[实用新型]办公楼节能环保型太阳能地板采暖及热水系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及建筑节能技术以及太阳能热利用技术，涉及办公楼冬季采暖及生活热水需求下的空气源热泵辅助太阳能热利用系统，尤其涉及一种办公楼节能环保型太阳能地板采暖及热水系统。

背景技术

全球性石化能源的紧缺以及温室效应的加剧给环境和社会发展带来了很多负担，作为应对，近年来太阳能等可再生能源的开发及利用发展迅速。另一方面，近年来在生产及生活过程中人们对热舒适要求逐渐提高，建筑环节中所消耗的能源也相应地逐年增长，夏季空调和冬季采暖消耗了大量宝贵的电力资源并对电网容量提出了挑战。中国中部和南部大部分地区都没有冬季集中供暖的基础设施，其中以长江流域广大地区为代表的夏热冬冷地区冬季环境温度依然较低，因此存在着供暖需求。目前这些地区普遍采用风冷式热泵来采暖，但是受所处环境限制，这种采暖方式一般效率较低，而且冬季采暖能耗很大。因此，如果在上述地区采用太阳能采暖，可以因地制宜，在满足采暖需求的同时节约能源。

办公楼一般具有相对较高的热舒适要求，是城市中的耗能大户。将太阳能用于办公楼的冬季采暖，将具有明显的节能效果，这是由多方面因素决定的。除了太阳能采暖基本很少消耗电力外，还在于太阳能采暖与办公楼的匹配。

首先是能量品位的一致性。太阳能是一种品位较低的能源，如果被用于发电，那么由于提升能量品位需要很多额外的支出，最终总体效率也不高。而相反的是，太阳能转化成可利用的热能的能力相对高很多，特别适合用于办公楼这种对冬季采暖、热水供应等热量要求较高的场所。在办公楼中采用地板采暖系统与太阳能热水系统结合，从舒适性和能量品位的角度来看，都具有较高的匹配性。

其次是太阳能集热器比较容易与办公楼有机结合，实现建筑一体化。采用目前成熟的平板集热器，可以安装在楼顶与坡屋面集成，也可以安装在外立面上与办公楼墙面集成。从暖通设计方面考虑，办公楼中接近屋面以及靠近外墙的地方，正是最需要热量的地方。因此太阳能集热器在上述位置集成后，也能提高热量输运的总体效率。

上述几个方面反映了太阳能采暖与办公楼具有形式上和应用上的多方面的匹配，这使得在实际应用过程中更容易达到舒适与节能的效果。

办公楼的冬季持续的采暖对于供热稳定性有较高要求，而太阳能受不可控环境因素的影响，在稳定性方面则非常欠缺，具有强烈的变动性。为了弥补这一缺陷，在系统中需要设置辅助热源以维持系统稳定工作。对于办公楼来说，根据其规模采用空气源热泵机组作为辅助热源，在稳定性、效率和联合运行经济性方面综合考虑则具有较大优势，因此在实用性方面采用集中的空气源热泵机组作为辅助热源。

目前，太阳能热水及采暖联合系统已经有了一些应用。中国专利申请号200710063483.X公开了一种太阳能采暖及热水联供机组。这种机组将压缩式热泵机组串联进入太阳能集热器中，具有较高的集成度。但是，受压缩机循环压差限制，这种系统只能制作小型化产品，而不适用于办公楼这种较大规模的场合。

同样，中国专利申请号200610111393.9中设计的燃气辅助的采暖热水两用装置和中国专利申请号200820028069.5中设计的全自动太阳能采暖地板热辐射系统，都是针对小型家庭用户设计的集成产品，着眼于功能的实现，然而与办公楼的规模以及热舒适要求不匹配。

如何设计一种能够有效满足办公楼冬季采暖及热水供应的空气源热泵辅助太阳能采暖及热水联合系统，保证系统运行的稳定性及能量效率，是技术人员需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的任务是提供一种适用于办公楼的节能环保型太阳能地板采暖及热水系统，解决了上述现有技术所存在的问题。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种办公楼节能环保型太阳能地板采暖及热水系统，包括：一个采暖热水箱，一个连接采暖热水箱的太阳能集热器阵列，一个连接采暖热水箱的生活热水箱，一个连接采暖热水箱的地板采暖末端；还包括：一个同时连接采暖热水箱及生活热水箱的空气源热泵机组，一台位于采暖热水箱与太阳能集热器阵列之间的集热循环泵，以及一个控制系统；

所述空气源热泵机组分别连接采暖热水箱、生活热水箱，所述采暖热水箱连接太阳能集热器阵列，采暖热水箱与生活热水箱连接，采暖热水箱还连接地板采暖末端；

所述地板采暖末端位于办公楼室内地板层中，在地板采暖末端和采暖热水箱之间设有一台采暖循环泵；

所述采暖热水箱的内部装有换热盘管；

所述太阳能集热器阵列由数个平板集热器通过串、并联结构组成；