太陽能與空氣雙熱源聯(lián)合供熱水的解決方案

1、太陽能與空氣雙熱源聯(lián)合供熱水的解決方案肖香見駱名文（廣東美的商用空調(diào)設(shè)備有限公司）摘要：通過對當(dāng)前國內(nèi)各熱水制取方式的系統(tǒng)性能、安裝工藝、成本分析，總結(jié)出太陽能與空氣源聯(lián)合使用的優(yōu)點。分析現(xiàn)有太陽能與空氣雙熱源聯(lián)合熱水的現(xiàn)狀，總結(jié)太陽能與空氣雙熱源聯(lián)合熱水的系統(tǒng)設(shè)計原則，并設(shè)計出可行性較強的熱水系統(tǒng)關(guān)鍵詞：太陽能；空氣源熱泵；聯(lián)合熱水ThesolutionofsolarandairheatsourcewaterheaterXiaoXiangjianLuoMingwen（GuangdongMideaCommercialAir-conditionerEquipmentCo.,LtdAbstract

2、:Accordingtotheanalysisoftheexistingsystemforwaterheatingsystemsinperformance,installationtechniquesandcost,summeduptheairandsolarsourceswaterheatersadvestaAnalysisoftheexistingairandsolarwaterheatingcombinedtwo-heatthestatusquo,summinguptheairandsolarenergycombinedtwo-heatthehotwatersystemdesignpri

3、nciples,anddesignawaterheatingsystemwithhighfeasibility.Keywords:solarsource;airsourceheatpump;jointwaterheater1前言上世紀七十年代以來，世界能源形勢變得日益嚴峻，能源的大量消耗對環(huán)境惡化也日益加劇。今年世界各國政府也越來越重視環(huán)境保護及廢氣的排放，聯(lián)合國政府間氣候變化專業(yè)委員會第27次全體會議指出全球氣候變暖已經(jīng)成為不爭的事實，我國政府也出臺了諸多相應(yīng)的政策法規(guī)。太陽能熱水器是采用真空管和其他太陽能采集設(shè)備將太陽能轉(zhuǎn)化為水的熱能，從而將水溫升高，以滿足生活生產(chǎn)用水的要求.我國的太陽能

4、資源豐富，全國有2/3以上的地區(qū)年輻射總量大于502萬千焦/米2，并且年日照時數(shù)在2000小時以上。再者太陽能清潔安全且取之不盡、用之不竭，所以太陽能作為一種新能源被開發(fā)利用，已經(jīng)越來越被人們重視。太陽能熱水器是對太陽能熱利用經(jīng)濟高效的一種途徑。從上個世紀末開始，太陽能熱水器的產(chǎn)銷量一直在飛速上升，正在迅速地走進千家萬戶。據(jù)有關(guān)新聞報道，尤其上海，近幾年的太陽能熱水器銷售量攀升至前幾年的7倍左右。熱泵熱水技術(shù)是基于熱泵技術(shù)之上的一種熱水供應(yīng)方式，利用電能驅(qū)動將空氣中的低品位熱能轉(zhuǎn)化成60c熱水中的高品位熱能。這種方式水電分離，無廢煙廢熱排出，能效比高，具有安全環(huán)保，節(jié)約能源等優(yōu)點。國外學(xué)者對熱

5、泵熱水系統(tǒng)研究得比較早，產(chǎn)品比較成熟。我國熱泵熱水機研究應(yīng)用起步較晚，還有很多亟需提高之處，筆者根據(jù)多年的空氣源熱泵熱水機開發(fā)經(jīng)驗，旨在對家用空氣源熱泵熱水機產(chǎn)品設(shè)計做簡單的闡述。2傳統(tǒng)熱水制取方式傳統(tǒng)的熱水方式主要有以下幾種：燃油熱水爐，燃氣熱水爐，電熱水爐等，其中燃油燃氣爐污染問題，燃油、燃氣爐、 電熱水爐存在漏油漏氣漏電等安全隱患， 并且易結(jié)垢、效率低、運行費用高、需專人維護，最關(guān)鍵的缺點在于以上熱水制取方式都不節(jié)能，經(jīng)濟性差，下表是傳統(tǒng)熱水制取方式與新興熱泵熱水器的經(jīng)濟性安全性對比一體化熱泵機組項目名稱制冷熱泵制熱水單獨熱泵制熱水燃煤熱水器電熱水器燃氣熱水器燃油熱水器燃料電電煤電罐裝煤

