空气源热泵作为太阳能热水系统辅助热源初探
浅谈太阳能—空气源热泵并联供热系统
浅谈太阳能—空气源热泵并联供热系统
作者：王玉芳
来源：《城市建设理论研究》2013年第22期
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：
兰州太阳能热水系统使用空气源热泵为辅助热源的项目解析
甘
肃
科
技
第２ ９ 卷
月份
太阳能提升温度 热泵需提升温度
（ ） （ ℃）
６ ｔ 水需补充热量 热泵需工作时间
（ ｋ ｅ ａ １ ） （ ｈ ）
热泵 日 耗电量
（ ｋ Ｗ・ ｈ ）
３ ． ２ 辅助热 源 采用 电加 热运 行费 用见 表 ６ 、 ７
作辅助热源部分直接分析对 比） 。
４ 结语
１ ） 太 阳能 热 水 系 统 在 兰州 地 区有 很 好 的 利 用
２ ９ ０ ０ ０元 ；
３ ） 无其他能源的条件下， 在兰州地 区单一利用
空气 源 热泵制 热水可 行 ， 节 能效 果 很 明显 。
参考文献：
［ １ ］ Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ３ ８ ８ ９— ２ ０ ０ ９ ， 家用 空气源 热泵辅 助型 太 阳能热
对 比得出利用空气源热泵相对利用 电加热作为 辅助热源 １ 年多 即可收 回增加部分费用 。（ 本文只
表 ６ 辅助热 源电加热 日耗电量
４ 、 ５ … ６ ７ ８ （ ５个 月） ３ 、 ９ 、 １ ０ （ ３ 个月） １ 、 ２ 、 １ １ 、 １ ２ （ ４个 月）
１ ５ ０
９ Ｏ １ ２ ０ ３ ６ ｏ
３ ３ ０ ｏ
３ ９ ６ ｏ １ ３ １ ７ ６ ２ ９ ６ ６ ４ ４ ６ ８ ０ ０
太阳能热水系统与空气源热泵的组合设计
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Ｊ垮 贾 泵 掺球 频 组
４ ２ 系统控 制方式 ．
热承潮
屋顶设太阳能集热板 、 热水箱和空气源热 泵机组 ， 回水循 环泵设在 ｌ 层设备房内。太 阳能集热储热水箱和 集热 器间设
蒜
集热循环泵 ，循环泵的启停 由集热器 出水 口温度与热水箱 内 温度差控制 ， 当温 差达到 ８ ＂ Ｃ时启泵 ， 当温差达到 ２ ＂ Ｃ时停泵 ； 太 阳能集热储热水箱和空气源热泵间设换热循环泵 ，循环 泵
章霞芳
ｆ 上海联创建筑设计有限公 司 ， 上海 ２ ０ ２） ０ １０
Ｚ ＨＡＮＧ ￣ｆｎ Ｘｉ ａ ｇ
（ｈ ｎｈ ｉ ｎ ｅ Ｄ ｓ ｎ ｒｕ ， ｈ ｎ ａ ２ ０ ２ ， ｈ ａ Ｓ ａ ｇ ａ Ｕ ｉ ｄ ｅｉ Ｇ ｏ ｐ Ｓ ａ ｇ ｉ ０ １０ Ｃ ｉ ） ｔ ｇ ｈ ｎ
低温空气源热泵及辅助热源复合系统在高原地区医院建筑 的应用
低温空气源热泵及辅助热源复合系统在高原地区医院建筑的应用
随着我国经济的快速发展，各地医院建筑也在不断地涌现，而高原地区医院建筑的特殊性给建筑能源供暖系统的设计和施工带来了一定的压力。高原地区因为气候寒冷，大部分时间气温较低，需求供暖量大，因此医院建筑的供暖系统需要具备高效、环保、节能的特点。低温空气源热泵及辅助热源复合系统在高原地区医院建筑的应用，正是一个能够满足这一需求的新型供暖系统，该系统通过充分利用空气中的低温能源和辅助热源，实现了医院建筑的高效供暖。
低温空气源热泵是一种通过从外界空气中吸收热量，再通过压缩升温供暖的系统。在高原地区，即使在寒冷的冬天，空气中的温度仍然能够提供一定的热能，因此低温空气源热泵可以有效利用这一热能资源，实现供暖的需求。而且，相比传统的供暖系统，低温空气源热泵具有体积小、建设方便、能源利用效率高等特点，更适合高原地区医院建筑的供暖需求。
低温空气源热泵在供暖过程中，可以结合辅助热源进行供暖，从而提高供暖效果。在高原地区，由于气温较低，单独使用低温空气源热泵供暖可能会存在一定的不足，因此需要结合辅助热源进行供暖。常见的辅助热源包括太阳能热水、电能热水、燃气锅炉等，通过与低温空气源热泵组合使用，可以充分利用各种能源资源，提高供暖效果，降低能源消耗，达到节能环保的目的。
