空氣源熱泵熱水工程是目前最安全、可靠、節(jié)能、環(huán)保的熱水工程。太陽能熱水工程是傳統(tǒng)的、綠色的、運行費用低廉的熱水工程。空氣源熱泵熱水機組利用空氣能,廣義而論,其實也是太陽能利用的一種形式。空氣源熱泵熱水機組具有下列優(yōu)點:

熱水成本低,蓄能又節(jié)能;

安全可靠,使用壽命長;

符合環(huán)保減排要求;

不需靠的特點外,比起水源熱泵來說,還有簡約、占地少、使用靈活,因此也是一次投資低的特點。

太陽能熱水供應,是最為傳統(tǒng)的、比較經(jīng)濟的做法。太陽向地球輻射的能量,某種意義上,是取之不盡、用之不竭的。但由于太陽能集熱器的工作受氣候條件和晝夜變化影響太大,在雨雪天和陰天,太陽能集熱器便無法工作;而一天之內,也只有在日出和日落之間的白晝才能集熱,夜晚便無法應用。將太陽能和熱泵兩者結合起來,揚長補短,優(yōu)勢互補,既達到節(jié)能減排、又能保證全年全日連續(xù)供熱,是近年來中央熱水工程熱源設備發(fā)展的新動向。太陽能與熱泵的集成有兩種考慮的模式,一是建筑允許放置太陽能集熱板,有足夠的面積,那么應以太陽能熱水工程為主、以熱泵加熱為其輔助熱源。

例如,陰天下雨時,單純太陽能熱水工程只有靠直接電加熱,而采用熱泵則可以節(jié)省2/3～3/4的耗電;夜間貯存熱量不足時,可以開啟熱泵來補充。第二種模式是以熱泵供熱為主,太陽能為輔。為了使空氣源熱泵在低溫環(huán)境下還能高效、穩(wěn)定、可靠運行,用太陽能作為其輔助熱源(助推作用),或直接加熱水箱內的水,或預熱上水。據(jù)國外資料推斷,太陽能與熱泵結合的供熱系統(tǒng),可以節(jié)能85%(太陽能直接加熱熱水占80%的全部負荷,20%～40%由熱泵承擔,這部分的熱負荷中,由于熱泵COP為3,那么全年實際耗電7%～14%)。當然在太陽能與熱泵結合的供熱系統(tǒng)中,熱泵的類型可以是空氣源的、水源的、或者土壤源的熱泵。

太陽能與空氣源熱泵的結合是否一定是最佳方案?

人們可以預計,在不計較一次投資的前提下,其消耗的能量肯定比單純用電加熱、燃油、燃氣的熱源設備少,也比單純用空氣源熱泵熱水機組來得省。但如果考慮太陽能和熱泵畢竟是兩套設備,一次投資肯定高,超出單純用熱泵機組的一次投資。如果投資超出的部分可以在每年節(jié)省運行費用上很快得到補償(比如說3年之內),還是可以考慮的,也就是期望工程平均壽命成本降低到合理的程度。

本文通過采用太陽能與空氣源熱泵結合為某單位辦公樓中央熱水工程熱源的工程,說明在熱水工程中太陽能與空氣源熱泵結合可以取長補短,互為輔助;可以保證全年全氣候供熱,而且節(jié)能效果明顯,環(huán)保和減排效果也十分良好。由于在建筑物屋頂布置太陽能集熱板受到限制,該工程采取以熱泵制熱為主,太陽能為助推(太陽能集熱約占日需負荷的30%)。即當太陽能還不足以將上水加熱至55℃時,用太陽能預熱上水,再由熱泵機組加熱至55℃后應用;而當有足夠的太陽能將上水加熱至55℃時,則用太陽能直接加熱上水供應用。

太陽能與空氣源熱泵的結合的方案其實不一定是最佳的方案，這需要根據(jù)使用熱水的具體情況來計算是否采用這種結合，也需要根據(jù)建筑物本身的環(huán)境等來綜合考量。