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太阳能供热系统辅助热源的选择与探讨张凯阿里斯顿热能产品（中国）有限公司江苏无锡 214028摘要：本文主要介绍了太阳能热水系统的辅助热源的种类、选型、以及辅助热源之间的对比，对如何选择辅助热源提出一些建议，重点突出了冷凝锅炉的特点。关键词：太阳能供热辅助热源冷凝锅炉热泵电加热0 引言石油、天然气、煤炭为当今世界的主要能源，但这些能源都属于不可再生能源随着世界经济的高速发展，能源的争夺越来越激烈，存量越来越少，由之而来的是新能源的开发被越来越多的国家所重视。太阳能是一种新兴能源，很多国家都在研究其使用性。目前太阳能被使用最多的主要是在供热和光伏发电两方面，本文主要讨论太阳能在供热方面的应用。1 太阳能的特点太阳能具有普遍、环保、长久等优点，我国的太阳能资源很丰富，除重庆、四川、贵州等部分城市的全年辐照量低于4200MJ/㎡，全国2/3的城市的全年日照时间大于2000h，辐照总量大于4200MJ/㎡，具有良好的太阳能利用条件。同时太阳能也是不稳定的，受到地区、季节、天气、时间等方面的影响，为保证热水供应温度的稳定，太阳能热水系统必须配辅助热源，下面我们来讨论下常用的几种辅助热源。2 辅助热源的种类太阳能热水系统的常用辅助热源有：市政热力管网、电加热、常规燃油（燃气）锅炉、电锅炉、冷凝燃气锅炉、空气源热泵、水（地）源热泵等。按控制模式分类有：手动控制、全日自动控制、定时控制，目前系统设计中应用最广的是全日自动控制。为了保证生活热水的供应质量，辅助热源应该按照热水供应系统的负荷选取。3 辅助加热量的计算3.1容积式水加热器或贮热容积与其相当的水加热器、燃油（气）热水机组应按下式计算：Qg=Qh-η*Vr*(tr-tl)*c*ρr/T（1-1）式中: Qg——容积式水加热器（含导流型容积式水加热器）的设计小时供热量(kJ/h)；Qh——设计小时耗热量(kJ/h)，按式1-2计算；η——有效贮热容积系数；容积式水加热器η=0.7～0.8，导流型容积式水加热器η=0.8～0.9；第一循环系统为自然循环时，卧式贮热水罐η=0.80～0.85；立式贮热水罐η=0.85～0.90；第一循环系统为机械循环时，卧、立式贮热水罐η=1.0；Vr——总贮热容积(L)；T——设计小时耗热量持续时间(h)，T=2～4；tr——热水温度(℃), 按设计水加热器出水温度或贮水温度计算；tl——冷水温度(℃), 按本规范表5.1.4 采用；注：当Qg 计算值小于平均小时耗热量时，Qg 应取平均小时耗热量。3.2半容积式水加热器或贮热容积与其相当的水加热器、燃油（气）热水机组的设计小时供热量应按设计小时耗热量计算；3.3 半即热式、快速式水加热器及其他无贮热容积的水加热设备的设计小时供热量应按设计秒流量所需耗热量计算。其中，设计小时耗热量按下式计算：Qh=Kh*m*qr*C*(tr-tl)*c*ρr/T（1-2）式中：Qh——设计小时耗热量(kJ/h)；m——用水计算单位数(人数或床位数)；qr——热水用水定额(L/人·d 或L/床·d)，按《建筑给水排水设计规范》表5.1.1采用；C——水的比热，C=4.187(kJ/kg·℃)；tr——热水温度，tr=60(℃)；tl——冷水温度, 按《建筑给水排水设计规范》表5.1.4 选用；ρr——热水密度(kg/L)；T——每日使用时间（h），按《建筑给水排水设计规范》表5.1.1 采用；Kh——小时变化系数, 可按《建筑给水排水设计规范》表5.3.1 采用。4. 辅助热源的选型4.1电加热/电锅炉耗电量按下式计算：W=Qg/η（2-1）W——耗电量(KW)；Qg——设计小供热量(KW)，按式1-1计算；η——电加热效率，95%--97%，电作为辅助热源时，虽然电加热的效率很高，但由于电是二次能源，要通过煤等常规一次能源转换提供，而一次能源转换成电的效率很低。所以总的来说，电作为辅助热源，其一次能源的利用率同直接利用其它形式的能源相比是比较低的。4.2常规燃油（燃气）锅炉、冷凝燃气锅炉热负荷按下式计算：Q=Qg/η（2-1）Q——热负荷(KW)；Qg——设计小供热量(KW)，按式1-1计算；η——锅炉效率，燃油（燃气）锅炉可取80%-90%，冷凝锅炉可取105%-110%；常规燃油（燃气）锅炉、冷凝燃气锅炉由于直接采用一次能源作为燃料，其运行成本相对于电比较少，特别是冷凝燃气锅炉，相对于普通锅炉其运行成本可节约20%左右，例如ELCO的冷凝燃气锅炉，其效率最高可达110%，很大程度上节省了运行成本。下面以ELCO冷凝锅炉为例，简单介绍一下冷凝技术：1 m3天然气包含以下热量:什么是冷凝技术？燃烧产生的水在烟气中以蒸气存在. 冷却到露点温度以下冷凝释放出热量冷凝锅炉将烟气中的汽化潜热回收利用，提高锅炉的效率。燃烧空气的过剩空