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Sistema de agua caliente central asistida por bomba de calor Sunpower Solar y fuente de aire

Número Navegar:16     Autor:Editor del Sitio     publicar Tiempo: 2019-06-13      Origen:motorizado

SAP: el acrónimo de bomba de calefacción solar de aire, el sistema de calefacción central de SAP absorbe energía solar a través de un colector de concentración, impulsando una unidad de bomba de calor de absorción de fuente de aire para extraer calor del aire para alcanzar energía solar. La combinación perfecta de energía del aire hace que las dos nuevas fuentes de energía sean naturales. Es la última tecnología en el mundo de la energía limpia.

Gastos operativos "cero"

En la época del sol, la operación de S.A.P utiliza energía solar y energía del aire. El consumo de energía es solo equivalente al consumo de varias bombillas (0.8KW), y el costo operativo es casi "cero".

En ausencia de tiempo solar, la operación de S.A.P se puede utilizar para reservar energía solar y aérea, y el costo operativo es casi "cero".

Inversión "cero"

S.A.P es un sistema de calefacción central distribuido. Cada sistema de construcción es relativamente independiente y puede invertirse gradualmente de acuerdo con el progreso del proyecto para aumentar la liquidez del capital. El sistema S.A.P de cada edificio también puede invertir gradualmente de acuerdo con la tasa de utilización real, aumentando aún más la liquidez de los fondos. Si utiliza el arrendamiento financiero o BOT para alquilar y vender, usar los costos de energía ahorrados y pagar el capital e intereses, puede obtener el sistema S.A.P de forma gratuita, y la inversión es casi "cero".

Operación de temperatura ultrabaja de S.A.P

S.A.P puede funcionar normalmente a menos 30 grados, creando un precedente para las bombas de calor enfriadas por aire.

Larga vida

S.A.P adopta un vidrio templado ultra blanco y un diseño automático resistente a desastres, que puede resistir tifones, tormentas de nieve, granizo, etc. de 12 clases, lo que garantiza que los usuarios no se preocupen por más de 20 años.

"Sin emisión

S.A.P puede usar energía solar y energía del aire casi todo el tiempo. Cuando no hay sol, se puede usar energía de almacenamiento de energía y las emisiones de dióxido de carbono son "cero".

Área pequeña, piso alto

El fluido de trabajo térmico de S.A.P es MR717, que es un fluido de trabajo natural y tiene un poder destructivo para la capa de ozono de "cero". Es un medio de trabajo financiado por el PNUMA.


La unidad principal de la bomba de calor de absorción y colector de alta eficiencia S.A.P permite que el área de recolección de calor en las mismas condiciones sea solo una cuarta parte del colector de tubo de vacío solar tradicional, y el costo es menor y el piso aplicable es más alto.

Sistema central de agua caliente con combinación perfecta de energía solar y bomba de calor con fuente de aire.

En el sistema de agua caliente central solar a gran escala, la bomba de calor de fuente de aire es sin duda un dispositivo de calefacción auxiliar ideal. Con el fin de mejorar el rendimiento de la bomba de calor de fuente de aire en el entorno de baja temperatura, la energía solar se utiliza para resolver el clima lluvioso y el invierno. Cuando la temperatura ambiente es baja, la tasa de garantía del suministro de agua caliente es insuficiente cuando los recursos de energía solar son insuficientes, por lo que se puede suministrar agua caliente durante todo el año y en cualquier clima.

1 sistema de agua caliente central con bomba de calor solar

1.1 Energía solar - composición básica del sistema de agua caliente central de la bomba de calor

Los componentes principales del sistema de agua caliente central de la bomba de calor solar son los colectores solares y las unidades de bomba de calor de fuente de aire de calefacción asistida por energía solar. Otros equipos auxiliares son los mismos que los sistemas convencionales de agua caliente central, incluidas las bombas de circulación solar, las bombas de anillo de calentamiento de agua caliente y los sistemas de intercambio de calor. , tanque de agua caliente y controlador.