6、氣柴油燃燒值度度16.7kW/kg3.6kW/度15.9kW/kg42.7kW/kg熱效率燃料單價元/度元/度0.7元/kg0.6元/度6.3元元/kg燃料耗量度度度0.49kg燃料總價元元元元元元獲得總能量16.75kW單位能量價格0.028元0.040元元元元0.126元/kW危險性無無大中大中污染性無無嚴重?zé)o小中噪音小小大無大大在能源緊張的當(dāng)今社會， 能效低、 安全性差的傳統(tǒng)熱水制取方式已經(jīng)不能滿足人們對高品質(zhì)熱水的需求，對新的熱水制取方式的研究迫在眉睫。太陽能熱水器和空氣源熱泵熱水器是兩個主要的新型熱水產(chǎn)品太陽能熱水器的優(yōu)點：優(yōu)點安全、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟。尤其是帶輔助電加熱功能的太陽能熱

7、水器，它是以太陽能為主，電能為輔的能源利用方式，使太陽能熱水器能全年全天候使用。使用壽命一般為15年。缺點：安裝復(fù)雜，如安裝不當(dāng)，會影響住房的外觀、質(zhì)量及城市的市容市貌；因太陽能熱水器安裝在室外，維護較麻煩?？諝庠幢脽崴鞑捎媚婵ㄖZ循環(huán)原理， 以少量的電能， 通過熱泵工質(zhì)把空氣中的低溫?zé)崮芪者M來，經(jīng)過壓縮機壓縮后成為高溫?zé)崮?，傳至水中，加熱熱水。由于使用一份電能可吸?份空氣能，從而可供應(yīng)4份熱能給加熱熱水系統(tǒng)，如使用環(huán)保型的制冷工質(zhì)，則又是一種無污染的清潔能源設(shè)備。這類熱水器由類似空調(diào)器室外機的熱泵主機和大容量承壓保溫水箱組成，安裝不受建筑物或樓層限制，使用不受氣候條件限制，既可用作家庭的

8、熱水供應(yīng)中心，也能為單位集體集中供應(yīng)熱水。熱泵熱水器與其它熱水器相比，有以下顯著特點：(1高效節(jié)能：熱泵熱水器的壓縮機每耗一度電，可產(chǎn)生相當(dāng)于電加熱消耗4度電產(chǎn)生的熱水，極大地節(jié)省了能源。目前國內(nèi)空調(diào)市場規(guī)模很大，采用壓縮式熱泵熱水器，可以和空調(diào)結(jié)合使用，在夏季合理利用冷凝廢熱制取熱水，進一步提高用能效。(2安全性：熱泵熱水器制熱過程是通過壓縮機排出的高溫高壓制冷劑氣體加熱水箱中的水，電主要用于壓縮機，制熱后的氣體通過盤管與水箱中的水交換熱量，水電完全分離，既不存在漏電隱患，也避免了電加熱管表面溫度高，易結(jié)垢并影響加熱效率的弊端，真正做到絕對安全。(3全天候：不受天氣變化影響，晴天、陰雨天、夜

