艾诺威太阳能+天然气采暖方案

        随着太阳能应用水平的不断提高，太阳能应用水平第三个阶段已经到来，人们越来越关注太阳能系统与其他供暖供热系统的联合运行，期待一种联合解决方案能够实现能源优化，最大限度地使用可再生能源。 随着太阳能热水器的逐步普及，人们对于太阳能热水的要求也越来越深高。太阳能与其他能源优化组合进行无缝连接，避免各个系统各自为战，各施其能造成的能源浪费，同时实现控制系统功能完善、智能化操作、人性化界面。这些系统功能方面的需求将逐步成为未来热水和采暖市场的刚需。

•  1太阳能与燃气壁挂炉结合的背景 太阳能系统与其他供暖供热系统的联合运行中，太阳能和燃气壁挂炉的结合，太阳能和其它辅助能源联合供热是今后能源替代的发展方向。政府和其它地方政府相继出台了居民建筑上强制安装太阳能的相关政策，这为太阳能的利用带来了巨大的市场潜力。 燃气属清洁能源，同等能量的燃气价格远低于电能，且热负荷可轻松达到20kW以上，远远大于电力的6kW。在使用热水或热能的时候，无论太阳能加热情况如何，都可以通过燃气壁挂炉辅助加热，实现随用随取。 太阳能与燃气壁挂炉辅助供热系统，在充分发挥太阳能作用的同时，还能大幅降低燃气壁挂炉运行费用。该系统供热价格适中，用能科学，节能效果明显，运行环境约束小，商业化应用前景广阔。
•  ２太阳能与燃气壁挂炉结合出现的问题 
  • 1.太阳能与燃气联合供热系统，太阳能加热到两个临界点时，燃气热水器/壁挂炉的自动调整问题。 （1）当太阳能加热的水温超过需求温度点 （淋浴一般为40±1℃）时，太阳能热水通过燃气炉内部管路，但燃气炉不加热，太阳能热水直接淋浴。此时，应解决太阳能热水温度过高对燃气炉部件的影响问题。 （2）当太阳能加热水温比需求温度稍低一点时，也就是太阳能水温在36-39℃时，通过燃气炉加热，能将36-39℃的太阳能热水加热到40±1℃。此时要求燃气炉能提供很小的燃气热负荷。 目前燃气炉产品最小加热温升为10℃。不能满足上述要求。这是今后研发的重点。 （3）当太阳能加热热水的水温低于30℃时，也就是燃气炉温升在10℃以上时，与普通燃气炉加热状况相同。
  •  2.燃气热水器/壁挂炉适应太阳能优化后的产品化与标准化问题 （1）在燃气热水器/ 壁挂炉外增设恒温混水阀的办法只适合较大规模的单体工程，不适合数量很大的普通家用或别墅系统。普通住宅及单体别墅迫切需要标准化产品与太阳能联合的燃气热水器/ 壁挂炉。 （2）满足太阳能与燃气联合系统的燃气炉技术的标准化和产品化是商业化与推广所必须的。只有这样，才能使得现场安装简单化、便捷化，并确保质量和效果。 
  • 太阳能+全自动燃气壁挂炉互补综合系统的采暖方式为低温水地板采暖。太阳能作为主要采暖热源，热效率大于90%的燃气壁挂炉为辅助能源，设计供回水温度为45/30℃，设计室内温度为18℃。该系统是一种以太阳能作为主热源，以燃气壁挂炉作为补充的供热系统。该系统先将太阳能产生的热量换至地板散热器中，当热量不足时，自动开启壁挂炉补充热量，以达室温要求。 系统原理图 太阳能+全自动燃气壁挂炉互补综合系统的工作原理图 太阳能+全自动燃气壁挂炉互补综合系统的工作原理如图1所示。使用前,接通电源,先在可编程序控制器上设定控制电磁阀、水泵、燃气壁挂炉动作的温度条件。并预先编写好控制程序，贮存在可编程序控制器内。 使用过程中，当太阳能集热器储水箱内的水温达到设定的温度A（一般为45℃），且高于地暖盘管内的水温时，可编程序控制器控制电磁阀，关闭燃气壁挂炉，燃气壁挂炉停止工作。水泵工作，水经管道在储水箱中的换热器、地暖盘管之间形成循环，由太阳能集热器供热。