El colector de placa plana es un tipo de colector solar que se ha aplicado anteriormente. Siempre ha sido el producto líder en el mercado solar mundial. Es ampliamente utilizado en varios campos de calentamiento de agua caliente a baja temperatura, pero con la llegada de los colectores solares de tubos de vacío, se ve afectado por él. Las limitaciones de su propia estructura no tienen ventaja en la eficiencia de recolección de calor. Debido a que el problema del anticongelante y el rendimiento de recolección de calor se ven muy afectados por la temporada y el medio ambiente, se aplica principalmente en el invierno en el sur, y el invierno no es bueno en las regiones frías del norte. No se recomienda su uso en grandes proyectos de agua caliente.


Colector de tubo de vacío con tubo en U,colector de tubo de vacío de tubo de calory el colector de tubo de vacío de CC se desarrollan sobre la base del colector de tubo de vacío de vidrio. Las características comunes de los tres tienen una eficiencia de recolección de calor relativamente alta. Como cuerpo absorbente de calor, el metal se puede operar bajo presión, pero se evalúa exhaustivamente desde los aspectos de eficiencia de recolección de calor, prevención de fugas, antical, durabilidad, seguridad, confiabilidad, dificultad de instalación y mantenimiento, y tubo de vacío tipo tubo de calor El colector es el más adecuado. El tipo de colector solar utilizado en el sistema central de suministro de agua caliente, seguido por el colector de tubo de vacío de tubo en U y el colector de tubo de vacío de CC. El colector de tubo de vacío de tipo tubo de calor utiliza transferencia de calor del tubo de calor, conexión seca, no hay agua en el tubo, pequeña capacidad de calor, transferencia de calor rápida, resistencia al congelamiento, resistencia al choque térmico, fuerte presión, buena conservación del calor, sin fugas, mantenimiento fácil , etc. Ventajas, el colector de tubo de vacío de tubo en U y el colector de CC utilizan el manguito concéntrico en el tubo de vacío para calentar directamente el medio de trabajo, además de las características de alta temperatura de operación, fuerte capacidad de carga de presión y buena resistencia al choque térmico. , Tiene una mayor eficiencia térmica que otras formas de colectores, y se puede instalar horizontalmente, simplificando el soporte de montaje, reduciendo el área de instalación, evitando la apariencia del colector en el edificio y teniendo una gran adaptabilidad en la combinación de energía solar y edificio, pero su instalación El procedimiento es mejor que El colector de tubo de vacío de tubo de calor es complicado, tiene muchas interfaces y tiene fugas de agua ocultas e durante la operación, y el costo de mantenimiento del sistema es relativamente alto.

2 Sistema de agua caliente central con bomba de calor solar funciona

La energía solar y la bomba de calor de la fuente de aire de calefacción auxiliar de energía solar se combinan como la fuente de calor del sistema central de agua caliente. El propósito es complementarse y hacer que los dos se complementen entre sí y se ahorren. Cuando la luz solar es suficiente, la energía solar se utiliza preferentemente para calentar el agua caliente, y se utiliza el colector solar. El agua caliente a baja temperatura se utiliza como fuente de calor auxiliar para la bomba de calor de fuente de aire de calentamiento asistida por energía solar, mejorando así el estado operativo de la bomba de calor y mejorando su rendimiento de calentamiento. Esta combinación hace que los dos trabajen en condiciones relativamente estables y eficientes, asegurando el suministro de agua caliente sanitaria para todo clima durante todo el año. El proceso de calentamiento de la bomba de calor con fuente de aire es esencialmente la utilización de la energía solar térmica contenida en el aire. Según las características de funcionamiento de la bomba de calor, solo una parte del calor suministrado por la unidad de la bomba de calor como fuente de calor auxiliar durante el funcionamiento de todo el sistema de agua caliente. Una pequeña parte proviene de la energía eléctrica, por lo que la bomba de calor solar central El sistema de agua caliente mejora en gran medida la utilización de la energía solar y reduce el consumo de energía primaria.


