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(yùn)行費(fèi)用低廉的熱水工程?？諝庠礋岜脽崴畽C(jī)組利用空氣能,廣義而論,其實(shí)也是太陽能利用的一種形式?？諝庠礋岜脽崴畽C(jī)組具有下列優(yōu)點(diǎn):

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(diǎn)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(diǎn)。

太陽能熱水供應(yīng),是最為傳統(tǒng)的、比較經(jīng)濟(jì)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(nèi),也只有在日出和日落之間的白晝才能集熱,夜晚便無法應(yīng)用。將太陽能和熱泵兩者結(jié)合起來,揚(yáng)長補(bǔ)短,優(yōu)勢互補(bǔ),既達(dá)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(shè)備發(fā)展的新動(dòng)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(yīng)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(shí),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(shí),可以開啟熱泵來補(bǔ)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(yùn)行,用太陽能作為其輔助熱源(助推作用),或直接加熱水箱內(nèi)的水,或預(yù)熱上水。據(jù)國外資料推斷,太陽能與熱泵結(jié)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(fù)荷,20%～40%由熱泵承擔(dān),這部分的熱負(fù)荷中,由于熱泵COP為3,那么全年實(shí)際耗電7%～14%)。當(dāng)然在太陽能與熱泵結(jié)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(jié)合是否一定是最佳方案?

人們可以預(yù)計(jì),在不計(jì)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?xì)獾臒嵩丛O(shè)備少,也比單純用空氣源熱泵熱水機(jī)組來得省。但如果考慮太陽能和熱泵畢竟是兩套設(shè)備,一次投資肯定高,超出單純用熱泵機(jī)組的一次投資。如果投資超出的部分可以在每年節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用上很快得到補(bǔ)償(比如說3年之內(nèi)),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(jié)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(jié)合可以取長補(bǔ)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(fù)荷的30%)。即當(dāng)太陽能還不足以將上水加熱至55℃時(shí),用太陽能預(yù)熱上水,再由熱泵機(jī)組加熱至55℃后應(yīng)用;而當(dāng)有足夠的太陽能將上水加熱至55℃時(shí),則用太陽能直接加熱上水供應(yīng)用。

太陽能與空氣源熱泵的結(jié)合的方案其實(shí)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(jì)算是否采用這種結(jié)合，也需要根據(jù)建筑物本身的環(huán)境等來綜合考量。