統(tǒng)，太陽能循環(huán)泵受溫度控制進行介質(zhì)內(nèi)循環(huán)運轉(zhuǎn)，循環(huán)介質(zhì)為專用防凍液 由于防凍液受溫度影響而產(chǎn)生體積 壓力

26、變化，需在管路安裝膨脹閥、安全閥、膨脹罐、太陽能集熱板主要功能是加熱儲水罐中的生活用水，儲水罐放置于室內(nèi)，可便捷取用熱水；由于太陽能集熱板表面有特殊涂層，對太陽能可見光中的長波發(fā)射率很低，可有效滯留收集太陽能熱量，通過水泵不斷循環(huán)，儲水罐的盤管換熱系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對儲水罐中的水進行加熱，在冬季模式時，當儲水罐中的熱量富余時，可通過啟動采暖模塊，進行室內(nèi)供暖冷凝式燃氣壁掛爐輔助加熱模塊：壁掛爐設有夏季和冬季兩種模式，夏季模式只有加熱水罐生活

27、用水的功能，冬季模式具有加熱水罐功能及室內(nèi)采暖功能。加熱水罐功能：當無光照的陰雨天或寒冷季節(jié)，在太陽光強度不足的情況下，啟動冷凝式壁掛爐加熱系統(tǒng)，對水罐進行加熱并達到用戶設定溫度，從而提供熱水功能。室內(nèi)采暖功能：在冬季模式下，當采暖溫度底于用戶設定的采暖溫度時，啟動冷凝式壁掛爐，三通閥切換，通過地板采暖的方式，實現(xiàn)家庭供暖地板采暖方式：系統(tǒng)采用太陽能，冷凝式</p><p>　　3太陽能燃氣壁掛爐集成供熱系統(tǒng)設計

28、</p><p><b>　　3.1建筑耗能分析</b></p><p>　　本文以武漢 的標準層普通多層住宅為例分析建筑耗材，外墻傳熱系數(shù)為;外門傳熱系數(shù)為。冬季室內(nèi)設計溫度為。室外計算溫度為?？蛷d面積為 ；臥室1面積為 ；臥室2面積為；陽臺面積為，餐廳面積；衛(wèi)生間面積。經(jīng)計算可得總熱負荷（計算方法見《使用供熱空調(diào)設計手冊》）。</p><p&g

29、t;　　根據(jù)《建筑給水排水設計規(guī)范》GB50015-2003，家庭成員日需熱水用量。按3人設計，用熱水量為，每日小時耗熱量為。計算太陽能集熱器面積是應考慮房間熱負荷與熱水耗熱量這兩個因素。</p><p>　　3.2太陽能集熱器面積計算</p><p>　　3.2.1直接系統(tǒng)太陽能集熱器總面積計算</p><p>　　直接系統(tǒng)太陽能集熱器總面積的計算公式為：<

30、/p><p><b>　　式3-1</b></p><p>　　為直接系統(tǒng)集熱器總面積；為建筑物的耗熱量與熱水耗熱量；（為當?shù)丶療崞鞑晒饷嫔系牟膳谄骄仗柟廨椪樟?；太陽能保證率，按；為基于總面積的集熱器采熱效率，按；為熱損失，按計算。代入公式3-1可得。</p><p>　　3.2.2間接系統(tǒng)太陽能集熱器總面積計算</p><

31、;p>　　間接系統(tǒng)太陽能集熱器總面積的計算公式為：</p><p><b>　　式3-2</b></p><p>　　為間接系統(tǒng)集熱器總面積，為集熱器總熱損失系數(shù)，按 </p><p>　　為換熱器傳熱系數(shù)，按計算。為間接系統(tǒng)換熱器換熱面積，按 計算。</p><p>　　3.2.3集熱器面積補償</p&g

32、t;<p>　　由于安裝位置角度及緯度等影響，應對集熱器進行補償。</p><p><b>　　式3-3</b></p><p>　　為補償后的面積，為補償系數(shù)，按計算。</p><p>　　3.3太陽能熱水系統(tǒng)安裝</p><p>　　3.3.1集熱器安裝</p><p>　　集熱