El sistema central de agua caliente con bomba de calor solar funciona principalmente en las siguientes cuatro condiciones:

(1) Calefacción solar agua caliente sanitaria

En la mayoría de los días soleados con buena luz solar, el sistema funciona de acuerdo con estas condiciones de trabajo. En este momento, el trabajo de la bomba de circulación solar es controlado por el controlador del sistema de acuerdo con la temperatura del colector solar y el tanque de agua caliente, y el calor recolectado por el colector se utiliza continuamente. Se transporta al tanque de agua caliente a través de un intercambiador de calor intermedio.

(2) Unidad de bomba de calor asistida por energía solar para calentar agua caliente sanitaria

Cuando está nublado o nublado, cuando la temperatura del colector solar es más baja que la temperatura del tanque de agua caliente para calentar directamente el agua caliente sanitaria, la unidad de bomba de calor arranca y el aire se utiliza como fuente de calor para calentar el agua caliente sanitaria. El tanque de agua caliente. En otoño e invierno, cuando la temperatura ambiente es inferior a la temperatura de funcionamiento económica de la bomba de calor, la eficiencia de calentamiento de la unidad de bomba de calor disminuye y la superficie del evaporador se congela. En este momento, se inicia el ciclo de calentamiento de la bomba auxiliar y el agua caliente solar a baja temperatura por encima de la temperatura ambiente ingresa a la unidad de la bomba de calor. En el intercambiador de calor auxiliar, precalentando el aire que pasa, se mejora la eficiencia de la bomba de calor, y el corte tiene la función de evitar el congelamiento del evaporador, y se puede ahorrar el consumo de energía de la unidad de la bomba de calor.

(3) Las unidades solares y de bomba de calor calientan simultáneamente agua caliente sanitaria

Cuando la luz del sol es buena en un día soleado, si el consumo de calor del sistema de agua caliente es mayor que el suministro de calor efectivo del sistema de colector solar o el número de colectores solares es pequeño, la demanda de calor del sistema de agua caliente no puede ser cumplió, y las unidades de energía solar y bomba de calor funcionan simultáneamente. Calefacción del sistema de agua caliente.

(4) La unidad de bomba de calor calienta directamente el agua caliente sanitaria

En lluvia y nieve continuas, la unidad de bomba de calor con fuente de aire proporciona completamente el calor requerido por el sistema de agua caliente. En este momento, el sistema solar está en estado de espera y la unidad de bomba de calor funciona sola para calentar el tanque de agua caliente.

3 Diseño de sistema de agua caliente central con bomba de calor solar

3.1 Determinación de la potencia de la unidad de bomba de calor de fuente de aire de calefacción asistida por energía solar

En el sistema de agua caliente central de la bomba de calor solar, la unidad de bomba de calor de fuente de aire de calefacción asistida por energía solar sirve como un dispositivo de fuente de calor auxiliar para el sistema de colector solar en clima soleado. Cuando los recursos de energía solar son insuficientes o el clima lluvioso es la principal fuente de calor del sistema para garantizar el suministro normal de agua caliente, la potencia de calefacción debe determinarse de acuerdo con la carga de calor de diseño de todo el sistema de agua caliente. Para el sistema de agua caliente central a tiempo completo, la potencia de la unidad de bomba de calor se determina de acuerdo con la carga de calor por hora de diseño del sistema de agua caliente. Para el sistema de agua caliente central de tiempo completo, la potencia de la unidad de bomba de calor debe basarse en el consumo máximo de agua, el volumen del tanque de agua caliente, el tiempo de calentamiento y otros parámetros. determinar. La potencia de calentamiento nominal de la unidad de bomba de calor no es inferior a la carga de diseño del sistema central de agua caliente. En las zonas de invierno más frías, el tipo de unidad se puede aumentar adecuadamente para operar a una temperatura relativamente alta durante el día, en un período más corto. Satisfaga la demanda de calor del sistema dentro del tiempo.

