【融会贯通】以学生宿舍为例,浅述太阳能热水系统

2023.04.13

前言



我校二期学生宿舍7至17栋热水系统均采用太阳能为主热源、空气能热泵为辅热源的供热方式,利用传感器、逻辑控制器、水箱、水泵及热水管网组成自动控制的热水系统,为师生提供生活热水。


在此浅述二期学生宿舍热水系统的工作原理及常见问题,欢迎对太阳能热水系统感兴趣的老师同学与我们一起探讨,进一步完善太阳能热水系统,为我校师生提供更加舒适的生活环境。



太阳能热水循环系统



该系统由太阳能集热板、加热水箱、太阳能循环泵、自来水进水及配套管路组成。


如图1,如果T1与T2的温度差值≥7摄氏度时,太阳能循环泵启动,将加热水箱的水与太阳能集热板高温水进行循环,直到T1与T2的温度差值≤2摄氏度时,太阳能循环泵停止,实现了太阳能循环加热功能。


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空气能热泵热水循环系统



该系统由空气能热泵机组、恒温水箱、热泵循环泵、混水泵及配套管路组成。


空气能热泵是该系统的热源,它和空调的运行原理类似,区别在于空气能热泵利用了制热功能(同空调制热模式)给水加热,而空调则是利用了制冷功能(制冷模式)。


如图2,若T4≤52摄氏度(可调),热泵循环泵启动、空气能热泵启动加热;若T4≥55摄氏度(可调),空气能热泵停止加热、热泵循环泵停止工作。


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恒温水箱液位计检测到水位低且T3≥45摄氏度时,混水泵启动,由加热水箱向恒温水箱补水,直到恒温水箱液位计检测到高水位或T3<45摄氏度时,混水泵停止,实现了水箱的液位控制功能。



热水系统



该系统由太阳能热水循环系统、空气能热泵热水循环系统及向楼层加压供水、热水回水水泵(位于楼层,系统图未显示)及配套管路组成。


如图3,恒温水箱通过加压泵向学生宿舍源源不断的提供热水,压力罐、变频器的加持使得热水水压更加稳定。系统还配备了回水管路及水泵,当T5≤45摄氏度时,回水电磁阀打开、楼层的回水泵开启,这个功能会使整栋大楼的热水主管时刻保持45摄氏度以上的水温,让师生在使用花洒头、水龙头时能迅速的放出热水。


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图3:热水系统原理图


从原理图中可以看到有如图4、图5的管路配件——软接头,水泵在启停瞬间会带来管路的突然震动,软接头就是用来减弱管路系统因水锤效应带来的震动,从而达到保护管路的目的。


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图4:软接头


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图5:软接头实例


二期学生宿舍热水系统自启用以来已有两年多的时间,橡胶材质的软接头经受高温水长期浸泡、腐蚀后,内壁出现橡胶颗粒脱落进入热水管网的情况,致使师生在使用热水期间偶有黑色杂质出现。


在发现此问题后,设施设备维护办公室将二期学生宿舍近500套橡胶软接头更换成不锈钢软接头,并清除管道里存留的橡胶颗粒,彻底杜绝隐患,积极努力为师生提供更好的热水使用体验。



本期内容作者为设施设备维护办公室

暖通工程师 陈磊