熱泵太陽(yáng)能聯(lián)供系統(tǒng)

1、熱泵太陽(yáng)能聯(lián)供系統(tǒng)引言 空氣能、太陽(yáng)能等作為可再生能源，在建筑領(lǐng)域的能源利用中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，它們的利用是解決我國(guó)能源和環(huán)境問(wèn)題的重要措施之一。 空氣能熱泵與太陽(yáng)能系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)用是一項(xiàng)符合社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能環(huán)保的技術(shù)措施；同時(shí)是空氣能熱泵行業(yè)和太陽(yáng)能行業(yè)的重大突破。吸取空氣、太陽(yáng)、水等低品位熱源的熱量是制取生活熱水和空調(diào)制冷、制冷，采暖等的良好手段，尤其是利用空氣為熱源的熱泵機(jī)組是最為簡(jiǎn)單可靠的方式。 直流變頻.空氣能熱泵通過(guò)變頻壓縮技術(shù)，可以增加機(jī)組的制熱量和提高制熱性能系數(shù)；利用太陽(yáng)能或其他非燃燒性的熱源作為輔助熱源，可以降低電耗和成本，提高制熱能效COP值。 空氣能利與弊空氣能熱

2、泵是以空氣中的熱量為能量源，能夠在任何地區(qū)及條件下使用?？諝饽艿氖褂貌粫?huì)造成環(huán)境污染，并且空氣能理論上不受資源條件限制，也不受任何政策法規(guī)限制?？梢哉f(shuō)，空氣能取之不盡，用之不竭；相較于其他形式的熱泵技術(shù)，發(fā)展空氣能熱泵有著更廣闊的應(yīng)用空間。 但是，空氣能熱泵的應(yīng)用范圍受到氣候條件的約束，其工作效率與工作溫差成反比。隨著室外溫度的降低，用戶的需熱量不斷增加，空氣源熱泵的制熱量反而隨之減少；即工作溫差越大，工作效率越低。在低溫環(huán)境溫度下機(jī)組極有可能無(wú)法滿足室內(nèi)最大采暖熱負(fù)荷，從而降低機(jī)組的COP值，增加系統(tǒng)的能耗。 太陽(yáng)能利與弊 太陽(yáng)能技術(shù)是可再生能源應(yīng)用的主要方向之一。我國(guó)大部分地區(qū)太陽(yáng)能資源較

3、為豐富，太陽(yáng)能年輻射量和年日照時(shí)數(shù)較高；而且太陽(yáng)能是永不枯竭的清潔能源，量大、資源豐富、綠色環(huán)保。 但太陽(yáng)能也具有一些缺點(diǎn)：（1）太陽(yáng)能的能流密度低。雖然到達(dá)地球表面的太陽(yáng)能很高，但即使在太陽(yáng)能資源較豐富的沙漠地區(qū)，考慮到太陽(yáng)集熱系統(tǒng)的效率和熱損失，每平米集熱器實(shí)際采集到的太陽(yáng)能輻射照度也很低。（2）太陽(yáng)能因地而異，因時(shí)而變。衛(wèi)生熱水固有的使用特點(diǎn)：熱水的需求量剛好與太陽(yáng)的輻照度相反；即冬季、春秋季節(jié)和陰雨天氣熱水需求量大，而太陽(yáng)能制熱量低。（3）太陽(yáng)能具有間歇性和不可靠性。太陽(yáng)能的輻照度受氣候條件等各種因素的影響不能維持常量，如果遇上連續(xù)的陰雨天氣太陽(yáng)能的供應(yīng)就會(huì)中斷?？諝饽?太陽(yáng)能聯(lián)供空氣

4、能熱泵技術(shù)和太陽(yáng)能技術(shù)自身存在的這些局限性，決定了變頻空氣能熱泵系統(tǒng)和太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)總需要配輔助加熱。根據(jù)一般太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與控制，理論估算與工程實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)均表明，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)比其所配置的輔助加熱系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用50左右，即太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)也需要大量的能耗，其具體能耗量的多少由輔助加熱熱源和相應(yīng)的控制決定。 在各種自然資源與能源日益緊張的今天，直流變頻空氣能熱泵的節(jié)能效果已被社會(huì)廣泛接受和承認(rèn)，其高達(dá)1KW：4KW的能效比可輕易比普通電熱水器節(jié)能75，同時(shí)比燃油鍋爐節(jié)省70以上。 因此，如果空氣能熱泵系統(tǒng)能與太陽(yáng)能系統(tǒng)聯(lián)合使用，則可互相彌補(bǔ)自身的不足，提高資源利用率，達(dá)到最

