更新时间:2022-08-25 19:12
太阳能热泵热水系统主要由三部分组成:能量采集区、能量转换区和能量利用区,能量采集区是由槽式集热器和热力辅助设备组成。能量转换区是由热水热泵主机、水箱组成。能量利用区就是热水使用场所室内部分,包括热水管道、水龙头等。
(1)槽式集热器
利用槽式聚光镜,直接将太阳光反射到位于镜面焦点处的集热管上,加热导热介质。导热介质最高温度可达300℃。槽式集热器由四部分组成:聚光镜、集热管、跟日装置、机架。
槽式集热器特点:①光热转化效率达65%。②聚光镜形状精确,反光精度高,表面易清洗,聚光能力强。③控制系统灵活,追踪精度高,偏差小于0.01。④有抗风沙、风雪、冰雹功能,能灵活地自动规避自然灾害。⑤不存在传统真空管的冻管、爆管问题。
(2)热力式热泵
热力式热泵机组通过200℃左右的介质驱动天然混合工质MR717,经过冷凝、节流、蒸发、吸收过程,吸收空气中的热量实现制热循环。热力式热泵特点:
a、使用一次能源驱动,制热效率可达2.0以上。
b、运行费用更低,与燃气锅炉相比全年可节约50%左右燃气用量。
c、超低温制热,即使在-30℃低温下,依然正常高效制热。
d、创新的融霜技术,保证客户端稳定热量的输入,50%的热量足以将冰霜清理干净。
e、使用寿命可达20年,热泵主机内无压缩机,只有溶液泵和风扇两个运动部件。
①占地面积小,是真空管或平板太阳能的1/4~1/6。
②-45~-30℃正常制50~55℃热水。
③与传统太阳能加空气源热泵相比,初投资更低。
⑤清洁能源,无污染、无排放。
⑥双能源保障,运行节能、稳定。
⑦以导热油为导热介质,无高压风险。
⑧无需搭建锅炉房,非压力容器,无需专人看管,无需年检。
太阳能属于一种可再生的清洁能源,分布广、储量大,同时具有很强的季节性和地域性。太阳能直接加热热水用于生活所用或冬季供暖,产生的热水波动很大,遇到极冷低温或阴雨天气甚至不能利用。热泵属于一种逆向循环,其效率较高,尤其在小温差下的效率更高。但极端天气对热泵影响很大,其中,空气源热泵在冬季极低温度时制热效果很差甚至不能工作。综合太阳能和热泵特点, 可以将热泵和太阳能热水系统联合使用,将太阳能储热水箱中回收的热量经热泵加热用于冬季供暖,进而提高联合系统的效率。
我国一次能源日益枯竭的现状已经不容忽视,在我国一次能源的消费中,煤炭的消费比重较大,而清洁能源的消费比例明显不足。作为清洁能源的核能和可再生能源的太阳能、风能等受技术和资金限制发展缓慢,在社会能源使用中占据比例很低,太阳能的巨大潜力还没有发挥出来。
传统的北方冬季供暖、南方夏季制冷,北方冬季不仅供暖、夏季还要制冷;南方夏季不仅制冷、冬季还要供暖。在社会总能耗中建筑能耗所占的比重正在逐年增大,所占比重已经达到社会总能耗的1/3,所以对降低建筑能耗问题的研究潜力巨大。传统小容量锅炉供暖形式包括集中供热形式普遍存在热效率低、污染严重等问题,只是集中供热形式的弊端往往被人们忽视。未来用能形式究竟采用哪种方案更加科学、合理,这也是广大能源工作者一直在研究和探讨的问题。常规太阳能热水器在与太阳能热泵热水器获得等量热水的情况下,投资较高、占地面积较大,而太阳能热泵热水器占地面积较小、效率更高。因此开发高效的太阳能热泵热水器,对于开发太阳能的巨大潜力具有重大意义。