太阳能与燃气壁挂炉联合供暖

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1、太阳能系统与燃气壁挂炉联合供暖的探讨摘要：关键词：1引言对于我国长江以北的大部分地区来说冬季采暖是必不可少的，然而燃气壁挂炉的出现代替了传统的集中供暖的形式，但随之而来也带来了相应弊端。“2008年7月24日，河南省发改委通知，要求燃气公司提前采取措施，适当控制民用采暖用气，以缓解冬季用气高峰期间天然气供需矛盾，保证居民炊事及洗浴用气需求。新规规定郑州10月起限供天燃气，每户每月最多50立方。”目前，河南省天然气资源主要来自西气东输一线和中原油田。由于受西气东输供气合同量限制及中原油田近年来天然气产量锐减的影响，近年河南省

2、天然气供需矛盾突出。2008年上半年，河南省天然气日缺口量达60万立方米。冬季的用气高峰期里，用燃气壁挂炉采暖是燃气急剧“吃紧”的另一主要原因。据郑州燃气股份有限公司统计数字显示，2007年，郑州夏季的日用气量为60万立方米左右，而冬季用气“高峰”的日用气量为210多万立方米。从这些相关信息中可反映天然气能源的日益短缺直接影响到国家、广大居民的安全和社会稳定。我国是个人口大国，人均资源占有量相对较低，能源供应缺口较大。天燃气属非再生能源而且它的使用增加CO2的排放，我国目前CO2的排放量据世界第二位，严重影响了大气环境，温

3、室效应日益增加。所以，开发利用清洁可再生能源已经到了刻不容缓的地步。国家在2006年1月正式颁布与实施了《可再生能源法》，太阳能在建筑行业中也应用的越来越广，越来越受到人们的重视。 太阳能是清洁的、可再生的能源，而且太阳能资源比较丰富，永不枯竭。太阳能也有缺点，能流密度低，每平方米集热器面积实际采集到的年平均太阳能辐射照度不到100W。能流密度还有随地区、时间、日照角的不同而不同。其次，太阳能受天气因素影响较大，具有间歇性和不可靠性。此外，太阳能自身不易储存，必须转化为其他形式才能储存利用。太阳能热水技术现在日益完善，若燃

4、气壁挂炉与太阳能热水技术联合使用，可缓解天然气能源短缺的问题。2家庭用太阳能-燃气壁挂炉联合供暖家庭供暖可采用太阳能热水为主并联或串联燃气壁挂炉为辅的供暖形式。因太阳能是一种清洁可再生的免费资源，在经济及空间允许的条件下尽可能增大太阳能的利用即尽可能增大太阳能集热器的面积。并且让太阳能热水多方面应用（冬季采暖和提供生活热水、其他季节提供生活热水）。太阳能虽然是一种免费的资源，但其能流密度较低，若要使有限的时间内收集的有限热量充分发挥效用，建筑本身的节能是不可缺少的一项即建筑围护结构必须达到节能规范要求。供暖形式也是太阳能热

5、水供暖的重要因素之一。传统的散热器供暖要求供回水温度高，而太阳能热水与采暖系统还需中间换热环节很难达到设计要求。若采用低温地板辐射采暖供暖形式可降低供回水温度使太阳能热水充分地得到利用。3建筑耗能分析以一个100平米的标准层普通多层住宅为例，外墙传热系数：K=0.55W/（m2·K）；外窗传热系数：K=2.45W/（m2·K）；外门传热系数：K=2.57W/（m2·K）。冬季室内设计温度为：18℃，室外计算温度为：-6℃。客厅面积为：19.56m2；卧室1面积为：15.16m2；卧室2面积为：13.62m2；卧室3面积为：

6、10.36m2；餐厅面积为：9.39m2；卫生间1面积为：3.91m2；卫生间2面积为：5.92m2，经计算总热负荷为：4076W。图1为太阳能热水系统与燃气壁挂炉前置式并联运行方式示意图4太阳能系统与燃气壁挂炉联合运行方式联合运行方式分燃气壁挂炉前置式与后置式。所谓前置是指燃气壁挂炉安装在水箱与换热器之间；而后置式是指燃气壁挂炉安装在采暖系统侧。大多数家庭用燃气壁挂炉都兼生活热水与采暖两用，后置式安装采暖系统水与生活热水混用，给生活热水水质带来了一定影响，所以笔者认为前置式安装是比较合理的方式。低温地板辐射采暖系统供回水

7、温度设为50℃～40℃。为减少设备占用空间，减少换热器体积，则需增大换热器另一侧进出水温度，设进出水温度为70℃～60℃。为使水在集热器中有足够的换热时间水泵1尽可能选择小流量水泵，管中流速应控制在0.25m/s左右。4.1太阳能热水系统与燃气壁挂炉前置式并联运行方式。并联运行方式中，由太阳能集热板收集热量，以水为介质储存在保温水箱中。当温度传感器检测水温小于70℃设定值时，电磁阀1打开，水泵1工作，使水循环加热；温度传感器检测水温高于75℃设定值时，关阀停泵，从而使水箱内水温温度保持在一定范围内。供暖时电磁阀2开水泵运行

8、，若温度传感器检测回水温度低于55℃时，电磁阀3开，一部分水流分流到燃气壁挂炉，经加热后在水泵吸入口混合。这样系统换热器左侧供水是由两个加热设备提供的热量，所提供的水温、水量不稳定，增加了控制难度，造成换热器另一端进回水温度波动进而影响整个采暖系统的正常工作。4.2太阳能热水系统与燃气壁挂炉串联运行方式