浅谈太阳能—空气源热泵并联供热系统

摘要：文章主要是通过对太阳能空气源热泵并联供热系统的介绍，对并联系统从不同的分析角度进行详细的介绍和分析，分析了太阳能集热系统的特点以及作为辅助供热的作业流程，同时又从空气源热泵机组的特点和作为辅助作业流程的角度对系统进行了分析。结合洗浴中心浴室的太阳能空气源热泵系统进行了分析，又结合具体的工程案例对并联系统进行了简单的介绍，让设计人员对于太阳能空气源热泵并联供热系统的动态特性有深入的了解，最后对这个系统进行了简单的总结。

关键词：太阳能—空气源热泵；供热系统；系统模拟

中图分类号： TU833+.1 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

太阳能——空气源热泵是现代一种新型的空调供热技术，这种技术能够将太阳能技术以及热泵很好地结合在一起，通过两个技术的结合能够很好地解决空气源热泵在低温状态下的性能以及结霜等问题，这个系统的主要优点是节能、高效，同时由于是利用太阳能，所以在很大程度上很受人们的关注。

文章就从这个系统的优点和特性出发，结合工程的实例，具体的又结合了特定地区的太阳能空气源热泵并联供热系统在特定的时间内的运行状况，对系统进行分析最终得到了一些系统的动态热力参数，最后对这个系统进行总结分析。

二、太阳能—空气源热泵并联供热系统形式

太阳能—空气源热泵并联供热系统并不是一个直膨胀式的并联供热系统，这个系统的最大特点是利用太阳能进行工作，太阳能能够集热器以及空气源热泵通过并联的形式向采暖的地方进行持续的供热，同时能够将热器收集起来的太阳能直接的送到需要的室内，这样就能够弥补空气源热泵供热方面的严重不足，图1就是太阳能—空气源热泵并联供热系统的工作流程图：

图1太阳能—空气源热泵并联供热系统的工作原理图

以下介绍的是太阳能一空气源热泵并联供热系统的详细的作业流程：

1、首先当供给室外的环境温度在白天的时候比较高的话，太阳能—空气源热泵的供热系数一般都是比较大的，同时制热量相对较高，这样就可以使得空气源热泵能够单独的对供给房进行持续供热。

2、其次当供给室外的环境温度在夜晚或者是凌晨的时候降低的过程中，空气源热泵的作业效果就会明显的变差，这时候制热量也就会明显的下降，与此同时环境的温度不断的降低，供给房内的热负荷进一步增加，就需要由太阳能本身的储热箱承担辅助热源以及单独供热的任务。

3、太阳能—空气源热泵并联供热系统的运行模式如下：首先由供热系统的储热装置或者是空气源热泵的切换控制器发出相应的指令，由于空气源热泵一般都是在—10℃的时候出现恶化的现象，所以系统就会在整体环境的温度小于设定值—10℃的时候由控制器发出控制信号，这个时候空气源热泵就会自动的停机，太阳能储热装置开始承担系统的供热作业，反之，当空气的温度在设定值—10℃以上的时候，系统就有空气源热泵单独的进行供热再加上太阳能自身储热装置进行辅助供热，从这个作业流程就可以看出，太阳能供热在整个系统中是一直处于作业状态的，而空气源热泵供热会在特定的情况下停止作业，这也就成为了这个系统的独特之处。

4、空气源热泵辅助太阳能集热系太难过加热的运行主要由以下四种工况：

（1）太阳能集中热水系统直接对生活热水进行加热。在一些日照条件比较好的白天，系统就会按照规定的工况进行作业，这个时候太阳能热水循环泵的作业就会按照系统控制器的反应，根据太阳能集热系统的集热器和储热装置的水温进行相应控制。

（2）空气源热泵系统辅助太阳能集热系太难过进行加热的作业。在日照条件比较差的阴雨天或者是光照不足的白天，太阳能集热系统就不可能能够满足生活热水达到所需要的水温，这样太阳能集热系统的作业效果就会明显降低，这个时候水箱中的感温原件就会检测到具体的水温，一旦不足的时候就会自动的启动空气源热泵对生活热水进行加热，当水箱的水温达成标准的时候，空气源热泵机组就会自动的停止作业，再有太阳能集热装置进行继续作业。

（3）太阳能集热装置和空气源热泵并联同时对生活热水进行加热。在日照条件比较好的状态下，如果热水系统的耗热量高于太阳能集热系统的有效供热或者是太阳能集热器的数量比较少的时候，就不可能满足对于热水的需要，这个时候太阳能集热系统就会和空气源热泵机组同时进行作业，对热水系统进行供热，这个并联系统采用的是自动的温差控制循环加热的形式。