低温空气源热泵及辅助热源复合系统在高原地区医院建筑中的应用，还具有一定的经济优势。低温空气源热泵及辅助热源复合系统的建设成本相对较低，而且在使用过程中能源消耗也比较低，可以有效减少医院建筑的运行成本。该系统还可以根据医院建筑的实际需求进行灵活配置，满足不同建筑空间的供暖需求，提高了供暖系统的灵活性和适用性。
热泵+太阳能热水系统的工程设计与经济分析
ａ ｎ ｄ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｅｎ ｍ ｔ ｌ ａ ｂ ｅ ｎ ｅ ｉｔ ｆ ｓ ．
Ｋｅ ｙ ｗ ｏｒ ｄｓ： ａ ｉ ｒ ｓ ｏ ｕｒ ｃ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｐ ｕ ｍｐ； ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ａ ｒ ｅ ａ ； ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ； ｒ ｕ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｓ ｔ ｓ
ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ｈ ｏ ｔ ｗ ｔ ａ ｅ ５ ｉ ｓ ｏ ｎ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｅ ｎ ｅ ｒ ｙ ｇ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｔ ａ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｙ ｅ ｒｓ ａ ． Ｓ ｔ ｕ ｅｎ ｄ ｔ ｓ ’Ｂ ｔｈ ａ ｒ ｏ ｏ ｍ ｏ ｆ Ｈｕ ａ ｉ ｈ ａ ｉ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｆ ｏ
１ ＇ ｈ ｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｉ ｅｉ ｎ ｐ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｅｓ ｄ ｉ ｇ ｎ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｈ ｏ ｔ ｗ ｔ ａ ｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｒｅ ａ ｅ ｘ ｐ ｏ ｕ ｎ ｄ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｅ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｉ ｔ ｉ ｌ ａ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔｉ ａ ｎ ｇ
太阳能辅助热源地源热泵系统初探
３ 太阳能一 地源热 泵空调 系统 的运行 方式
太 阳能作为辅助热源 ， 与地源热泵联合运行 时 ，
器温度 的辅助热源 。如 ２图所示 ， 在串联系统 中， 太 阳能采集到的热量 ， 储存于蓄热水箱中 ， 然后蓄热水 箱的热水 ， 进入蒸发器或者地下换热器 ， 提高蒸发器 的蒸发温度 ， 从而提高整个热力系统 的 Ｃ Ｐ值。从 Ｏ
