太阳能空气源热泵集成热水系统探究.pdf

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1、２０１４年第１３期（总第１４２期）江西建材应用研究太阳能空气源热泵集成热水系统探究■崔来■东莞市科力机电设备安装工程有限公司，广东东莞　５２３０７５摘要：本文集中探讨了太阳能利用领域中的太阳能空气源热泵集成热水系统，集热器。通过对它的构成及优缺点的讨论，总结出不同分类系统情况的适用环２　太阳能空气源热泵集成热水系统的分类境。２．１　按连接方式划分关键词：太阳能空气源热泵热水系统传统串联式热水系统集热器与热泵蒸发器之间是前后依次串联式连接。该集热器通过储热器实现热量的交换，通过冷凝的方式将热量太阳能的收集与利用在化石能源危机日益严重的二十一世纪吸引传递给热水系统热量转

2、化终端。直连膨胀式集热器承担着热泵蒸发器了全球能源领域的从业人员的眼球。在诸多新型能源形式中，太阳能的功能。此类集热器结构简单、性能良好、易于搭建，是目前市面上应作为人工利用自然资源最理想的新型能源的来源之一具有廉价安全绿用最广泛的太阳能直接转化装置。色等特点。本文以作者多年的一线工作经验为技术基础、以大量文献并联式系统是将集热器和热泵系统以并联的方式的连接，两个部阅读为理论基础，对太阳能空气源热泵集成热水系统（以下简称为该件各是互不影响的，在功能上都能够实现对日常用水加热的目的。当热水系统）进行论述，对该热水系统实现形式和部件的优缺点进行了太阳辐射达到一定强度时（

3、一般可认为是晴天），只有太阳能集热器输系统全面的分析。送热量。若太阳辐射不强（一般可认为是阴雨天气），热泵系统或两个１　太阳能空气源热泵集成热水系统概述系统交替进行热量输送。目前对该热水系统定义众多，各有侧重点，本文认为比较准确概括混合连接系统（双热源系统）主要是指该热水系统具有两个或以上该热水系统特点的定义为：一种收集和直接转化太阳能的系统与空气的传热介质蒸发器，一个以大气为热源，另一个以被太阳能加热过的传源热泵整合后联动运行的系统，该热水系统将太阳能转化为相对集中热介质为热源。在太阳辐射强度足够大的情况下，该热水系统只开启太的热量并运用这个热量对水进行加热的系统

4、。该热水系统通常由太阳阳能集热系统进行热量输送；而在太阳辐射强度很小的情况下，该热水能空气源热泵、太阳能集热器、集热水箱、蓄热容器、蒸发器、压缩机、冷系统单独运行空气源热泵进行热量输送。当太阳辐射强度中等时，空气凝器、膨胀阀等部件构成。而该热水系统中最重要的两个组成部分为源热泵一般是处于停止状态，而太阳能集热系统却能输送热量。空气源热泵、太阳能集热器。２．２　按功能类型划分１．１　太阳能空气源热泵２．２．１　分时段供应热水系统本文讨论的太阳能空气源热泵主要是指蒸汽压缩式热泵，其中空分时段供应热水系统的加热方式主要有两种：定温加热和恒温加气压缩机、冷凝器、导热介质蒸发

5、器和节流阀是蒸汽压缩式热泵四个主热。对于定温加热热水系统来说，空气源热泵系统充当辅助加热的热要组成部件。在这些部件当中空气压缩机是太阳能空气源热泵的核心源。在太阳光高强度照射时，只有集热器工作，空气源热泵处于停止状部件，在太阳能空气源热泵工作中起到压缩空气和输送热量的作用。态。当太阳辐射强度低，或水位过低、集热器内水温达不到５５℃时，空冷凝器的主要作用则是将导热介质蒸发器吸收的热量和空气压缩机消气源热泵开始工作。由于该系统工作时段有限制，只能限时提供热水，耗电能所转化的热量一并输送给供热对象（通常指的是家庭和集体日因此适用于学校等对热水使用时间要求较低的场所。常用水

6、）；导热介质蒸发器在整个热泵工作过程中起到输入热量的作而对于温差加热热水系统，当集热器可产生所需热水时，空气源热用，实现了热量由低温热源向高温热源输送热量的非自发过程；节流阀泵要在当天的晚间准备好明日早晨所需的最低热水量。当集热器因天主要是对导热介质的流动进行节流降压和调节导热介质循环流量。气缘故无法满足热水需求时，空气源热泵将承担热水供应。由于该系空气源热泵在太阳能空气源热泵集成热水系统的整个工作过程中统工作时间不分昼夜，因而适用范围较广。要经过空气压缩、蒸汽冷凝、导热介质节流、导热介质汽化四个过程，以２．２．２　不间断供应热水系统上四个转化过程实现了该热水系统的

7、全部功能。如果以上四个过程连不间断供应热水系统也存在定温加热和温差加热两种方式，与分续不断形成有效循环，便实可现连续供热。而对于该热水系统而言，其时段供应热水系统不同的是该热时系统增加了恒温箱。在该热水系统工作过程受天气的影响很大，这个影响主要体现在：在晴天的工作过程中，空气源热泵的使用一般被安排在晚上，白天则由集热器进行热量输中，太阳辐射的热量大，一部分热量由太阳能集热器产生，另一部分热送。该系统的特点具体体现在流程清晰、热水量有保证、水温稳定、可量由空气源热泵机组辅助生成。但当天气转为阴雨天气时，太阳辐射连续供水、投资少、节能，因此适用于任何需要连续供应热水