空气源热泵辅助太阳能热水系统探析

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1、地源热泵专栏GROUNDSOURCEHEATPUMPCOLUMN空气源热泵辅助太阳能热水系统探析杨福华（浙江绿城东方建筑设计有限公司，浙江杭州310012）摘要：能源是国家综合实力的组成部分，随着人口的增加，能源逐渐在减少。然而阳光是一种取之不尽、用之不竭的能源，将空气源与热泵辅助太阳能热水机组联合起来，以太阳能为主、空气源热泵为辅的加热方式，克服了太阳能和空气源热泵单独运行的缺陷，实现不分时间、不分地点地全年提供热水，是中央热水系统热源设备应用的新方向。本文旨在介绍空气源与热泵辅助太阳能热水机组联合起来，以太阳能为主、空气源热泵为辅的加热方式。列举实例，详尽

2、地分析空气源热泵辅助太阳能热水系统的选择计算及工程应用。关键词：空气源；热泵；太阳能2～8层均为集体宿舍，该楼设有167间宿舍、356个床位，前言要求定时供应热水。根据《建筑给水排水设计规范》（Ｇ能源是国家综合实力的组成部分，随着人口的增加，Ｂ50015—2003，2009年版），按每人每日80Ｌ的热水量３３能源逐渐在减少。然而阳光是一种取之不尽、用之不竭的计，共计日用水量28.32ｍ，分14.0ｍ的集热水箱和3能源，太阳能热水系统是冷水经水箱进入太阳能集热器阵14.5ｍ的保温热水箱各1个。本工程采用集中集热、储热、列后，在阳光的照射下，太阳能热水器的集热器不

3、断吸收加热的集中式太阳能与空气源热泵热水机组联合使用的强热量，集热器中的水温不断升高，温度升高后的水总是往制循环式热水系统，太阳能集热板、集热水箱、保温热水上移动，从而形成了一个热虹现象，温度低的水不断流入箱、集热循环泵、过渡水泵、空气源热泵热水机组、空气集热器，温度高的水不断流入储热水箱（或在集热循环泵源热泵热水机组循环泵和生活热水循环机组（增压）设置的压力下压入水箱），构成了太阳能热水系统的一个自然于屋面上，冷热水管路系统均采用上行下给的形式。循环，如此反复整个水箱中的水不断升温，以达到适用要求。空气源热泵热水系统是在设定的时间内，当储热水箱的水温低于温度

4、设定值时，压缩机、风机及循环水泵自动开启，风机将空气吸向吸热器，吸热器内的工质吸收空气中的热能后，经压缩机加压后产生高温，再通过热交换器将热能释放给水使水升温，工质降温后经节流阀流回吸热器，如此反复循环进行吸热和放热，当被加热的水温度达到设定温度时，热泵和风机停止工作。但空气源热泵易受到低温天气的影响，随着除霜技术的发展，空气源热泵热水系统的应用越来越前景无限。将空气源与热泵辅助太阳能热水机组联合起来，以太阳能为主、空气源热泵为辅的加热方式，克服了太阳能和空气源热泵单独运行的缺陷，实现不分时间、不分地点地全年提供热水，是中央热水系统热源设备应用的新方向。1工程

5、实例某医院的8层宿舍楼，其中一层设有两间无障碍宿舍，112建筑建材装饰2013年第3期地源热泵专栏GROUNDSOURCEHEATPUMPCOLUMN2式中Ａｊｚ———直接加热集热器总面积，ｍ；2设计参数及工程选用的主要设备ｑｒｄ———设计日用热水量，Ｌ/ｄ；（1）气象资料。年平均气温16℃。最高月平均气Ｊｔ———集热器采光面上年平均日太阳幅照量，ｋ2温26.9℃，最低月平均气温5.5℃，最低日平均气温－Ｊ/（ｍ·ｄ）；5.5℃。该地区年日照时间2099ｈ，年太阳辐射量4067Ｆ———太阳能保证率，根据系统使用期内的太阳辐2ＭＪ/（ｍ·ａ）。自来水温春季15℃

6、，夏季20℃，秋照量、系统经济性和用户要求等因素综合考虑后确定，取季15℃，冬季5℃。年平均水温15℃。30％～80％；3（2）日用热水量28.32ｍ。ηｊ———集热器年平均集热效率，按集热器产品实（3）热水供应小时变化系数Ｋ＝4.27；最大小时热测数据确定，经验值为45％～50％；３水量（28320/6）×4.27＝20.15（ｍ/ｈ）。ηｌ———贮水箱和管路的热损失率，取15％～30％。2（4）工程选用的主要设备（见表1）。实际屋面设置集热器集热面积为456ｍ，日产水量３26.5ｍ，不足部分采用空气源热泵制备。3空气源热泵及储热水箱的选择5运行策略和原理3

7、.1空气源热泵选择空气源热泵热水机组设计的小时平均秒供热量：5.1运行策略本中央热水供应系统的热源，采用以太阳能集热为主、以热泵制热水为辅的方案，太阳能集热量在晴好天气时，占全日设计用热量的93％。空气源热泵热水机组的能力是以可承担100％的日用热负荷进行设计，共选用ＴＦＳ－ＳＫＲ1600（Ｓ）机组2台，制热量72ｋＷ，总式中Ｑｇ———热泵设计小时平均秒供热量，ｋＷ；制热功率144ｋＷ，总输入电功率40ｋＷ。冷水温度5ｋ1———安全系数，取ｋ1＝1.05；℃、2台机组在没有太阳能的情况下，全日仅需连续工作３ｍ———用水计算单位数，床位数；14ｈ，即可以制备出6

8、0℃热水28.5ｍ，且可以充分利ｑｒ—