太陽能空氣能熱泵熱水系統設計

　　太陽能空氣能熱泵中央熱水系統中，太陽能輔助加熱空氣源熱泵機組在晴好天氣作為太陽能集熱系統的輔助熱源設備，在太陽能資源不足時或陰雨天氣作為系統的主要熱源保證熱水的正常供應，所以其制熱功率應按照整個熱水系統的設計熱負荷進行確定。對于全日制中央熱水系統，熱泵機組功率按照熱水系統設計小時熱負荷確定，對于非全日制中央熱水系統，熱泵機組的功率應根據最大用水量、熱水箱容積、加熱時間等參數進行確定，具體參見文獻[9]。熱泵機組的額定制熱功率不小于中央熱水系統的設計負荷，在冬季比較寒冷的地區，可適當加大機組的型號，使其盡量在一天中氣溫比較高的時段內運行，在較短的時間內滿足系統的用熱需求。

　　太陽能空氣能熱泵中央熱水系統中，太陽能集熱器的面積應以熱水系統的設計熱負荷或根據實際情況確定的太陽能供熱量作為基本依據，并分析計算項目所在地單位面積的太陽能集熱器平均每日有效得熱量，從而確定太陽能集熱器的安裝面積。

　　熱水工程中，太陽能集熱器一般是固定角度安裝，其單位面積日有效得熱量隨季節的變化和每日內太陽輻照強度的變化，并不是一個固定值。其影響因素主要有集熱器的安裝角度、系統運行工況、所在地氣象參數和太陽輻照量等。不同的集熱器類型具有不同的集熱效率，其有效得熱量也不同，所以在實際應用中一般根據集熱器生產廠家提供的集熱器集熱效率等性能參數和太陽輻照資料進行分析計算，取全年平均值。

　　對于太陽能空氣能熱泵中央熱水系統，太陽能集熱系統既作為熱水加熱的主要熱源又作為熱泵機組的輔助熱源，并且應能承受較低的環境溫度，所以應采用閉式系統，系統循環工質采用防凍液溶液。

　　太陽能空氣能熱泵中央熱水系統的實用意義

　　作為太陽能空氣能熱泵中央熱水系統的主要組成部分，太陽能和空氣源熱泵都是技術成熟的節能環保產品。太陽能在生活熱水系統中的規模化利用已有20余年的歷史，空氣源熱泵的大量應用也有數十年的歷史，太陽能熱泵中央熱水系統將太陽能與空氣源熱泵技術有機結合，在不影響二者原有運行功能的條件下，使其運行效率顯著提高，從而能夠保證系統穩定可靠運行，節約熱水系統常規能源消耗。

　　根據我國北方大部分地區的太陽輻照資料，按照衛生熱水系統平均耗熱量和太陽能集熱器日平均得熱量確定太陽能熱水系統的集熱器面積，太陽能空氣能熱泵中央熱水系統中，太陽能直接加熱可滿足熱水系統全年60—80%的熱量需求，其余20—40%熱量由太陽能輔助加熱空氣源熱泵機組供應，熱泵平均COP可達3.0，即其所供應熱量有65%以上來自集熱器不能直接利用的太陽能和空氣熱能。在整個系統運行中，集熱器吸收的太陽能的利用率接近100%，輔助加熱的電力消耗只占系統總能耗的7—14%，較常規能源的熱水系統可至少節能85%以上。

　　通過上述分析可見，太陽能空氣能熱泵中央熱水系統是一種性能可靠，環保節能的熱水系統形式，該系統只使用太陽能及少量的電能，對環境沒有任何的污染。在白天最低溫度-15℃以上、太陽輻照良好的我國大部分地區都可推廣應用。統和熱水供應，冬天采暖運行時節約常規能源60%以上，在我國大部分冬冷夏熱地區，本系統也可與建筑物采暖空調系統結合，發揮最大的節能作用。