可再生能源的开发利用 ，可 以逐步改善 以煤炭为主 致 的缺 点 ， 是 土 壤 源热 泵 的优 点 ； 正 同时对 土 壤 源 的能源结构 ，促进常规能源资源更加合理有效地利 热泵 ， 由于太 阳能的加 入 ， 也 便可实 现间歇运行 ， 使 用， 缓解与 能源相关 的环境污染 问题 ， 中国能源 、 土壤源热泵性 能系数得 以提高。 使 经济与环境的发展相互协调 ， 实现可持续发展。 在 太 阳能 一土 壤 源 热泵 的设 计 中 ，需 考 虑 太 阳
全部依靠太阳能的示范建筑物 ，国内也在积极研究 所示 。此系统是将太 阳能供热系统和地源热泵系统 交替 使 用 。当太 阳能集 热器 的温度 较高 ， 以将 集热 可 之中。 器的热量转移到地下贮存 ，这样即可使土壤温度场 得 以较快 地 恢 复 ， 可 提高 集 热效 率 ； 又 当太 阳能供 热 ２ 太 阳能作 为辅助热源 的必要性 和可行性 系统 不 能 满 足 建 筑 物 需 求 （ 阴天 或 夜 问 ）则 可 采 用 ， 地 源 热泵 系统供 热 。并 联 系统 主要 用 于 地 下水 温 度
新疆地区太阳能热水系统辅助热源选型及效益研究
2021年第4期（总第49卷第362期) N o.4 in 2021(Total V ol.49,N o. 362)建筑节能（中英文）
Journal of BEE
■吋再生能源利用
Renewable Energy
d oi：10.3969/j.issn.2096-9422.2021.04.020
新疆地区太阳能热水系统辅助热源选型及效益研究
孙洪鹏，张广智，李晓萍，陈晨，李以通
(中国建筑科学研究院天津分院，天津300384)
摘要：新疆地区太阳能资源丰富，具备太阳能热水系统的广泛应用推广的自然条件。但由于该地区 冬夏两季气候分明，冬季采暖日长，阴雪大雾天气多的气候特性，必须将当地太阳能热水系统
合理结合辅助热源使用以确保在极端天气下系统正常的供热效果。常见的辅助热源系统形
式包含了电加热、燃气加热以及热泵系统等。因此，基于我国目前较为成熟的太阳能热水技
术体系，通过系统形式适用性分析和节能效益分析对适用于新疆地区太阳能热水系统的辅助
热源系统进行研究。
关键词：新疆地区；可再生能源；太阳能热水系统；辅助热源系统
中图分类号：TU201 文献标志码：A文章编号：2096-9422(2021 )04冶107-04
Type Selection and Benefit Research of Solar Hot Water Auxiliary Heat
Source System in Xinjiang
SUN Hong-peng, ZHANG Guang-zhi, LI Xiao-ping, CHEN Chen, LI Yi-tong
太阳能—空气源热泵热水系统运行特性及优化研究
太阳能—空气源热泵热水系统运行特性及优化研究
摘要：作为新能源热水器的两大主力，太阳能与空气源热泵行业有着各自的优势。空气源热泵与太阳能集热装置联合供应热水的系统可满足夏热冬冷地区户用
热水供应的稳定性同时保证较高的能源利用效率和较好的环境效益。本文对太阳能—空气源热泵热水系统作了简要分析，以供参考。
关键词：太阳能—空气源热泵热水系统运行特性及优化研究
引言
随着能源和环境问题日益严峻，太阳能作为一种无污染、易获取、不枯竭的
能源，已被广泛应用于热水、采暖、制冷、电力等多个领域。其中，利用太阳能
制热水具有节能、环保、经济等优势，已成为最常见的制热水方式。但其使用性
能完全受天气影响，光照不足时，需配备辅助热源以保证热水供应需求。空气源
热泵的工作原理是逆卡诺循环，利用少量高品位能源作为驱动能源，从空气中高
效吸取低品位热能，将其传输给热水。太阳能制热系统和空气源热泵有机结合可
弥补后者的不足，实现全天候连续稳定供水。
1.太阳能—空气源热泵热水系统原理
空气源热泵辅助太阳能热水系统采用太阳能光热利用制备热水并蓄积在集热
水箱，依据集热水箱水温、太阳能集热板进出口水温之间大小关系来决定太阳能
集热系统的运行模式；同时，集热水箱与供（热）水水箱之间保持循环，而空气
源热泵的启闭和运行模式取决于来自供（热）水箱的供热水温是否达到要求的设
