生态住宅供热制冷系统由太阳能集热器、辅助加热器、地下水系统和供热供冷末端装置等组成。辅助加热器可选用电动热泵或煤燃气加热器,根据具体需要确定。美国能源部(DOE)制定的季节性能系数)SEER=供冷季节空调系统总的制冷量/供冷季节空调系统总的输入能量<4>,生态住宅供热制冷系统设计方案由于各方案都是利用太阳能集热器提供生活热水(30~60℃),主要区别在于供热和供冷末端装置的设计上,故本文针对分别列出下列方案。
方案一:太阳能集热器DD水源热泵系统。供热和供冷末端装置均为风机盘管系统。夏季,地下水流经水源热泵机组提供冷量,同时向室内末端提供冷水。冬季,地下水先经过阀门1和2与换热器换热,再流经水源热泵系统,充分利用太阳能集热器预热;水源热泵系统(中3)将热水送入室内供热。控制切换可通过阀门实现。
方案二:太阳能地热能供暖供冷式空调系统。供热和供冷末端装置为地板供热和供冷系统。夏季,地下水流经埋地盘管,降低室内温度,然后回灌入井。冬季,太阳能集热器和辅助加热器联合供热,提供生活热水,同时加热地下水,地下水流经埋地盘管,提高室内温度,然后回灌入井。控制设备可以动态地调节加热量。
各系统功耗投资比较以150~200m2单元住宅为例,按每人热水日消耗量50L计,4人一户,冬季热水耗热量和供暖量共计约45kW,夏季供冷量约为25kW。一般来说,太阳能集热器所集热量为总供热量的70%<2>,冬季和夏季分别按90天计算,以下是各种方案和风冷、水冷热泵系统进行比较的结果,其中,功耗和投资费用均为现行市场标准。
结论太阳能、地热能作为可再生能源,完全可以充分利用于建筑中,与建筑合为一体。同时由于利用的是自然能源,没有潜在的环保问题,系统的技术经济性得到提高。生态住宅太阳能和地热能利用系统方案减少了设备投资费用和运行费用,具有明显的经济效益、节能效益和环保效益,在有条件的地方应积极宣传和推广,优先投入使用。每一种方案都有各自的特点,用户应根据自己的实际情况,选用合适的方案,尽量做到节能、环保。
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