（4）空气源热泵机组对生活热水进行直接加热作业。在一些特定的季节，出现连续的雨雪天气，整个热水系统所需要的热量将会完全由空气源热泵系统进行提供，这种情况下，太阳能集热系统就会处于待机的状态下，并联热泵机组就会有空气源热泵系统单独的进行系统加热作业。

三、空气源热泵机组作为辅助热源

当前来说，市场上出现的空气源热泵一般额定的作业状况下的能效比是3：5，在一些比较适用的环境温度范围中，COP的值会伴随着温度的升高逐渐的升高，和电能等其他的传统辅助能源相比的话，节能的效果更加的明显。

1、太阳能集热系统和空气源热泵并联能够实现优势互补

太阳能集热系统最大的特点，也是这个系统的优点就是白天能够在光照充足的时候，保证整个系统的运行成本接近零，所以在一些太阳能比较丰富的地区，人们会将太阳能作为热水生产的主要能源，这都是由于太阳能的优势所带来的福利，但是系统的最大缺点就在于受环境的影响过于大，一旦天气条件（主要是光照）或者是屋面能够防止的太阳能集热器的面积受限制的时候，就只能够依靠辅的热源进行加热，所以这个系统在很大程度上受到了环境因素的影响。

2、空气源热泵系统作为辅助热源的适用范围介绍

空气源热泵作为对太阳能集热系统的辅助热源，最大的特点就是能够弥补常规状态下太阳能集热系统的主要缺陷，同时空气源热泵系统自身和太阳能一样，都具有节能型，所以空气源热泵作为一个辅的加热系统装置非常适合在太阳能丰富的地区进行作业，能够在充分利用优势地区太阳能资源的条件下，最大程度的实现全天候的并联供热，比如一些酒店、医院的病房等条件地区都需要进行全天候的热水供应，同时对于一些夜间热水的用水量比较大的地区都是一个绝佳的选择。

四、洗浴中心浴室使用太阳能空气源热泵分析

洗浴中心的太阳能空气源热泵是一种特殊的能够从外界的环境（包括空气、土壤以及水）中获得低位热能的系统，通过热泵系统做功，进而输出高位的热能，也是一种节能环保清洁的热水设备，是目前全球范围内都普遍关注的新型能源技术。

五、具体工程案例的结合

海口的某项工程使用这种技术，太阳能集热系统部分使用的是真空管的集热器加上承压储热罐进行直接的热水供应，空气源热泵机组使用直热式的加热机组形式，设计的热水日用量要求是170m³，最大时候的用水量是16.5m³/h,冷水的计算温度是16℃，热水的计算温度是60℃，系统那个设计的每小时的耗热量是1000kw左右。

1、太阳能储热装置的容积

根据海口市的设计情况，太阳能集热装置的集热部分是进行直接加热和热水直接供应的方式，太阳能储热装置只是作为太阳能集热系统自身储热的需要，所以它的容积可以按照集热系统自身每天的平均产水量进行确定，这里具体是6m³。

2、太阳能集热器的安装

按照采光的面积进行安装，每一个系统都放置在特定的位置按照并联或者是串联的方式进行放置，每个系统又组成一个集热器的阵势进行作业，最后出现的热水都会直接的进入到太阳能储热装置中。太阳能即热系统循环泵的选型中，循环水泵的选型将会依据系统所需要克服的具体阻力进行确定。

五、结论

文章对太阳能—空气源热泵并联系统进行了不同方向的介绍，一方面是太阳能集热装置作为辅助，另一方面是空气源热泵机组进行辅助，主要的是空气源热泵机组进行辅助系统运行，从并联系统中两者的优点不难看出，这个系统充分利用的清洁能源，是值得推广使用的供热系统。

参考文献：

[1]刘德彧,高建岭,王晓纯;水源热泵节能原理与系统设计[J]北方工业大学学报;2009年01期

[2]李健;罗浩.太阳能—地源热泵三联供户式中央空调技术[J];能源与环境;2010年06期

[3]张喜明,白莉等.太阳能热泵供热水系统的实验研究[J].节能技术，2010，21

[4]王志毅;李加乐;郑东;;室外换热器改进以改善热泵空调冬季结霜的方法[A];全国纺织空调除尘新技术、新设备、新成果研讨会论文集[C];2009年

[5]张震;张超;周光辉;许肖飞;;地下水源热泵系统换热器匹配性研究[J];低温与超导;2010年03期