定温度，即确保整个热水系统供水的可靠性。太阳能-空气源热泵热水系统充分利用了清洁的可再生太阳能资源，又弥补了太阳能作为单一热源时受天气影响而产
生的间断性缺陷；而空气源热泵也是一种高效节能的机组，它应用逆卡诺循环原
太阳能和空气源热泵组合热水系统应用分析
太阳能和空气源热泵组合热水系统应用分析
摘要：太阳能、空气能作为可再生能源,在建筑节能中越来越受到人们的重视。
在分析两类能源各自优缺点的基础上,指出了太阳能-空气源热泵组合热水系统在
热水稳定供应及节能环保方面的优势。通过实例进一步分析了技术经济性,结果表
明太阳能-空气源热泵组合热水系统在经济性和节能性方面均优于常规热水器,值
得大力推广使用。分析其可行性与产生的社会经济价值，探讨该领域潜在的建筑
节能空间。
关键词：太阳能；空气源热泵；集中热水系统；建筑节能
近年来，我国经济一直保持着较快的增长速度，与此同时，能源紧张的矛盾
也日益突出。我国能源相对稀缺，人均能源资源量远低于世界平均水平。另一方面，能源工业技术水平低、能耗高、能源利用率低又加剧了国内能源紧张的局面[1]。目前，我国现有建筑中95%达不到节能标准，建造和使用建筑直接、间接消
耗的能源已经占到全社会总能耗的46.7%[2]。为缓解当前能源危机，节能减排、
开发利用新能源日益受到人们的重视。
1太阳能在建筑热水系统中的应用
传统的建筑热水系统供热方式主要有燃煤锅炉加热、燃气锅炉加热、燃油锅
炉加热、电加热等。这些供热方式消耗的均为不可再生能源，且存在利用效率低、燃烧不完全、热损失较大等缺点，因此，不仅造成巨大的能源浪费，在使用过程
中排放的氮氧化物、CO2和SO2等废气也对环境造成了巨大的危害。在这种形势下，探索一些新型可再生、无污染的清洁替代能源成为必然趋势。太阳能热水系
统可分为集中太阳能热水系统和分散太阳能热水系统。常用集中太阳能热水系统
包括直流式系统、自然循环直接加热系统、强制循环直接加热系统、强制循环间
空气源热泵辅助太阳能热水系统在江淮地区的应用潜力研究
能 一 源
府
一
空 气 源热 泵 辅助 太 阳能 热 水 系统 在 江 淮地 区的 应 用潜力研 究
彭娇 娇 ｌ 刘 光远 ２ 从 卫 民 ３ 郑 爱青 ３
（ １扬 州 大 学 环 境科 学 与 工程 学 院
２扬 州 大 学 能 源 与动 力 工程 学 院 江 苏扬 州 ２ ５ ２ ２ １７ ２３０ ） ２ ０ １
关 键 词 太 阳能 热 水 空 气 源 热 泵 推 广 应 用
中图分类号 ：Ｋ １ Ｔ ５５
文献标 识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ２ ９ ６ （０ ００ — ０ ２ ０ １ ７ — ０ ４２ １ ）３ ０ ４ — ３
迫 循 环 式 ； 据 换 热 器 （ 泵 冷 凝 器 ） 于贮 水 箱 内 还 是 热 泵 根 热 置 机 壳 内 又 可 分 为 内置 式 换 热 器 和 外 置 式 换 热 器 ： 据 水 箱 ２根 ＿ 的 个 数 可 以 分 为 单 水 箱 系 统 和 双水 箱 系 统 ． １所 示 即 为 太 图 阳 能 强 制 循 环 外 置 式 换 热 器 双 水 箱 系 统
太阳能辅助热源分析
太阳能热水工程辅助热源分析
太阳能热水工程目前被广泛使用，节能环保。但是遇到阴雨、雪天，需要其它能源补充，这也是太阳能热水的天然缺陷，目前解决方法有二种，分别是：电加热、空气源热泵加热机组（近几年的新型产品）。
一、我们就两种补充加热方式进行分析如下：
①电加热管式（或称电锅炉）加热方式：
此产品是电阻丝加热，产品在工厂生产出来电加热器直接插入水箱加热或者是电锅炉的形式，体外循环加热。
优点是投资成本低，缺点是产品质量不稳定，工作环境差（水垢影响），换热效果不好，寿命短，不节能。例如：输入功率10千瓦，输出功率约9.5千瓦，cop值0.95，加热时间长，在实际工程施工时，需要考虑加大电加热功率，才能满足短时间升温补热的要求。
②空气源热泵热水机组加热方式：
