探讨太阳能—地源热泵热水系统的运用对比

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1、地源热泵专栏GROUNDSOURCEHEATPUMPCOLUMN探讨太阳能—地源热泵热水系统的运用对比蔡春辉（现代都市建筑设计院，上海200041）摘要：本文分析了太阳能—地源热泵复合系统提供生活热水的原理，地源热泵热水复合系统的经济性在很大程度上取决于埋管与集热器价格，由于各地区气候条件、太阳能资源及土壤特点不同，导致系统各部件运行特性不同，需要通过系统优化来实现特定条件下的最佳经济性，并进行技术经济分析和优选择。关键词：地源热泵；太阳能；对比太阳能—地源热泵复合热水系统主要由以下系统构引言成：太阳能集热系统、地热换热系统、热泵机组系统和室太阳能光热技术是可再生

2、能源应用的主要方向之一。内热水供应系统。太阳能是永不枯竭的清洁能源，量大，资源丰富，绿色环保，1.2设计原则但太阳能也有一些缺点。太阳能是一种辐射能，具有即时在设计中需要考虑到太阳能热水系统在太阳能辐照性，太阳能自身不易储存，必须即时转换成其他形式能量量不足、环境温度较低的冬季，无法满足加热生活热水需才能储存和利用。地源热泵技术作为可再生能源应用，是求的情况，同时也要考虑到如何保持地下温度场的平衡。利用浅层地热能资源进行供热或制冷，而利用地源热泵热地源热泵系统在设计中应保证有足够的富余量，使系统满回收技术提供生活热水，具有良好的节能与环境效益，近足冬季的热量需求，

3、并针对不同地区气候特点、不同运行年来在国内得到了日益广泛的应用。但地源热泵系统存在方式，采用埋管换热器和太阳能集热器结合的形式以达到土壤温度场的恢复问题即随着地源热泵系统长期连续运行，最佳匹配，同时充分考虑采用太阳能和地源热泵这一互补从地下过多取热或散热，会造成地下温度场的波动，降低机系统在冬季保证生活热水的需求，最大程度地利用太阳能，组的COP值，增加系统的能耗。因此，如果能将太阳能与从而提高能源的利用效率，优化系统运行。地源热泵构建在一起，“取长补短，合理补给”，设计出一套1.3控制策略复合式新型供热制冷系统，那么该新型能源供给系统不仅具为了合理搭配两种加热方

4、式，在系统设计中，根据每有各自所特有的经济、环保的特性，还具有明显的节能潜力。日不同时间段、不同蓄热水箱的热水温度与集热器内的溶液温度来调节不同阀门，设计了4种最优的运行模式，以1太阳能—地源热泵复合热水系统的构建达到系统整体节能的目的。模式1：8：00—17：00太阳太阳能与地源热泵联合运行系统按照热泵机组的类型能资源丰富，其太阳能集热效率大于50%。这一时间段分，主要形式有两种：一是设计成夏季采用余热回收地源生活热水需求减少，该时间段适合利用太阳能来储存热热泵机组和太阳能系统组合提供生活热水，冬季太阳能辅水。模式2：17：00—22：00建筑物内人员活动频繁，

5、淋助其他热源提供生活热水，这样一来地源热泵实际在冬季浴、洗衣等生活热水用量大增，需开启热泵加热。模式3：并没有发挥其作用；一是全年制备生活热水，夏季太阳能22：00—8：00无太阳辐射，建筑物内人员处于休息状态，优先，地源热泵系统辅助，冬季在太阳能不能满足时用地生活用水量减小。这时水箱内的水温由于晚上用水高峰而源热泵系统替代。这样一来系统的联合性得到提高，系统降低，此时充分利用低谷电价，开启热泵进行加热，节约的稳定性得以改善，系统的能源利用效率也在一定程度上运行成本。模式4：全天热水保障模式，主要针对在模式1、得到了提高。2和3中，如果水箱内水温低于45℃，可利用

6、热泵进行加1.1系统构成热，以确保末端用户用水温度。2013年第3期建筑建材装饰133地源热泵专栏GROUNDSOURCEHEATPUMPCOLUMN表3不同热水设备性能对比分析表2热水系统的对比分析2某小区共有8栋住宅，总建筑面积21705m，共117户，全部为精装修空调住宅，空调冷热源采用地源热泵，室内末端采用风机盘管+地板采暖系统，新风由自导流平衡系统提供，同时该项目定位有生活热水需求。依据GB50015表4不同热水设备热值表—2003《建筑给排水设计规范》（2009年版）确定建筑物的热水用量，并根据其热水用具用量定额计算方法等得到每户热水用量约为200L，

7、采用太阳能——地源热泵复合热水系统提供温度为60℃的生活热水。表5不同热水形式每年每户运用费用对比分析表2.1生活热水负荷本项目生活热水的总负荷计算方法见公式（1）：（1）式中：热水负荷，kJ/h；水的定压比热容，4.18kJ/（kg·℃）；水用水流量，kg/h；注：①太阳能热水器年平均辅助加热用电，按120天水的加热后温度，℃；（阴天、雨天、黑夜冬天需要电辅助加热）来算，全年约水的初始温度，℃。有1/3时间在使用电热水器。本项目中加热后出水温度设为60℃，初始水的温度②夏季通过太阳能技术和热回收技术提供部分生活取春秋/冬/夏季中自来水的温度15/5/25℃。那么

8、，根据热水