3.2 Determinación del área de colectores solares.

En el sistema central de agua caliente de la bomba de calor solar, el área del colector solar debe basarse en la carga de calor de diseño del sistema de agua caliente o el suministro de calor solar determinado de acuerdo con la situación real, y analizar los colectores solares por unidad de área del sitio del proyecto. El calor efectivo promedio diario se utiliza para determinar el área de instalación del colector solar.


En los proyectos de agua caliente, los colectores solares generalmente se instalan en un ángulo fijo, y el calor efectivo diario por unidad de área varía con la temporada y la intensidad de la radiación solar diaria no es un valor fijo. Los factores influyentes incluyen principalmente el ángulo de instalación del colector, las condiciones de operación del sistema, los parámetros meteorológicos de la ubicación y la cantidad de radiación solar. Los diferentes tipos de colectores tienen diferentes eficiencias de recolección de calor, y su ganancia de calor efectiva también es diferente. Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, los parámetros de rendimiento tales como la eficiencia de recolección de calor del colector y los datos de radiación solar proporcionados por el fabricante del colector generalmente se analizan y calculan. Toma el promedio anual.

3.3 Forma del sistema colector solar

Para el sistema de agua caliente central de la bomba de calor solar, el sistema de colector solar sirve como fuente principal de calor para el calentamiento de agua caliente y como fuente de calor auxiliar para la unidad de bomba de calor, y debe ser capaz de soportar temperaturas ambiente más bajas, por lo que los sistemas cerrados y deben usarse fluidos circulantes del sistema. Use una solución anticongelante.

4 La importancia práctica del sistema de agua caliente central con bomba de calor de energía solar

4.1 Análisis de confiabilidad operacional

Como componente principal del sistema central de agua caliente con bomba de calor solar, las bombas de calor con fuente de aire y solar son productos maduros que ahorran energía y son ecológicos. La utilización a gran escala de la energía solar en los sistemas de agua caliente sanitaria tiene más de 20 años. La aplicación de bombas de calor con fuente de aire también se ha utilizado durante décadas. [10] El sistema central de agua caliente con bomba de calor solar combina la energía solar y la tecnología de bomba de calor con fuente de aire. Bajo la condición de que no afecte las funciones operativas originales de los dos, la eficiencia operativa se mejora significativamente, lo que garantiza un funcionamiento estable y confiable del sistema y ahorra el consumo de energía convencional del sistema de agua caliente.

4.2 Análisis de eficiencia energética.

Según los datos de radiación solar de la mayoría de las partes del norte de China, el área del colector de calor del sistema de calentamiento solar de agua se determina de acuerdo con el consumo de calor promedio del sistema de agua caliente sanitaria y el valor calorífico promedio diario del colector solar, y el sistema de agua caliente central con bomba de calor de energía solar, energía solar El calentamiento directo puede satisfacer la demanda de calor del 60-80% del sistema de agua caliente durante todo el año. El 20-40% restante del calor es suministrado por la unidad de bomba de calor de fuente de aire de calefacción asistida por energía solar. El COP promedio de la bomba de calor puede alcanzar 3.0, es decir, más del 65% del calor suministrado por la bomba de calor proviene de colectores solares y la energía solar térmica no puede ser utilizada directamente por los colectores. En toda la operación del sistema, la tasa de utilización de la energía solar absorbida por el colector es cercana al 100%, y el consumo de energía de la calefacción auxiliar solo representa del 7 al 14% del consumo total de energía del sistema, lo que puede ahorrar al menos 85% más de energía que el sistema de agua caliente de la energía convencional.


Del análisis anterior se puede ver que el sistema de agua caliente central con bomba de calor solar es un sistema de agua caliente confiable, ecológico y que ahorra energía. El sistema usa solo energía solar y una pequeña cantidad de energía eléctrica, y no tiene ninguna contaminación del medio ambiente. Se puede promover y aplicar en la mayoría de las partes de China, donde la temperatura mínima es superior a -15 ° C durante el día y el sol está bien irradiado.


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