太阳能采暖-制冷-热水三联供系统案例浅析

本帖最后由 一只属猫的兔子 于 2014-7-14 16:13 编辑

前言：这是楼主在网上找的一篇关于太阳能采暖-制冷-热水三联供系统的设计案例，并运用于多个工程，本系统不但能够满足用户冬季采暖、夏季制冷的需求，还能四季提供日常生活用热水。

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工程概况

1、 工程简介

该建筑是一座新建的节能民居，上下两层建筑面积为419㎡，大小房间共15间，砖混结构，中空玻璃塑钢门窗，外墙为370㎜厚空心砖，外墙加装70㎜厚标准挤塑板保温层，房顶采用200㎜厚聚苯板保温，建筑外围护结构符合节能50％标准。

2、设计要求

夏季按3个月制冷，冬季4个月采暖，全年每天提供480升45℃热水。设计参数参照下表：

空调室外计算参数（表一）

空调室内计算参数（表二）

太阳能计算参数（表三）北京地区北纬39° 48′，东经116° 28′.（ T——月平均室外温度℃； H——等纬度角太阳月平均日辐射量（MJ/㎡d）。）

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负荷计算

注： 1、根据《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》，围护结构达到节能50%的建筑热负荷指为为20.6w/m2，则419m2的建筑冬季采暖总负荷为24854KWh.冷负荷指标为35W/m2，419m2的建筑夏季制冷总负荷为15844KWh（每天12小时）。

2、冬季供暖供水温度：≥35℃，回水温度：≤30℃

3、冬季供暖热负荷设计比例：太阳能冬季采暖贡献率为40%，剩余60%由辅助热源低温热泵提供。

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系统组成及工作原理

太阳能采暖-制冷-热水三联供系统（如下图所示）由以下六个子系统组成：太阳能集热系统、低温热水辐射地板采暖系统、热水供应系统、辅助能源系统、风冷系统、自动控制系统（细节本文不做具体分析）。

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经济性分析

1、419m2建筑采暖、制冷、生活热水供应形式的初投资及运行、维护费用比较

电费按0.5元/kwh计算，低温热泵在0℃时能效比为3.0，太阳能保证率按70%。

由上表可见太阳能采暖、制冷、热水每年运行费用可节约（2.34+0.4）-(1.38+0.035)万元=1.32万元。

系统增投资为23.38-15.92-0.5=6.96万元，增投资回收年限6.96/1.32≈5年。

系统使用寿命为20年，寿命期内节约费用20年*1.32=26.4万元。其中还没考虑常规能源涨价因素、利率因素等，而且燃煤锅炉、电锅炉一般不超过10年就需要较大的设备更换投资，本文不做详尽的计算。

2、系统碳减排量

太阳能热水系统二氧化碳减排量

Qco2=62632MJ*20年/29.30MJ*0.866kg碳*44/12=181205.94kg，合计181吨。

太阳能采暖、制冷、生活热水系统在寿命期内二氧化碳减排量为181吨。

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结论

本系统是对太阳能、热泵、低温热水辐射地板采暖地综合利用。春、夏、秋可完全依靠太阳能提供足够的日常生活用热水；夏季用热泵和风机盘管制冷，冬季以太阳能为热源，热泵为辅助能源完成采暖和热水供应的任务。 太阳能、低温热泵机组的有效结合，优势互补，再加上全智能化控制系统，实现了零能耗+低能耗无污染的运行方式，符 合节能减排的大政策，为用户创造了舒适的生活环境，是值得进一步研究和推广的系统。

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