目前热泵机组的产品质量非常稳定（经过十几年的市场使用），近几年热泵产品工作环境能做到-25℃寒冷地区正常使用，节能效果明显，cop值夏季可以达到8，冬季-25℃环境下（晴天）可以达到2，夜间也能达到1.6左右。例如：热泵输入功率10千瓦，夏季可以输出80千瓦的热能，冬季可以输出40千瓦--20千瓦的热能。热泵热水机组是由空气中吸收热能，再由压缩机把温度提升到50℃以上，输
送到循环水箱，达到加热生活热水的目的。
二、能耗分析，10吨水为例：
①电加热：380V，加热功率约50kw，10kw加热器×5支
加热时间约为10个小时，可以把10吨水由15℃（自
然温度）升高到55℃，升温目标是40℃，电耗为500
度电量。
②空气源热泵机组：380V，输入功率8.2kw，输出功率36kw（冬
热泵与太阳能复合热水系统性能分析
１ 热 泵形 式的选 择
１１ 空气 源 热 泵 与 太 阳 能 复合 热 水 系统 ．
定面积
图１ 为采用空气源热泵作 为太 阳能热水系统辅助热源情况 ，与太阳 能热水系统并联连接 。空气源热泵在 我国有着相当广泛的应用 ，其安 装 、设计、运行管理都有许多成熟 的方法。但是空气源热泵往往存在着 热泵供热量与建筑物需热量之间的供需矛盾。随着室外气温的降低 ，热 泵 的制热量也相应的降低 ，而此时人们却需要更 多的热量。空气源热泵 在冬季运行时会结霜 ，所 以必须采取～定的除霜措施以保证空气源热泵 的性能稀疏 与可靠性。如果室外温度过低 ，空气源热泵的运行工况恶化 比较严重 ，其节能效果就无从体现 。
蒸
发 嚣
图３集热面积计算流程图 虽然系统 中集热器的面积越大 ，系统的运行费用会越低 ，但这样会 使初投资增加很多 ，并且很多建筑物并不具备足够大的安装空间。所以 从经济性和适用性角度出发 ，在光照充足的大部分时间内，太阳能集热 器接 收来的能量能够满足用户热水需求 ，即太阳能加热水温５ ℃以上 ， ５ 热泵机组在此期间不需要启动。 面积计算流程 图如 图３ 所示 。计算条件 ：平板集 热器结构吗 ，双层 玻璃盖板 ，铝板 （ ０ Ｗ／ ． ２ １ ｍ２ Ｋ），吸热板厚度 ｍ ＝ ． ０ ８ ，镀锌铁管 Ｏ ０３ ｍ ０ （３ ｍ ． ６ Ｗ／ ２ Ｋ），管径Ｄ ０ １５ 管 中心 间距ｗ＝ ． ｍ ＝ ． ２ ｍ， ０ ０１ 。水箱 、集热器 ５ 有保温 。计算得 ： 集热器总热损失 系数ｕ ＝ ． ｍ ． ，热转移 因子Ｆ ＝ ． ２ ｚ ４ ｗ／ Ｋ ｒ Ｏ８ 。广州某宾馆 ，共６ ． ５ 层，每层２ 间房 ，每 间房平均住１２ Ｏ — 人，用水定 额 １０ ５ 人，２ ｈ ４供应热水 ，用户需要水温５ ％ ，已知广州年气象参数 ， ５ 最终集热面积Ｉ２ Ｏ ｍ￣ ｒ ＯＯ 。 ／ ｘ
一种新型的太阳能——空气源复合热泵热水器系统
一
种新型 的太 阳能一 空气源复合热泵热水器 系统
王 军 军
（ 青岛香根温泉置业有限公司 青岛
【 摘
２６０ ） Biblioteka Baidu１０
要 】 基 于太阳能热利用技术 、空气源热 泵热水器理论 ，介绍 了一种将 太阳能与空气源相结合 的双热源
热泵热水器 系统 。该系统可充分利用太 阳能加热生活用热水 ，辅 以空气源 热泵 来满足太阳辐射照
第 ２ 卷 第 ４期 ５ ２ １ 年 ８月 ０１
制 冷 与 空 调
Ｒｅｒｇ ｒｔｏ ｎ ｒ ｎ ｉ ｏ ｉ ｇ ｆｉ ｅ ａｉ ｎ ａ ｄＡｉ Ｃｏ ｄ ｔ ｎ ｎ ｉ
Ｖｌ ．５ ＮＯ． ０ ２ １ ４ Ａｕｇ． ０１ ． ５￣ ３ ７ ２ ３６ １ ６
文章编号：１７ ．６ ２ （０ １ ４３ ５０ ６ １６ １ ２ １ ）０ －６ —３
流 经该 辅助 换热 器 ， 与将进 入 蒸发器 的室外 空气 进
行 热量 交换 提 高其温 度 ， 从而 使制冷 剂 在相 对较 高 的环境 里蒸 发 吸热 ，提 高 了蒸发 温度 ，改善 了压 缩
机 的工 作状 况 。 与 普通 的 空气源 热泵 相 比较 ， 阳能辅 助加 热 太