33、器安裝設計時應與周圍環(huán)境，包括建筑、結(jié)構等融為一體，不能破壞建筑物的防水層和其它附屬設施。</p><p>　　3.3.2貯熱水箱的容積計算</p><p>　　因為該供熱取暖系統(tǒng)要提供耗熱和生活熱水兩部分所需水量，所以應選用高，截面圓直徑為的貯熱水箱，且進出口流速應小于。</p><p>　　3.4太陽能燃氣壁掛爐集成供熱系統(tǒng)運行與控制</p>&l

34、t;p><b>　　3.4.1系統(tǒng)控制</b></p><p>　　該控制系統(tǒng)分為兩個獨立的循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)1為集熱器與水箱換熱器系統(tǒng)，系統(tǒng)2為水箱內(nèi)蓄水與采暖系統(tǒng)。蓄熱水箱內(nèi)設置兩個溫度傳感器，液位控制器壓力傳感器，集熱器聯(lián)箱出水口設置溫度傳感器，燃氣壁掛爐出水口設置溫度傳感器，房內(nèi)設置溫度傳感器。</p><p><b>　　3.4.2運行控制<

35、;/b></p><p>　　當溫度傳感器溫差大于時，啟動系統(tǒng)1的循環(huán)泵 。若 啟動后連續(xù)運行后仍舊小于 ，則關閉 、電磁閥 打開電磁閥、當時延時，關閉電磁閥，打開電磁閥。當時，立即關閉電磁閥，打開電磁閥。當溫差小于時，延遲， 關閉系統(tǒng)1的循環(huán)泵 。</p><p>　　當溫度傳感器與房間設定溫度差大于時，延時啟動系統(tǒng)2循環(huán)泵當溫差小于 或溫差大于等于 時，延時關閉系統(tǒng)2循環(huán)泵

36、。</p><p>　　當水箱液位高度時，延時打開電磁閥 補水；當時，延時關閉電磁閥 ；當時，延時關閉電磁閥 ; 當時，延時關閉電磁閥 。</p><p>　　防凍控制，當集熱器出水口傳感器 溫度小于 時，發(fā)出聲光報警，關閉電磁閥 ，打開電磁閥 ，排空集熱器內(nèi)的存水。</p><p>　　安全控制，當水箱內(nèi)壓力傳感器檢測值大于時，延時系統(tǒng)發(fā)出聲光報警，關閉電磁閥

37、 循環(huán)泵 停止工作，安全閥打開、泄壓。 </p><p>　　3.5太陽能燃氣集成生活熱水系統(tǒng)設計</p><p>　　3.5.1太陽能燃氣集成生活熱水系統(tǒng)運行原理</p><p>　　太陽能燃氣集成生活熱水系統(tǒng)由太陽能收集系統(tǒng)、泵站、儲熱水箱和中央控制器組成。</p><p>　　熱水供應流程 ：當太陽能收集系統(tǒng)提供熱水的水量和水溫能滿足

38、要求時，蓄熱水箱給用戶供應熱水，此時不需要啟動燃氣壁掛爐加熱系統(tǒng)。當太陽能收集系統(tǒng)的溫度高于蓄熱水箱的溫度。時,太陽能循環(huán)泵被打開,此時太陽能收集系統(tǒng)的熱水通過蓄熱水箱底部的盤管換熱器開始給蓄熱水箱加熱,當蓄熱水箱的水溫低于設定值時,太陽能循環(huán)泵停止工作,燃氣壁掛爐被打開,此時燃氣壁掛爐的熱水通過蓄熱水箱上部的盤管換熱器開始給蓄熱水箱加熱。</p><p>　　采暖供應流程 ：燃氣壁掛爐的供暖回路直接與采暖系統(tǒng)連

39、接，當有供暖需求時，啟動壁掛爐，由壁掛爐提供采暖熱水。</p><p>　　3.5.2太陽能燃氣集成生活熱水系統(tǒng)組成</p><p>　　太陽能燃氣集成生活熱水系統(tǒng)由太陽能集熱、 泵站、雙盤管蓄熱水箱、供暖洗浴兩用燃氣壁掛爐和中央控制器組成。一些廠家又將泵站和中央控制器集成在雙盤管蓄熱水箱內(nèi)，預留太陽能和燃氣壁掛爐的接口，結(jié)構緊湊、安裝方便。</p><p>　　3

