探索无压太阳能与燃气热水器的零冷水方案:系统设计与应用指南
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太阳能热水器因其节能环保而广受欢迎,尤其是在日照充足的地区。然而,在连续阴天或冬季阳光不足时,单靠太阳能热水器难以满足家庭用水的需求。因此,许多家庭选择将太阳能热水器与燃气热水器组合,将燃气热水器作为备用加热方式,以确保稳定的热水供应。
为了进一步提升用户体验,实现“零冷水”(即打开水龙头即可获得热水,无需等待),我们可以通过将太阳能和燃气热水器组合成一个智能系统。然而,无压太阳能热水器由于其一般上下水是共用一根管道,无法直接用于热水循环,因此需要借助燃气热水器和一些额外的设备来构建零冷水系统。
知识点:无压太阳能热水器又称非承压太阳能热水器,是玻璃管插入上端水箱内的那种,水箱上端有溢水口与大气相同,上满水时必须关闭上水阀,否则水会从溢水口源源不断流走,下水时是靠大气压,因此如果太阳能距离用水点上下落差较小时,水压很小,水流很小。
在设计太阳能和燃气热水器的组合系统时,一个关键问题是如何智能控制水温。当太阳能热水器中的水温足够时,系统应直接使用太阳能热水,而当水温不足时,系统应自动将水流引至燃气热水器进行二次加热。这个过程需要智能控制设备来协调太阳能与燃气热水器的工作。
通过安装“恒尔暖自控中心”,可以轻松实现这种智能联动。该控制系统通过温度感应和水流方向控制,能够确保在不同温度条件下高效切换热水来源,从而达到节能与舒适并存的效果。
针对无压太阳能热水器与燃气热水器的组合,我们可以采用三种不同的设计方案来实现零冷水系统。具体方案取决于太阳能热水器的安装位置、与燃气热水器之间的落差、家庭热水需求等因素。
1. 方案一:直接利用燃气热水器作为循环中心,实现零冷水。
2. 方案二:在太阳能热水器与燃气热水器之间落差较小的情况下,通过增加储能水箱和增压泵来优化循环,实现零冷水。
3. 方案三:当太阳能热水器与燃气热水器之间的落差较大时,通过增加储能水箱,将循环泵兼增压作用,不另加增压泵,来实现零冷水。
接下来我们详细讲解这三种方案的具体设计与实现方法。
在这个方案中,燃气热水器被作为整个热水循环系统的核心。主要的工作原理是利用燃气热水器加热管道中的水,使得热水可以在循环泵的推动下循环到家中的各个用水点,确保用户打开水龙头时即有热水供应,从而实现零冷水。
· 燃气热水器:作为加热和循环的核心装置,负责对管道中的水进行加热。
· 恒尔暖自控中心:用于控制热水流向,用于自动判断太阳能或燃气热水器的启动条件,并根据水温调节水流。
· 循环泵:推动热水在管道中循环,确保各个用水点都能及时获得热水。
· 测温三通和止回阀:用于监测水温并调节水流方向,确保水不会回流和浪费。
· 太阳能热水器:作为初级加热装置,在天气条件良好时提供免费的热水。
热水循环时:
· 当水管内的水温低于循环泵的设定温度时(例如42°C),循环泵启动,开始将水从燃气热水器通过管道向各个用水点循环。
· 在循环过程中,燃气热水器会根据设定的水温(例如58°C)自动加热,确保管道中的低温水循环替换成高温水。
· 当高温水到达测温三通处,并感知水温高于设定值时,循环泵停止工作,避免不必要的燃气消耗和过度加热。
使用热水时:
5. 当用户打开水龙头时,首先太阳能下来的热水在增压循环泵加压后,流向自控中心。如果水温足够(例如高于40°C),水直接流向用水点,无需经过燃气热水器的二次加热。
5. 如果水温低于设定值,水会自动通过燃气热水器进行二次加热,确保用户可以获得恒定温度的热水。
1. 系统结构简单:这是传统的回水设计,施工简单,通常水电工能够轻松完成,不需要额外的复杂设备。
2. 节省初期投入成本:相比其他设计,系统不需要增加储水箱,可以直接依赖燃气热水器进行加热循环。
3. 易于维护:燃气热水器作为成熟的设备,在市场上应用广泛,维护方便,零件也易于获取。
1. 高耗能:由于该系统的热水循环依赖燃气热水器提供加热,循环一旦开启,燃气热水器将频繁启动,导致燃气消耗增加,运营成本较高。
2. 影响设备寿命:燃气热水器频繁启停会加速其内部部件的磨损,缩短其使用寿命,尤其是在频繁使用热水的家庭中,长期来看更容易损坏。
为了解决能耗高和设备寿命缩短的问题,方案二和方案三引入了储能保温水箱,通过储存太阳能加热的热水用于循环,减少燃气热水器的启动频率和能源消耗。这些方案可以在不同的安装条件下进一步提升系统的效率。