5、大限度的節(jié)能效果，使熱水采暖系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用降到最低。 可行性 直流變頻空氣能熱泵技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)冬季環(huán)境溫度-25以上的冬季采暖、夏季制冷、全年生活熱水三聯(lián)供。但是，空氣能熱泵受到氣候條件的約束，其制熱能力隨著環(huán)境溫度的降低而衰減是目前無(wú)法解決的問(wèn)題。 要解決冬季低氣溫下的制熱效果，單靠加大系統(tǒng)中主機(jī)的數(shù)量是不行的，因?yàn)榈搅讼募?，主機(jī)設(shè)備能力很可能會(huì)大大過(guò)剩，不夠經(jīng)濟(jì)；應(yīng)用輔助電加熱是一個(gè)可取的辦法，比燃油、燃?xì)忮仩t簡(jiǎn)單可行，也適用于利用夜間低價(jià)谷電；利用排水或建筑中水、地下水的熱量，理論上是可行的，但要進(jìn)行水的匯集和處理，無(wú)形中造成系統(tǒng)復(fù)雜化、初投資的增加；利用太陽(yáng)能系統(tǒng)是一個(gè)廉價(jià)、可行的方法，

6、太陽(yáng)能是完全免費(fèi)的，在利用過(guò)程中，僅消耗水泵能耗，運(yùn)行費(fèi)用最低，所以在經(jīng)濟(jì)許可的情況下，盡可能增大太陽(yáng)集熱器的面積，以提高太陽(yáng)能的利用率。 空氣能熱泵-太陽(yáng)能系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)技術(shù)適宜供全年生活熱水、冬季供暖、夏季制冷的全年綜合利用。在實(shí)際工程中，采用新能源后，系統(tǒng)初投資較高，尤其是對(duì)太陽(yáng)集熱器，全部是增量成本，最好能全年綜合利用。例如：冬季，由空氣能熱泵和太陽(yáng)能系統(tǒng)聯(lián)合供應(yīng)末端設(shè)備供暖+生活熱水；夏季，空氣能熱泵供應(yīng)風(fēng)機(jī)盤管、毛細(xì)管網(wǎng)等末端制冷，太陽(yáng)能系統(tǒng)制熱水；在過(guò)渡季，不進(jìn)行供暖、制冷時(shí)，太陽(yáng)能主要提供生活熱水，除此之外將多余的熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)供冬季供暖。這樣的做法既可以減少空氣能熱泵的制熱輸出，提高

7、COP能效比，又可以做到太陽(yáng)能的綜合利用，避免太陽(yáng)集熱器的空曬，增加了太陽(yáng)集熱器的壽命。 系統(tǒng)應(yīng)用示意圖系統(tǒng)運(yùn)行原則 變頻空氣能熱泵與太陽(yáng)能系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行的原則是：以空氣能熱泵系統(tǒng)為主，太陽(yáng)能系統(tǒng)為輔助熱源，但在運(yùn)行控制上要優(yōu)先采用太陽(yáng)能，并加以充分利用。在供熱運(yùn)行模式下，生活熱水和室內(nèi)采暖同時(shí)運(yùn)行，優(yōu)先熱水模式；在制冷運(yùn)行模式下，生活熱水主要由太陽(yáng)能系統(tǒng)供應(yīng)，室內(nèi)空調(diào)制冷由空氣能熱泵供應(yīng)，熱泵在太陽(yáng)能制熱不足時(shí)優(yōu)先熱水模式。 系統(tǒng)運(yùn)行模式采暖季 變頻空氣能熱泵（三聯(lián)供）與太陽(yáng)能系統(tǒng)通過(guò)多功能水箱結(jié)合優(yōu)先供應(yīng)生活熱水，剩余熱量供冬季采暖（太陽(yáng)能系統(tǒng)熱源溫度需達(dá)到60以上方可輸送到多功能水箱中與熱

8、泵結(jié)合供熱水和地暖；防止太陽(yáng)能制熱效率過(guò)低而反吸收熱泵的熱量，成為一個(gè)大型的散熱器系統(tǒng)）。 由于多功能水箱有直流變頻水盒子和太陽(yáng)能兩種熱源制熱水，在陽(yáng)光充足的時(shí)候溫度上升較快，水箱溫度到50以后直流變頻水盒子由多變閥控控制轉(zhuǎn)換至緩沖水箱供暖；此時(shí)多功能水箱還一直循環(huán)儲(chǔ)存太陽(yáng)能吸收的熱量，當(dāng)溫控組件檢測(cè)到水箱里面的溫度高于設(shè)定值時(shí)（溫控組件溫度可設(shè)定在075范圍之間，考慮到水箱要保持洗澡水的溫度，建議溫控組件設(shè)定到50以上），開啟電動(dòng)二通閥，將多功能水箱內(nèi)的剩余熱量用熱泵太陽(yáng)能聯(lián)動(dòng)控制器循環(huán)到緩沖水箱中作為冬季采暖的免費(fèi)熱源。由此減少空氣能熱泵的制熱輸出，降低壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，提高COP值，節(jié)省用戶運(yùn)行費(fèi)用。 系統(tǒng)運(yùn)行模式制冷季 直流變頻.空氣能熱泵供應(yīng)用戶空調(diào)末端設(shè)備制冷，生活熱水主要由太陽(yáng)能系統(tǒng)供應(yīng)。在陰天或下雨沒(méi)有陽(yáng)光吸收的時(shí)候由直流變頻空氣能熱泵結(jié)合太陽(yáng)能一起優(yōu)先制熱，滿足生活熱水需求。在夏季