空气能技术支持：膨胀罐、缓冲水箱和大型蓄能水箱的选型表及计算

膨胀罐、缓冲水箱和蓄能水箱，都是为了加大系统的水容量，达到使系统更稳定、更节能的目的。从使用上来说，膨胀罐是系统的必须件，只要是有水泵的水循环系统，不管有没有缓冲水箱，一定要膨胀罐或是高位膨胀水箱。而缓冲水箱是优化件。系统中安装缓冲水箱对保障系统的稳定性，提高节能效果有重要作用。而在大系统中，则经常采用大型蓄热水箱。目的是为实现主机在环境温度较高的时间段运行，或在选择在谷电价的时间段运行，用水箱蓄能的方式把热能储存起来，在其它的时间段释放热能，从而到达节能降低运行费用的目的。对于他们的必要性，我们之前已经讲过无数次了，但很多经销商对于这三者之间的选型还是处于一知半解。今天，我们少谈一些复杂的计算，从实用经验来看一下这三者的选型方法。一、膨胀罐水加热之后是有膨胀的，如果没有膨胀罐的存在，水就会把其他的连接件损坏，所以膨胀罐的作用是不可忽视的，尤其在小系统中。现在很多品牌的主机，都已经内置了膨胀罐。比如把5p机里，内置一个至少5L的膨胀罐。使用上表要注意：①膨胀罐最好选择304不锈钢法兰，碳钢镀锌比较容易生锈。②膨胀罐的预充压力等于补水阀的设定压力。③建议膨胀罐每1~2年检查一下充气压力，压力低时充气。④配套自动补水阀、泄压阀。二、缓冲水箱缓冲水箱是增加小型系统的水容量，存储冷量或热量，有效地解决系统过小所带来的负荷波动和主机频繁的启动问题，从而达到延长设备寿命和节能省电的目的。在水循环系统中膨胀水箱是必须要的设备，而缓冲水箱不是必须要的设备。比如说做一个一次系统小型户式热泵地暖系统，缓冲水箱就是多余的。一百平方米的地暖水容量大约是120L，无需用缓冲水箱。假如是一个二次系统，也就是说有一个二次泵的系统，缓冲水箱作为一次侧的热容池，或许是需要的。使用上表要注意：①储能水箱容易受水系统总水容量、末端同时使用台数及空调主机配置的情况影响，一般系统的总容水量为6~10L/KW制热量，同时使用台数低的选大值。②计算总容水量（6~10L/KW×机组制热量KW）－当前系统实际水容量=蓄能水箱容量。③安装要求：安装在回水端，高进低出，顶部安装排气阀。三、大型蓄能水箱由于水的比热容较大4186j/kg（即4186j/升），水是廉价的蓄热介质，所以工程上通常选用水箱蓄热的方式。方式一：仅用空气源热泵加热由于空气源热泵机组的产水温度低，水箱蓄能的最大温差是15℃左右（水温从35℃升到50℃），所以1立方米水的最大蓄热量只有15000千卡=17.44kwh(忽略能量转化效率，余同)。高位水箱的作用：为系统补水、系统水的冷热膨胀预留空间，没有蓄能的作用，不参与末端的水循环；蓄能水箱的作用是为系统储存热量（冷量），参与末端的水循环。蓄能水箱的容积=水箱需要储存的热能/温差（此公式忽略热损失）如，热负荷指标是45w/㎡，1000平的建筑储存10个小时的热量，需要的水箱容积是：(450kwh×860千卡/kwh)/15=25.8立方米，考虑到水箱散热的热损失，水箱的容积应再增加15%的余量，水箱的容积应是25.8×1.15=30立方米，即盛水30吨。由此可见，这种水箱蓄能的缺陷：增加安装成本，占据空间大、承重超出了建筑的设计要求，散热损失大、运行费用高。方法二：用电锅炉+热泵加热现在介绍第二种方法，采用采用电锅炉+空气源热泵主机给水箱加热的蓄能方式。首先把空气源热泵主机把水箱中的水温从35℃提升到50℃，电锅炉再把水温提升到95℃，合计提升温差60℃。所以，1立方米的水蓄热量是60000千卡=69.77kwh。水箱的容积=水箱需要储存的热能/温差例如，热负荷指标是45w/㎡，1000㎡的建筑储存10个小时的热量，需要的水箱容积是：(450kwh×860千卡/kwh)/60=6.45m，考虑到水箱散热的热损失，水箱的容积应再增加15%的余量，水箱的容积应是6.45×1.15=7.4m，即盛水7.4吨。电锅炉的制热功率=水箱储存的热能×45/60÷电锅炉的工作时间（忽略电发热转换效率）例如，热负荷指标是45w/㎡，1000㎡的建筑储存10个小时的热量，需要电锅炉的功率是：450kwh×45/60÷10h=33.75kw。考虑到散热等损失，电锅炉的功率应再增加15%的余量，因此，实际上电锅炉的制热功率应是33.75×1.15=38.8kw。由此可见，这种蓄能方式水箱的容积是前者的1/4，大幅度地减少了水箱的占地面积及建筑物的承重负担。方式三：用峰谷电水箱蓄热在晚间谷电价的时间段中，空气源热泵机组把蓄热水箱的水温从35℃提升到50℃，电锅炉再把水温提升到95℃。每1kg水温度升高60℃的蓄热量为60千卡=0.06977kwh，即1T水（容积1立方米）的蓄热量为69.77kwh。如，西安1000㎡非节能建筑，按热负荷指标为60W/㎡计算，储存8个小时温度升高60℃热能需要水箱的容积是：60*8kwh/69.77kwh=6.878m；所以水箱的容积约为7m(如空气源热泵机组15度温差容积为28m)。这种蓄热方式的优势在于：a.有效地利用了低谷电，对整个电网来讲，起到了“削峰填谷”的作用，对用户来讲，降低了运行费用；b.与使用蓄热电锅炉相比，设备的造价低；c.与使用蓄热电锅炉相比，设备占据空间少，重量轻，减少了建筑的承重负荷。此外，除了水箱蓄能，实际上更推荐利用建筑本身来蓄能。这是因为：符合国家节能建筑标准的建筑物，维护结构热惰性指标D＞6，尤其是地暖项目，建筑物本身就是一个巨大的蓄能体。建筑物蓄能的特点：不需要再投入其它的蓄能设备，不占建筑物空间，不用考虑建筑物的承重问题，设备的投入少，同时蓄热量大。因此，在节能建筑的前提下，应充分利用建筑蓄能，尽量不使用水箱蓄能的方式。如果你需要采购一台空气能热水器或者石墨烯产品，不妨下载空气巴巴APP自行选购。