１ ． 集热器 ；２蒸发器 ；３压缩机；４冷凝器；５膨胀 阀； ． ． ． ．
家用 太 阳能热 水器 ，安装 在建 筑 的屋面 ， 重 力产 靠
空气源热泵与太阳能联合供暖系统分析
空气源热泵与太阳能联合供暖系统分析
摘要：以我国北方典型城市天津为例，提出了一种空气源热泵与太阳能联合供
暖系统形式。以天津地区某典型住宅为例，分析了该住宅采暖季的所需热负荷。
结果表明热泵机组具有较好的运行性能，但太阳能贡献率偏低。
关键词：空气源热泵；联合供暖；蓄热水箱
引言
随着近几年全国各地雾霾现象频发，煤改电已成为北方采暖发展趋势，关注
低碳能源的开发与利用，如何有效利用更清洁的能源将是解决能源与环保难题的
重要手段。常规太阳能供暖系统易受气候影响，不能全天运行。近几年流行的空
气源热泵作为一种高效节能装置，将其与太阳能供暖系统有机结合起来，可弥补
太阳能供热的不足。
本文针对天津地区典型住宅，综合近50年天津地区局地气候变化特征，提出一种太阳能与空气源热泵联合的供暖系统，将二者有机结合起来并利用蓄热水箱
的储热作用，提出一种适用于寒冷地区供暖的系统形式——空气源热泵与太阳能
联合供暖系统。
相比单一的冷热源系统，空气源热泵与太阳能联合供暖系统能够实现太阳能、空气能的优势互补。太阳能集热器对于蓄热水箱的季节性蓄热，减小了空气源热
泵机组在冬季的运行时间，节约能源。空气源热泵机组在阴天时对蓄热水箱的蓄
热功能，保障了用户一年四季的供暖需求。并且，空气源热泵能够从空气中吸取
热量，大大减少了太阳能集热器以及蓄热水箱的体积，降低了太阳能集热器的初
投资费用。太阳能集热器的使用，增加了空气源热泵的换热效率，解决了空气源
热泵在低温环境下中容易结霜的难题，二者有机结合使得煤改电的策略得以顺利
进行。
1 系统构成
如图 1，为空气源热泵-太阳能联合供暖系统示意图，其中包括：热泵机组，
浅谈太阳能—空气源热泵并联供热系统
浅谈太阳能—空气源热泵并联供热系统
发表时间：2018-09-03T09:15:51.193Z 来源：《红地产》2017年9月作者：田世成
[导读] 本文章就太阳能 - 空气源热泵并联供热系统的工作原理及特点进行阐述，并对系统进行分类研究，同时针对具体案例进行分析，以期通过本文的研究和论述，为我国太阳能供热利用发展提供有价值的理论参考。
太阳能供热系统在我国太阳能资源丰富的地区得到了广泛应用。在日光充足条件下，整个系统的运行费用几乎为零，且环保无污染。但常规太阳能供热系统易受气候影响，当天气条件不利时，只能依靠辅助热源进行加热。空气源热泵以环境空气作为低温热源，具有系统简单、热效率高等优点。以空气源热泵辅助太阳能供热系统，可以弥补常规太阳能供热系统的缺陷。
1.太阳能 - 空气源热泵供热系统的工作原理及特点
1.1 太阳能 - 空气源热泵供热系统简介
太阳能 + 空气源热泵供热系统，针对晴天情况下能满足正常供热供应而配置真空管太阳能集热器数量（阴雨天或日照不足的情况下通过空气源热泵进行辅助加热）。为保证系统在冬季最不利的情况下仍能满足供热的正常供应，系统配备空气源热泵进行辅助加热，克服电加热能耗存在的缺陷。
1.2 工作原理
太阳能 - 空气源热泵供热系统的运行主要有以下四种工况：
（1）太阳能集热系统直接加热生活供热。在日照充足的白天，系统按此工况工作，此时太阳能供热循环泵的工作由系统控制器根据太阳能集热器和太阳能储热罐水温进行控制。
（2）空气源热泵辅助太阳能集热系统加热生活供热。当阴雨天或光照不足，太阳能集热系统不足以使生活供热箱温度达到设计水温时，水箱感温元件检测水温启动空气源热泵供热机组加热，当水箱水温达到设定值时，空气源热泵供热机组自动关闭。
太阳能热泵技术在暖通空调中的应用
试析太阳能热泵技术在暖通空调中的应用
摘要：本文首先介绍了太阳能热泵技术的意义及技术特性，然后阐述了太阳能热泵技术在暖通空调中的应用，最后探讨了太阳能热泵供热技术的实践与问题。
关键词：太阳能；热泵技术；应用