40、.5.3太陽能燃氣集成生活熱水系統(tǒng)特點</p><p>　　一般選用高效的平板太陽能集熱板（也有選用高效熱管式真空管）， 承壓運行，強制循環(huán)。</p><p>　　一般將中央控制器和泵站集成在蓄熱水箱內(nèi)，蓄熱水箱內(nèi)置有自動調(diào)速循環(huán)泵，系統(tǒng)控制器、鎂棒、安全閥、補/泄水閥門、預充太陽能液，全套功能組件高度集成，結(jié)構緊湊，方便安裝。</p><p>　　系統(tǒng)采用溫差循環(huán)

41、方式，根據(jù)中央控制器設定的溫差自動啟停內(nèi)置循環(huán)泵，保證系統(tǒng)充分利用太陽能。</p><p>　　當太陽能能量不足時，啟動燃氣壁掛爐作為輔助熱源，保證提供全天候24h的熱水。</p><p>　　采暖功能的實現(xiàn)是由燃氣壁掛爐提供熱源燃氣壁掛爐需選用洗浴采暖兩用燃氣壁掛爐。</p><p>　　3.6太陽能燃氣集成洗浴采暖系統(tǒng)設計</p><p>

42、;　　3.6.1太陽能燃氣集成洗浴采暖系統(tǒng)運行原理</p><p>　　太陽能燃氣集成洗浴采暖系統(tǒng)由太陽能收集系統(tǒng)、泵站、儲熱水箱和中央控制器組成。</p><p>　　熱水供應流程 ：當太陽能收集系統(tǒng)提供熱水的水溫能滿足要求時，生活熱水通過蓄熱水箱上端的盤管換熱器換取蓄熱水箱的熱量，此時不需要啟動燃氣壁掛爐爐加熱系統(tǒng)；當太陽能收集系統(tǒng)的溫度高于蓄熱水箱的溫度時，太陽能循環(huán)泵被打開，此時太

43、陽能收集系統(tǒng)的熱水直接儲存在蓄熱水箱內(nèi)；當蓄熱水箱的水溫低于設定值時，太陽能循環(huán)泵停止工作，燃氣壁掛爐被打開，此時燃氣壁掛爐的熱水通過蓄熱水箱中部的盤管換熱器開始給蓄熱水箱加熱</p><p>　　采暖供應流程 ：當太陽能收集系統(tǒng)提供熱水的水溫能滿足采暖要求時，采暖系統(tǒng)的水通過蓄熱水箱下部的盤管換熱器由循環(huán)泵強制循環(huán)將熱量輸出給室內(nèi)散熱器，此時不需要啟動燃氣壁掛爐加熱系統(tǒng)，當太陽能收集系統(tǒng)的溫度高于蓄熱水箱的溫度

44、時，太陽能循環(huán)泵被打開，此時太陽能收集系統(tǒng)的熱水直接儲存在蓄熱水箱內(nèi)，當蓄熱水箱的水溫低于設定值時，太陽能循環(huán)泵停止工作，燃氣壁掛爐被打開，此時燃氣壁掛爐的熱水通過蓄熱水箱中部的盤管換熱器開始給蓄熱水箱加熱。</p><p>　　3.6.2太陽能燃氣集成洗浴采暖系統(tǒng)組成</p><p>　　太陽能燃氣集成洗浴采暖系統(tǒng)由太陽能集熱板、泵站、三盤管蓄熱水箱、供暖燃氣壁掛爐和中央控制器組成 一般

45、廠家將泵站和中央控制器集成在三盤管蓄熱水箱內(nèi)，但還需外置采暖泵站。</p><p>　　3.6.3太陽能燃氣集成洗浴采暖系統(tǒng)特點</p><p>　　一般選用高效的平板太陽能集熱板（也有選用高效熱管式真空管），承壓運行，強制循環(huán)。</p><p>　　一般將中央控制器和泵站集成在蓄熱水箱內(nèi)，蓄熱水箱內(nèi)置有自動調(diào)速循環(huán)泵、系統(tǒng)控制器、鎂棒、安全閥、補/泄水閥門、預充太

46、陽能液全套功能組件高度集成，結(jié)構緊湊、方便安裝。</p><p>　　需在采暖管路系統(tǒng)中增加采暖泵站太陽能的熱量除供應生活熱水需要的熱量外,還提供采暖系統(tǒng)的熱量燃氣壁掛爐選用單供暖燃氣壁掛爐。</p><p>　　4太陽能壁掛爐組合系統(tǒng)熱效率計算</p><p>　　我們以熱水產(chǎn)率為 、熱效率為90%、基準氣為的單體壁掛爐和組合產(chǎn)品為例作對比計算：假定冷水溫度是 ，