9、間都能源源不斷地高效制取熱水。(4適用性強：分體式空氣源熱泵熱水系統(tǒng)使得系統(tǒng)的安裝非常靈活，裝置的控制3太陽能熱水器與熱泵熱水器的使用現(xiàn)狀太陽能與熱泵熱水機聯(lián)合使用的技術(shù)非常靈活， 系統(tǒng)形式也是多種多樣， 一般可分為太陽能驅(qū)動熱泵和太陽能輔助熱泵兩大類。太陽能驅(qū)動熱泵主要指太陽能光電和熱電驅(qū)動的壓縮式熱泵以及太陽能輻射熱直接驅(qū)動的吸收式、吸附式和化學(xué)熱泵等。太陽能輔助熱泵通常指作為太陽能熱利用系統(tǒng)輔助裝置的熱泵熱水，包括獨立輔助熱泵和以太陽能輻射作為蒸發(fā)器熱源的熱泵。太陽能輔助熱泵系統(tǒng)可分以下四大類：直膨式、串聯(lián)式、并聯(lián)式和雙熱源式。4太陽能與熱泵聯(lián)合使用的方式介紹及原則總結(jié)總結(jié)太陽能與空氣源

10、熱泵熱水機聯(lián)合使用的案例，可得出以下聯(lián)合使用原則:（1太陽能優(yōu)先原則。全國各地的太陽能資源是參差不齊的，而太陽能屬于免費的能源，因此在系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)充分利用太陽能，只要太陽能能滿足用戶的用水需求，就單開太陽能，不開啟消耗電力的熱泵熱水器（2太陽能補水原則。一旦太陽能不能滿足用戶用水需求，需開啟空起源熱泵熱水機，此時熱泵熱水機的補水應(yīng)通過太陽能補水，而不是通過自來水補水，以充分利用太陽能的水溫（3并聯(lián)供水原則。太陽能與空起源熱泵熱水機的共用儲水箱應(yīng)采用并聯(lián)，方便系統(tǒng)控制選擇使用對象（4儲水箱盡量采用開式水箱。太陽能水箱一般為開式水箱，儲水箱也采用開式水箱，可以與太陽能水箱連接，讓太陽能具備循環(huán)加熱功

11、能。5一種可行性較強的太陽能與熱泵聯(lián)合使用的系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)以上原則，我們設(shè)計了一種可行性較強的太陽能熱泵聯(lián)合使用系統(tǒng)，具系統(tǒng)圖如下：該系統(tǒng)包括包括熱泵熱水機（1）、儲水箱（2）、電磁閥（3）、太陽能熱水器（4）、電磁調(diào)節(jié)閥（5）、水泵（6）、水泵（7）系統(tǒng)控制圖如下vHz在此太陽能空氣雙熱源熱水器中， 太陽能熱水器和空氣源熱水器可根據(jù)當(dāng)?shù)靥柟庹諒姸群陀脩魺崴枨罅窟x用不同能力大小的機組。該太陽能空氣雙熱源熱水器在運行時具備以下四種運行模式：1、太陽能直接熱模式。當(dāng)太陽能水箱水溫高于用戶設(shè)定使用溫度且儲水箱水位低于用戶設(shè)定水位時，開啟電磁調(diào)節(jié)閥（5）、開啟電磁閥（3）,進入太陽能熱水器（2）直熱模式。2、太陽能循環(huán)模式。當(dāng)太陽能水箱溫度高于用戶設(shè)定使用溫度且儲水箱水位等于用戶設(shè)定水位，開啟循環(huán)泵6、開啟電磁閥（3）,進入太陽能熱水器（2）循環(huán)模式。3、熱泵直模式。當(dāng)太陽能水箱溫度低于用戶設(shè)定使用溫度且儲水箱水位低于用戶設(shè)定水位，則開啟制熱熱水器（1）直熱模式（由熱泵熱水器自身控制）4、熱泵循環(huán)模式。當(dāng)太陽能水箱溫度低于用戶設(shè)定使用溫度且儲水箱水位等于用戶設(shè)定水位，則開啟熱泵熱水器（1）循環(huán)模式（由熱泵熱水器自身控制）以上四種模式的選擇是通過感溫包采集太陽能水箱溫度、儲水箱溫度，水位開關(guān)采集儲水箱水位來判斷的。參考文獻（1徐國英，張小松，