中图分类号：tk511 文献标识码：a 文章编号：
太阳能热泵具有高效节能、应用面广的特点，可以在地理环境迥异的地区得到推广应用。我国地大物博，一些地区光照条件差，传统的太阳能供热系统给并不能满足人们日常生活的供热需求，而太阳能热泵技术很好地解决了这一问题。太阳能热泵也因此特点受到了越来越多的关注，不仅美国等发达国家，发展中国家也开始研究太阳能热泵系统的推广应用。
一、太阳能热泵技术的意义
太阳能热泵技术就是利用太阳能与浅层地能，综合利用这些可再生能源实现对建筑物的温度调节。太阳能热泵使得太阳能与浅层地能相辅相成，在采用电能作为运行系统的初始能源的基础上，使得持续地调控建筑物温度的目的得以实现。太阳能热泵技术克服了太阳能的固有缺陷，使得对太阳能的利用效率更高，实现了太阳能的广泛应用。太阳能热泵具有高效节能的特点，并且能够实现零污染，应用范围突破了太阳能热水器的狭小范围，采用智能控制系统，使整个系统的运行保持最佳状态，实现最大限度的节能。目前，在太阳能资源丰富的地区，太阳能热水系统的应用已较为普及。但受气
候条件、季节的影响，单一太阳能供热的太阳能热水系统不能全天候稳定运行。为实现太阳能热水系统的全天候运行，需配置辅助热源。热泵是太阳能热水系统理想的辅助热源之一，当太阳辐射强度不足时，使用空气源热泵空气辅助供热，可弥补因日照因素不足而产生的不便．但在北方严寒地区，当空气源热泵机组在冬季运行时，若换热盘管温度低于空气露点温度时，盘管表面将结霜，制热性能急剧下降。因而，在该类地区通常以太阳能集热系统制取的低温热水为热泵的低温热源，采用热泵机组制热。可见，合理利用热泵进行太阳能热水系统的辅助供热，可实现太阳能热水系统的全天候运行。
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空气源热泵作为太阳能热水系统辅助热源初探
摘要空气源热泵作为太阳能热水系统辅助热源，弥补了常规太阳能热水系统的缺陷，特别适用于充分利用太阳能的前提下，仍然需要大量使用辅助热源的太阳能热水系统。两者有机结合，既可充分利用太阳能，又可节约辅助能源，最大限度降低运行成本，节省费用。
关键词空气源热泵太阳能辅助热源集热容积储热容积
中图分类号：tk511 文献标识码：a 文章编号：
1简介
空气能热泵热水机是继电、燃气、太阳能后的第四代热水器，用一度电可以获取4度电产生的热量，是一种非常高效节能的新型产品。
如果全国25%的家庭换用热泵热水机，一年就可节约电能约1420亿千瓦时（三峡电站2008年发电量才808亿千瓦时，相当于为国家建立了一个半的三峡电站；相当于节约了1730万吨标准煤；减少二氧化碳排放3690万吨，减少二氧化硫排放14.7万吨。
空气能热泵热水器以电能为工作能源，热源来自空气中热能，不存在任何污染；运行过程中水电完全隔离，靠铜管导热，使用绝对安全；工作过程主要热量由空气中取得，同时电热能也转换为热量，因此它加热同样体积热水所需费用非常低。
2优点
太阳能集热系统的最大优势在于，在日照充足条件下，整个系统
运行成本几乎为零，这也是在太阳能比较丰富的地区以太阳能作为生产热水主要能源的重要原因。其缺点在于，当天气条件不利（如光照不足、夜间等情况）或者屋面可放置集热器面积有限时，只能依靠辅助热源进行加热。
空气源热泵热水机组与太阳能集热系统相比，最大优势在于只要室外环境温度在机组运行范围内（-10～50℃）就可以全天候直供热水，弥补了太阳能本身存在的缺陷；同时在相同条件下，机组占地面积远小于太阳能集热板的占地面积。
可见，空气源热泵作为太阳能集中热水系统辅助热源最大特点是，弥补了常规太阳能热水系统的缺陷，且其本身具有节能性。因此，将空气源热泵作为太阳能集中热水系统辅助加热系统特别适用于太阳能较丰富、年平均气温在20～30℃地区，在充分利用太阳能的前提下，仍然需要大量使用辅助热源的太阳能热水系统，如酒店、病房楼等需要24小时热水供应，且夜间热水用水量较大的建筑热水系统。两者有机结合，既可充分利用太阳能，又可节约辅助能源，最大限度降低运行成本，节省费用。
