鄭軍龍

廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣西 南寧 530007

引言

廣西壯族自治區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫和，平均年日照時數(shù)1600小時，平均每年太陽能輻照量約為4578MJ/㎡，太陽能資源十分豐富，利用太陽能潛力巨大。但太陽能對天氣要求較高，陰雨天等太陽輻射情況不好時無法使用。

1 項目的概況

南寧市檢察院宿舍區(qū)危舊房改住房改造項目位于南寧市民族大道72號，總計新建三棟住宅樓共248套住房，于2020年主體建筑完成施工，進(jìn)入設(shè)備安裝階段，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排及方便住戶生活的目標(biāo)，項目設(shè)計和安裝太陽能空氣源熱泵耦合熱水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)家家戶戶24小時不間斷供應(yīng)節(jié)能的生活熱水。本熱水系統(tǒng)總計供應(yīng)248戶，約992人日常生活熱水需求[1]。

2 熱水系統(tǒng)節(jié)能減排的計算分析

2.1 熱水系統(tǒng)的原理

該危舊房改造項目1號樓的太陽能空氣源熱泵耦合熱水系統(tǒng)的電氣設(shè)備平面圖，主要的電氣設(shè)備有：空氣源熱泵共12臺，每臺規(guī)格都是5匹，額定輸入功率是4.65kW，最大輸入功率是5.9kW，額定工作電壓是交流三相380V；每臺空氣源熱泵配備循環(huán)水泵，該水泵輸入功率是265W；另外還有一臺太陽能集熱模塊的輸入功率為500W的循環(huán)水泵。這些電氣設(shè)備最大輸入功率的總和為74480W，詳細(xì)系統(tǒng)圖見圖1[2]。

圖1 太陽能與空氣源熱泵耦合熱水系統(tǒng)原理圖

2.2 太陽能集熱系統(tǒng)熱效率計算

太陽能集熱系統(tǒng)的熱效率計算方法，以配備有循環(huán)水泵的集中式太陽能集熱系統(tǒng)為例，通常太陽能集熱系統(tǒng)在太陽輻照下熱水從初始溫度加熱到設(shè)定溫度，因此得出配備有循環(huán)水泵的集中式太陽能集熱系統(tǒng)實(shí)際熱值為：

35000/0.034 =1029411.76千卡/度；綜合熱效率為：1029411.76/860=119699%。

2.3 空氣源熱泵熱效率

空氣源熱泵熱水機(jī)組的額定制熱量為18kW，輸入功率為4.8kW，空氣源熱泵熱水機(jī)組配備的循環(huán)水泵功率為0.1.37kW，那么該空氣源熱泵熱水機(jī)組的綜合熱效率為：18/（4.8+0.137）=3.646

2.4 供配電分析及計算

2.4.1 導(dǎo)線可通過電流計算。通常，住宅內(nèi)，銅線導(dǎo)線安全計算方法是：2.5mm3銅電源線的安全載流量－28A；4mm3銅電源線的安全載流量－35A；6mm3銅電源線的安全載流量－48A；10mm3銅電源線的安全載流量－65A；16mm3銅電源線的安全載流量－91A；25mm3銅電源線的安全載流量－120A；如果是鋁線，線徑要取銅線的1.5～2倍；如果銅線電流小于28A，按每mm310A來取肯定安全；如果銅線電流大于120A，按每mm35A來取。

2.4.2 負(fù)荷計算。

2.4.2.1 概念。計算負(fù)荷是以原始的設(shè)備銘牌數(shù)據(jù)為依據(jù)，從發(fā)熱角度出發(fā)，并且考慮到安全、經(jīng)濟(jì)、合理等因素，用科學(xué)的方法統(tǒng)計出的假想負(fù)荷。其物理意義是：按此負(fù)荷運(yùn)行產(chǎn)生的熱效應(yīng)，與實(shí)際負(fù)荷運(yùn)行產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等[3]。

2.4.2.2 計算方法。負(fù)荷計算方法一般有需要系數(shù)法、單位容量法以及二項式法等，其中以需用系數(shù)法最為常見。下面對負(fù)荷計算的基本公式作以介紹：

①整體上，有功計算負(fù)荷的基本公式是Pc=KnPs。

其中，Pc—有功計算負(fù)荷，kW；Kn—負(fù)荷計算需要系數(shù)，通過查表獲得；Ps—設(shè)備容量，指的是設(shè)備的原始銘牌數(shù)據(jù)。當(dāng)設(shè)備為連續(xù)工作制時：Ps=PN(注：PN指設(shè)備的額定功率）當(dāng)設(shè)備為斷續(xù)工作制時：（注：εN為設(shè)備的銘牌額定暫載率，ε規(guī)為統(tǒng)一規(guī)定暫載率，其中，電焊機(jī)為100%，起重機(jī)為25%）

當(dāng)設(shè)備為氣體放電光源（熒光燈、高壓汞燈等）：Ps=1.2PN

②無功計算負(fù)荷的基本公式是QC=PC?tanφ。其中，QC—無功計算負(fù)荷，KVar；tanφ—功率因數(shù)角的正切值；

IC=（三相線路，其中NU所指為線電壓）其中，IC—計算電流，AUN—額定電壓，V。

3 結(jié)束語

單位住宅樓采用太陽能與空氣源耦合熱水系統(tǒng)，節(jié)能減排效果是十分的顯著。針對該熱水系統(tǒng)的進(jìn)行供配電的分析及計算，給本熱水項目的施工安裝提供了理論依據(jù)，同時，為整棟樓和整個小區(qū)的供配電設(shè)計提供了參考。