47、太陽能熱水器出水溫度為 ，而需要 熱水。</p><p><b>　　根據(jù)公式</b></p><p><b>　　式4-1</b></p><p><b>　　式中：假定</b></p><p><b>　　為單機有效效率；</b></p>

48、<p><b>　　為修正后水的質(zhì)量；</b></p><p>　　為熱水溫度 、 為冷水溫度；</p><p>　　為對應于平均水流溫度試驗裝置的熱損失，包括循環(huán)泵的熱損失， 根據(jù)實際計算，在這里我們可認為兩種測試狀態(tài)相同；</p><p>　　為試驗期間測得的燃氣用量經(jīng)修正后的值， ；按名義狀態(tài) 、；</p>&

49、lt;p>　　為所使用的燃氣凈熱值， ；</p><p><b>　　，</b></p><p>　　則單機壁掛爐每分鐘燃氣需用量</p><p>　　太陽能壁掛爐組合系統(tǒng)每分鐘燃氣用量</p><p>　　通過比較，太陽能壁掛爐組合系統(tǒng)熱水狀態(tài)的熱效率比單機壁掛爐高很多。</p><p>

50、<b>　　5結(jié)論</b></p><p>　　費用比較：太陽能熱水燃氣壁掛爐聯(lián)合供暖方式雖在初投資方面的投資相應增加，但是運行費用少，僅是燃氣壁掛爐的運行費用的一半。投資回報在四年內(nèi)就能與燃氣壁掛爐采暖形式持平，與燃氣壁掛爐采暖、城市熱力管網(wǎng)采暖形式相比，在運行費用上有很大優(yōu)勢。</p><p>　　節(jié)能分析: 節(jié)能分析、太陽能免、 取之不盡和清潔的特性是任何一種化

51、石能源所無法比擬的，太陽能燃氣集成供熱系統(tǒng)在保證舒適的同時，最大限度地使用太陽能，大大降低了用戶的能源使用費用，通過使用太陽能燃氣集成供熱系統(tǒng) 生活熱水系統(tǒng)全年將節(jié)能高達60%， 生活熱水/采暖的復合系統(tǒng)節(jié)能高達75%. 綜合分析,雖然太陽能燃氣集成供熱系統(tǒng)的初投資要比集中供熱大一些,但是它能夠給用戶提供熱水,因此節(jié)約了熱水器的投資;同時其綜合運行費用要比集中供熱節(jié)省,節(jié)省率可達22.66%。</p><p>　

52、　環(huán)境效益分析:太陽能燃氣集成供熱系統(tǒng)產(chǎn)品能提供全年60% 的免費生活熱水,節(jié)約35%的燃氣消耗,此外太陽能是最潔凈的可再生能源環(huán)保、低碳。相對于集中供熱，推廣太陽能燃氣集成供熱系統(tǒng)產(chǎn)品，將減少58.4% 的co排放，50.9%的NOx 排放，99%的SO2 排放,93% 的煙塵排放。因此，推廣和應用太陽能燃氣集成供熱系統(tǒng)對于推進節(jié)能減排，實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展具有重要的意義。</p><p><b>

53、　　6結(jié)束語</b></p><p>　　《新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的2015年中期規(guī)劃》中明確提出 在今后15年內(nèi)，太陽能熱水器力爭以年均15%左右的速度增長，到2015年達到2.32億，年生產(chǎn)能力達到2100萬的發(fā)展目標。</p><p>　　行業(yè)的發(fā)展為太陽能燃氣集成供熱系統(tǒng)的發(fā)展帶來了機遇。太陽能作為可再生能源，發(fā)揮著越來越重要的作用。利用太陽能是解決我國能源與環(huán)境問

54、題的重要措施之一。本文闡述了太陽能熱水系統(tǒng)與燃氣壁掛爐聯(lián)合采暖的原理，分析了太陽能熱水系統(tǒng)與壁掛爐系統(tǒng)的優(yōu)化運行模式，比較了太陽能熱水器與其他常規(guī)熱水器運行成本、節(jié)能效率以及環(huán)保效益的比較，最終結(jié)論證明使用太陽能作為熱源，供給人們使用是一種高效、環(huán)保、節(jié)能的明智之選。 </p><p><b>　　7參考文獻</b></p><p>　　[1]陸耀慶，實用供熱空調(diào)設計

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