3系统原理
（1）太阳能定温放水功能，太阳能产生的热水可以随时利用。（2）水箱水满温差循环功能，充分利用太阳能。
（3）热泵加热联动功能，根据太阳能产水标准或用户设定标准启闭辅助加热。达到优先、充分利用太阳能前提下，在设定时间段
内储热水箱缺水、集热水箱低温时启闭辅助加热，保证热水供应。（4）热水供水管道供水时间段内水温自动温控循环功能，保证供水管路恒温，降低系统热损。
（5）温控自动防冻功能，根据管路温度自动启闭防冻功能，以保证系统的安全。
（6）集热水箱水温达到设定温度，储热水箱未满水时，启闭集热水箱向储热水箱循环泵泵水，集热水箱缺水或储热水箱满水时停止。
（7）设定时间段内储热水箱缺水，若集热水箱也缺水，启闭补水电磁阀补水，直到满水为止；若集热水箱满水但低温，启闭辅助加热空气源热泵进行循环加热，达到设定温度时停止加热，启闭集热水箱向储水箱补水的循环泵。
（8）储热水箱低温，同时启闭集热水箱向储热水箱补水循环泵和储热水箱向集热水箱循环泵，进行对等循环热交换，若集热水箱低温，同时也启闭辅助加热循环泵，直到储热水箱水温达到设定温度。
（9）环境温度低时，启闭太阳能循环泵。
4工程实例
以宜昌某酒店的太阳能集中热水系统为例：
设计系统日用热水量10，最大时用水量为1/h，热水计算温度55 ℃，冷水计算温度15℃。
4.1太阳能集热系统设计
太阳能集热系统日均产水量
据资料查得宜昌市太阳能集热器采光面上的年平均日太阳辐射量＝10.900mj/㎡；太阳保证率f以0.8计；设计安装太阳能集热器面积ac＝108㎡，集热器年平均集热效率，＝0.5；管路及贮水箱热损失率，＝0.2。则日均产水量为q==3.5(/d)
太阳能集热水箱容积
本系统中，太阳能集热水箱仅作为太阳能本身储热使用，其容积可按集热系统日均产水量确定，即为3.5。
太阳能热水循环泵选型
太阳能集热系统循环流量q=0.02×108=2.16(l/s)。循环水泵的扬程依据所需克服的系统阻力确定。
4.2 空气源热泵辅助加热系统设计
在本工程设计中，最不利状况下，全天热水均由空气源热泵机组生产热水，即每小时产水量为10/24=0.42(/h)。查得某品牌某型号直热式空气源热泵机组的输出制热功率为4530w。则所需该型号空气源热泵机组的台数
保温热水箱容积
该酒店实行全日供热水，保温水箱作为整个系统的供水箱，可按最高日热水用量来确定，即v=10。
热水箱循环泵选型
热水箱循环泵的流量可按每小时讲热水箱内的热水循环2～4次
来确定，本系统按1小时循环2次设计，则循环流量1/0.5=2(/h)。循环水泵的扬程依据所需克服的系统阻力确定。
5配置说明
系统运行的经济合理性：考虑到不同季节热水需求的变化及热泵机组在不同季节运行的特点，减少加热能耗，提高系统运行的可靠性和安全性，适应不同用水需求的能力，采用高效热泵机组循环加热的热水系统优化设计方案，，达到节约日常运行费用的目的。
安全性方面：系统设计应完全按照国家有关防火、防震等安全性规范要求设计，并留有消防和检修通道，热泵机组设计完全符合规范要求的防护和安全要求；各种设备基础均采用锚固方法与建筑结构可靠牢连接，与建筑成为一体，符合抗震和防台风要求；控制系统具有防漏电和可靠接地，系统屋面设备、管道均按规范配置相应的防雷电装置并与各自天面防雷系统成为一体。管道穿越墙、楼板以及管道横跨楼房沉降缝均按要求加设套管并做防水处理，设置防止沉降配件；循环管道、供（回）水管道按照要求的坡向、坡度制作安装；水箱、热泵机组和管道支架基础，须锚固在承重结构上，预埋件锚固按照规范要求进行防腐处理，并做好相关防水处理。水箱、热泵机组、泵类、阀类等设备在现场安装完毕均做水压试验及气密性试验和质检工作；各种管道分阶段进行水压试验，系统完工后，各分项调试合格后再进行总调试，确保系统的安全可靠。
工艺技术要求：热泵机组进口均设置y型过滤器保证进入热泵机组的水不含杂质。在热泵及水泵进出口均安装可曲挠柔性橡胶接