楊貴榮

(昆明鐵路局科研所，云南昆明 650011)

鐵路沿線建筑具有點多面廣的特點，空調(diào)及熱水供應傳統(tǒng)上一般采用分體空調(diào)及鍋爐。當前，根據(jù)環(huán)保工作的要求，需采用新的熱源系統(tǒng)替代鍋爐。以昆明局為例，為解決昆明鐵路局威舍、宣威和紅果機車乘務員公寓空調(diào)和熱水供應鍋爐替代的問題，提出太陽能集熱器結合風冷熱泵形成的制冷、采暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)技術方案，并實現(xiàn)工程應用，以期獲得良好的節(jié)能環(huán)保效果。

1 制冷、采暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)

1．1 系統(tǒng)組成

采用太陽能和風冷熱泵提供熱水及供暖制冷，系統(tǒng)主要由以下模塊組成:太陽能集熱器模塊(液位傳感器、溫度傳感器、流量開關、電磁閥、熱水循環(huán)泵、熱水增壓泵);風冷熱泵機組(冷、熱、衛(wèi)多功能機組);風機盤管模塊;地暖模塊;控制系統(tǒng)模塊;管道系統(tǒng)模塊。

1．2 運行特點

(1)晴好天氣時供熱水箱與供暖水箱熱量交換，太陽能熱量分支路進入供暖水箱和供熱水箱，當生活熱水不需要太多熱量時，可通過換熱器將生活水箱中的熱水交換到供暖水箱，或直接將管路接通到供暖系統(tǒng)直接供暖，以減少熱泵或電熱機組的使用，節(jié)省更多的能源［1］。在春秋季節(jié)熱泵可以在生活水箱熱量不足時啟動，輔助太陽能提高生活熱水的溫度。

(2)冷、熱、衛(wèi)多功能風冷熱泵機組，是在常規(guī)中央空調(diào)基礎上增加一套冷凝熱回收裝置(熱水器)的新型空調(diào)機，除具備夏季制冷、冬季制熱功能外，一年四季都能提供生活熱水，實現(xiàn)一機多用［2］。利用熱水器回收機組運行時的冷凝廢熱，可以將熱水器串聯(lián)、并聯(lián)在常用空氣冷凝器的回路上，也可以獨立設計，將熱水器分開安裝在浴室，通過系統(tǒng)管路連接成獨立單元。

(3)制冷末端采用風機盤管，供暖末端采用地板輻射采暖。

2 系統(tǒng)應用

該系統(tǒng)在昆明鐵路局威舍站乘務員公寓進行了工程應用，對既有空調(diào)及熱水供應系統(tǒng)進行了改造替代。威舍站乘務員公寓位于貴州省興義市，氣候特點是夏天炎熱、冬天寒冷，夏天要制冷冬天要供暖。威舍站乘務員公寓共有41個房間，每個房間的空調(diào)面積為20 m2，設計空調(diào)總面積為820 m2。公寓既有空調(diào)及熱水系統(tǒng)為:太陽能+電輔助加熱(熱水)+分體空調(diào)。

威舍站乘務員公寓制冷、采暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)設計:真空管集熱器58#-1800 mm共計1 500支，Q熱水=真空管產(chǎn)水量*真空管支數(shù)=6．8 L/(支·d)×1 500支 ÷1 000 L/m3=10．2 m3/d;冷、熱、衛(wèi)多功能熱泵機組3臺(冷熱聯(lián)供工況:平均制冷量51．9 kW/h、平均制熱量66 kW/h、平均產(chǎn)水量 1．4 m3/h)，Q冷=51．9 kW/(h·臺)×3臺 =155．7 kW/h，Q熱=66 kW/(h·臺)×3 臺 =198 kW/h，Q熱水=1．4 m3/(h·臺)× 3 臺 =4．2 m3/h，設計負荷大于實際需要負荷，滿足實際需要。

太陽能集熱器模塊真空管集熱器盡可能多配置，最大化補充冬季供暖熱源。冷、熱、衛(wèi)多功能熱泵機組按照制冷、采暖負荷核算配置，熱水多余熱源作為采暖補充熱源，夏季制冷熱回收可以加熱生活熱水。

太陽能集熱器與熱水水箱自然循環(huán)，根據(jù)熱水水箱溫度設定冷、熱、衛(wèi)多功能熱泵機組自動啟停?？照{(diào)水箱夏季制冷儲存冷水(8℃ ～12℃);冬季采暖儲存(40℃ ～45℃)熱水，熱水水箱過剩熱量可與空調(diào)水箱換熱供暖，制冷及采暖均由空調(diào)水箱與末端風機盤管、地板輻射采暖結合。夏季太陽能集熱器與冷、熱、衛(wèi)多功能熱泵機組結合運行制冷、熱水模式，制冷熱回收加熱生活熱水;冬季太陽能集熱器與冷、熱、衛(wèi)多功能熱泵機組結合運行采暖、熱水模式，熱水多余熱量用于供暖;其余時段太陽能集熱器基本可以滿足熱水供應。

3 效益分析

系統(tǒng)經(jīng)過1年的運行，對運行數(shù)據(jù)進行了實測，對比分析了系統(tǒng)的運行費用(見表1)。

表1 三聯(lián)供系統(tǒng)與其他方案全年運行費用對比 萬元

威舍站乘務員公寓“三聯(lián)供系統(tǒng)”比“分體空調(diào)+電加熱供熱水”每年節(jié)約22．44萬元，比“分體空調(diào)+鍋爐供熱水”每年節(jié)約27．17萬元。

“三聯(lián)供系統(tǒng)”合理設計太陽能集熱器，充分利用可再生能源太陽能供應生活熱水、利用太陽能貯能和換熱系統(tǒng)冬季供暖。應用冷、熱、衛(wèi)三合一多功能風冷熱泵機組，一機多用，與太陽能集熱器經(jīng)優(yōu)化耦合，聯(lián)合工作，既滿足了制冷供暖及熱水供應等功能要求，又可實現(xiàn)最佳的節(jié)能效果。

［1］ 李健，羅浩．太陽能-地源熱泵三聯(lián)供戶式空調(diào)技術［J］．能源與環(huán)境，2006(6):34-36．

［2］ 黃倩，章學來，梁峻．水環(huán)熱泵-空氣源熱泵-熱泵型熱水機組復合空調(diào)系統(tǒng)的工程應用案例分析［J］．制冷空調(diào)與電力機械，2008(3):42-46．