当太阳能热水器与燃气热水器之间落差较小时(10米以内)时,通过在热水循环系统中加入储能水箱,将太阳能加热的热水储存于水箱中,并利用水箱中的水循环供热。这一设计减少了燃气热水器的使用次数,节能环保。
· 储能保温水箱:用于储存太阳能加热的热水。
· 循环泵:推动水在系统中循环。
· 增压泵:安装在水箱出口,确保系统中的水压足够供应到每个用水点。
· 回水管:将系统形成一个循环闭环,使热水返回至太阳能水箱,形成循环。
热水循环时:
· 水从太阳能热水器流入储能水箱,通过循环泵推动热水在水箱-自控中心-用水点之间的热水循环系统中循环,水箱内的水先被使用,减少燃气热水器的启动。
· 当水箱中的水温高于设定值,热水循环流向用水点。如果水温不够,燃气热水器才会启动进行加热。
热水使用时:
4. 当水龙头打开时,水箱中的热水经过增压泵加压,先流经恒尔暖自控中心检测,如果温度满足要求,直流用水点,则无需启动燃气热水器;如果温度不足,燃气热水器启动进行二次加热之后再流向用水点。
· 优点:
0. 充分利用太阳能加热的水进行循环,减少燃气热水器的启动次数,延长其使用寿命。
0. 增压泵提高水压,确保用户用水时压力足够,洗浴体验更佳。
0. 节省燃气使用量,环保节能。
0. 热水即开即来,减少冷水浪费。
· 缺点:
0. 系统复杂,增加了储能水箱和增压泵,成本较高。
0. 安装过程需要有经验的水电工,或在专业技术指导下进行。
当太阳能热水器与燃气热水器之间的落差较大时(10米以上)而且水平布管较短时,将循环泵安装于水箱出水口兼具增压作用。这一方案依然通过加入储能水箱,利用循环泵推动热水循环,减少燃气热水器的启动频率。该方案省去了增压泵,节省了设备成本。
· 储能保温水箱:用于储存太阳能热水。
· 循环泵:推动水在系统中循环,用水时兼具增压作用。
· 回水管:将热水管形成一个循环回路,使热水返回至太阳能水箱。
热水循环时:
3. 循环泵从储能水箱中抽取热水,并推动热水流向各个用水点,循环过程主要依赖太阳能加热的水箱内水源。
3. 如果水温低于设定值,燃气热水器才会启动进行加热。
热水使用时:
3. 当水龙头打开时,水箱中的热水首先供应用水点,只有当温度不足时,才会启动燃气热水器进行二次加热。
· 优点:
0. 节省一台增压泵,降低了设备成本。
0. 利用太阳能热水储存,减少燃气热水器的启动,节能环保。
0. 热水即开即来,减少冷水浪费。
· 缺点:
增加了储能水箱的费用。
为确保太阳能和燃气热水器能够高效配合工作,需要对温度和启动时间进行合理的设定。
时间设定:
· 循环泵的启动时间应设定早于恒尔暖自控中心1分钟左右,确保循环泵在水管中的水温低于设定值时启动,水管中的冷水尽快被加热。
· 自控中心在太阳能水温足够时不会启动,避免燃气热水器频繁加热。
温度设定:
1. 燃气热水器的温度设定应较高(如58°C),保证在需要二次加热时,水温足够。
1. 循环泵温度为洗浴较为合适的温度,如可设定为42°C,当水温低于此值时,循环泵会启动。
1. 自控中心温度设定比循环泵低1-2°C,可设定为40°C,确保当水管水温低于循环泵设置温度还没有低于自控中心的温度时,循环泵就启动循环,水直接从太阳能流出而不经过燃气热水器,减少能源消耗。
通过这种温度和时间设定,太阳能水箱的热水能够优先使用,燃气热水器仅在必要时启动,实现节能的同时也延长了燃气热水器的寿命。
通过对不同家庭热水系统需求的分析,太阳能与燃气热水器的组合为实现零冷水系统提供了多种设计方案。无论是简单的燃气热水器循环系统,还是更为复杂的太阳能储水箱系统,都有各自的优缺点。选择合适的方案取决于太阳能和燃气热水器的安装距离、预算、以及家庭日常用水需求。
1. 方案一适合预算有限、对燃气使用敏感性较低的家庭,它结构简单但耗气量较大。
2. 方案二则通过增加增压泵和储能水箱有效减少燃气热水器的启动次数,适合太阳能和燃气热水器之间落差较小的系统,环保且节能。
3. 方案三则适合太阳能和燃气热水器之间落差较大时,只增加储能水箱,节省了增压泵,也十分的节能环保。
根据不同条件和需求,用户可以灵活选择最佳的热水供应方案,以实现舒适、高效的零冷水体验。
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