这就是大循环。当循环一段时间，温度传感器测得的太阳能集热器储水箱内的水温降至设定的另一温度B（一般为30℃），且室温低于室内温度控制器设定的温度C时，可编程序控制器控制电磁阀开启，同时控制全自动燃气壁挂炉使其工作，由燃气壁挂炉供热。这就是小循环。 室内温度控制器与控制燃气壁挂炉的开启，如果室温高于设定的温度C，即使地暖盘管和燃气壁挂炉内的水温降至很低时，燃气壁挂炉也不会工作。 系统的运行原理 太阳能与壁挂炉联动系统的主要功能是：在现有家用燃气壁挂炉采暖系统中增加太阳能热水器提供热能，从而实现减少燃气消耗，达到节能的目的。 如图1（或图2）所示，系统通过散热器的热交换作用来实现采暖的目的，而散热器可以由燃气壁挂炉或太阳能热水器提供热源，而两个热源的工作与否由二者的联动器控制，联动器的主要信号源是装在太阳能热水器上的温控器。 由于太阳能热水器水温加热需要一定的时间，只有水温达到采暖所需的温度（如60℃）才可输入散热器采暖；太阳光能量不足时，太阳能热水器无法提供热源，此时由燃气壁挂炉为散热器提供热源。 联动的主要过程： 1、当太阳能水温未达到采暖设定温度时（太阳能蓄热过程），联动器发出工作指令：三通阀AB口（公共端）与B口接通，A口关闭；燃气壁挂炉进入工作状态。采暖水按图1（壁挂炉提供热源——燃烧加热）循环运行。 2、太阳能水温加热到设定温度，联动器发出工作指令是：三通阀AB口（公共端）与A口接通，B口关闭；燃气壁挂炉关闭停止加热，水泵继续运转。从而将太阳能热水器中的热水输入散热器，为房间提供热量。采暖水按图2（太阳能热水器提供热源——收集太阳能加热）循环运行。 3、联动器自动控制太阳能热水器和壁挂炉工作的主要原理是: 1）温控器≤60℃时，太阳能热水器蓄热，壁挂炉工作，三通阀AB与B接通，采暖水路按图1示意运行。 2）随着太阳能热水器蓄积热量，温控器≥60℃时，壁挂炉停止燃烧加热，水泵继续运行；三通阀AB与A接通，采暖水路按图2示意运行； 3）在执行B步骤过程中，太阳能热水器水温逐渐下降，温控器≤40℃时，三通阀由AB与A接通自动切换为AB与B接通，采暖水路按图1示意运行；同时壁挂炉启动，为系统循环加热； 执行完毕C步骤后，系统重新回到A步骤。通过A 到C步骤的循环，将太阳能热水器蓄积的热水输入采暖系统，从而实现了节能的目的。 备注： 1、如上所述太阳能热水器与壁挂炉切换工作的温度点60℃和40℃可在温控器上自行设定。 2、图1（或图2）中，阀门5为系统补水阀，1、2、7、8为淋浴系统阀门（其中阀门1、2分别为壁挂炉冷水入口和热水出口），与采暖系统互不干涉。 按箭头指示方向，在水泵的作用下，采暖水由壁挂炉回水口④进入壁挂炉→被加热后，由壁挂炉采暖出水口③输出→自三通阀AB口进入B口输出→进入散热器，经散热器冷却后→再循环回壁挂炉加热，从而完成热量传递功能。 备注： 1、在此循环过程中，水路系统中的三通阀，在电控系统的控制下，始终为AB口与B口接通、A口处于关闭状态。 2、散热器可为普通暖气片、地板盘管或风机盘管等。 二、太阳能热水器提供热源（收集太阳能加热）——采暖水路运行示意图 按箭头指示方向，在水泵的作用下，采暖水由壁挂炉回水口④进入壁挂炉→被加热后，由壁挂炉采暖出水口③输出→自三通阀AB口进入B口输出→进入散热器，经散热器冷却后→再循环回壁挂炉加热，从而完成热量传递功能。
  • 备注： 1、在此循环过程中，水路系统中的三通阀，在电控系统的控制下，始终为AB口与B口接通、A口处于关闭状态。 2、散热器可为普通暖气片、地板盘管或风机盘管等。 3、此时壁挂炉仅提供系统循环动力，不参与采暖水的加热。