多能互补系统在家庭供热制冷中的应用 ——喜德瑞供暖学院最佳解决方案奖获奖案例

静jing

多能互补系统在家庭供热制冷中的应用

——喜德瑞供暖学院“第三届最佳供热解决方案大赛”最佳解决方案奖获奖案例

家用类

01

应用于居住类建筑（住宅、别墅、公寓）的分户独立供暖系统

02

热源包含单台输出功率＜100kW的燃气锅炉

对于分户独立供暖的居住类建筑系统，用户在系统选择、系统设计及建设方面的自主性更强，通过合理的用热（冷）解决方案的介入，在满足用户使用需求的前提下，可最大限度的提升系统初投资与运行费用的经济性。
在解决方案的制定过程中，冷热源设备的选择以及系统形式的确定尤为重要。入围本届大赛的家用类解决方案的各个案例，在冷热源设备的选择方面充分体现了节能性，并在系统建设寿命周期内具有不同的特点及优势，精彩纷呈。获得家用类最佳解决方案的本案例，为典型的多能互补三联供系统，验证了复合能源系统在家用系统应用中的可行性、经济性，并摸索出了一套切实可行的运行方案，十分具有代表性。
案例介绍

案例所在地：河南

建筑类型：复式住宅

建筑情况：240m2，3个淋浴+1个浴缸+1个厨卫热水龙头

冷热需求：供暖、制冷、生活热水

电价：0.56元/kW·h.

气价：2.58元/Nm3

设计解决方案

考虑到用户的制冷需求，选择风冷制冷机组+暗装风机盘管的形式实现，对比于分体空调，建筑外立面规整，室内装修简洁、无明装室内机困扰。近年来，空气源热泵机组供暖技术日趋成熟，其综合能效不断提高，应用越来越广；同时，空气源热泵的制冷性能可以保证夏季的制冷需求，可谓“一机两用”，经济性高，故最终决定选用空气源热泵机组为供暖、制冷的冷热源。
生活热水方面，采用太阳能集热器为主、燃气壁挂炉为辅的热源形式，辅助以蓄热水箱，满足大户型的大用量生活热水需求。
对比于风机盘管为室内末端的形式，低温地板辐射形式的体感更为舒适，同时该案例有冬季连续供暖需求，故选用低温地板辐射形式为供暖末端。
空气源热泵作为供暖热源时，天气越冷、供热量越低，且能耗越高。这时，如果由燃气壁挂炉供暖，保证率大大提升。故供暖热源最终确定为空气源热泵+燃气壁挂炉的复合能源形式。

系统设计如下：

壁挂炉选择

高效燃气壁挂炉：高效燃气壁挂炉英国BAXI品牌的LUNA3 COMFORT

供暖气候补偿调节

燃气自适应

多功能、多供暖区域控制

生活热水控温精确

锅炉控制面板可设置于居家内任意区域，调节简便

热泵选择

风冷热泵机组

环保冷媒

复合型水力模块，含循环泵、膨胀罐等

多档风机调速

-15℃以上室外温度，可保证供暖

安装紧凑 占地小

运行解决方案

一个优秀的供热案例，往往需要在保证最佳用户使用体验的前提下，综合考虑设计及运行阶段的经济性。
制冷
设室内温度控制器，用于设置热泵主机运行参数及室温设定。
各台风机盘管与热泵主机设置联动，实现任意风机盘管启动，热泵主机启动，同时循环泵启动；所有风机盘管停止，热泵主机及循环水泵停止。
循环水泵定流量运行。
生活热水
设双盘管储热水箱用于热水储存。上盘管及对应的上部温度传感器由锅炉加热、控制，保证水箱上部出水温度；下盘管及对应的下部温度传感器由太阳能加热系统加热及控制。
优先启动太阳能加热；水箱内上部水温无法达到设定值时，启动壁挂炉进行辅助加热。
热水用水回路设微循环泵，保证各用水点的热水即开即热。
供暖
建筑供暖不同于制冷，为保证舒适度，系统大多连续运行，供暖能耗费用因此提高。本案例同时设空气源热泵及燃气壁挂炉作为供暖热源，根据对二者不同工况下的运行性能分析，结合当地能源费用，可以得到最为优化的运行策略，最低化运行费用。
案例效果分析
1、空气能、太阳能、天然气的多能互补系统，环境友好，低碳排放。
2、虽然各冷热源、各冷热末端相互交织，但本案例充分考虑了用户使用的可控性及简便性，系统运行稳定。
3、用能统计
注：制冷费用与用户使用习惯关系较大，且本案例为常规制冷系统，未做统计
供暖总时长90天，冬季室温设定20℃
生活热水储水温度50 ℃
年度供暖费用为14.85元/m2·采暖季，只有集中供热的50%。
结语
结合设计阶段、运行阶段建设实施的本案例，是多能互补、三联供系统的典型解决方案。供暖季运行费用的大幅降低，充分验证了该解决方案的节能优势。如选用冷凝式壁挂炉，同样的运行工况下，耗气量将会降低约15%，进一步降低运行费用。
对该案例的运行优化还在继续，相信在喜德瑞优秀服务商的努力下，运行费用降低的潜力将被持续挖掘。
此外，还有更为先进的混合能源产品，将热泵、太阳能集热循环、冷凝燃气锅炉等集成在一个设备中，先进控制系统根据设备能力及当地能源价格实现“因地制宜，因时择优”地运行。

内容来源：喜德瑞供暖学院