在环境污染,能源减少的情况下,空气源热泵与太阳能技术逐渐成为市场上最引人注目、目前市场上使用最为广泛的清洁能源之一,太阳能热水系统是太阳能利用中最成熟、最具经济性的利用方式,最具竞争力的绿色能源技术。空气源热泵技术也是一种很好的节能型供热技术,通过利用少量高品位的电能作为驱动能源,从低温热源空气中高效吸取低品位热能,并将其传输给高温热源,以达到加热的目的。随着商用项目对生活热水需求提高,由于太阳能热水系统在阴雨天不能产生热水的限制,孕育出太阳能热水系统与空气源热泵系统有效结合。为商用热水需求大的项目(酒店、学校、澡堂、工厂等)保驾护航。那么两者是如何相互配合补热,在设计是需要注意哪些方面?下面跟着小编一起学习下吧!
空气源热泵,基于逆卡诺循环原理,即通过压缩机系统运转工作,吸收空气中热量制造热水。而空气源热泵正是按照“逆卡诺”原理工作的。压缩机会将冷空气压缩,压缩后冷空气温度会升高,经过水箱中的冷凝器制造热水,热交换后的冷空气回到压缩机进行下一循环,在这一过程中,空气热量通过蒸发器被吸收导入冷空气中,冷空气再导入水中,产生热水。打个比方,就是“室外机”像打气筒一样压缩空气,使空气温度升高,然后通过一种达到指定温度就会沸腾的液体传导热量到“室内机”,再将热量释放传导水中。通过这样一个流程,空气源热泵将室外的空气置换成冷(暖)空气,从而实现制冷和加温二合一。
太阳能热水系统,靠集热管通过热水上浮冷水下沉的原理,使太阳能转换为热能,以此来达到所需的热水。真空管式太阳能热水器在吸热过程中,太阳通过辐射照射到真空管的外管,再从外观上的集热膜吸收转换传递到管内的水里。管内的水通过吸收到外观的热量,以此温度不断上升,最后构成英热虹吸系统。随着热水的不断上浮并储存到储水箱的上部,同时冷水下沉的水通过另一侧不断补充,如此反复循环,最终储水箱的水温都升温到一定的温度上。
常规太阳能热水系统易受气候的影响,在阴雨天或春秋季,太阳辐射能热量较少,较难满足热水量的需求,不能全天候使用,也影响了太阳能热水系统的推广应用。空气源热泵作为节能设备具有独特优势,它可以节省高品位电能,降低能源的消耗,减少环境污染。空气源热泵是以空气为热源,通过输入少量的高品位能源(电能)来实现低品位热能向高品位热能转移的热泵系统,空气源热泵仅消耗少量的电能可以将数倍低温热能通过压缩机的压缩变为高温热能。因此将热泵技术与太阳能热水系统有机地结合起来可弥补阴雨天太阳能的不足。太阳能热水系统与热泵互补系统结合了太阳能的清洁性、可再生性和空气源热泵的节能性。
1、根据各地气候特点,像有些地区光照充足,以太阳能加热为主,以空气能热泵加热为辅,但是前提是建筑允许放置太阳能集热板,有足够的安装面积;
2、反之,则以空气能热泵加热为主,太阳能加热为辅,此种模式是为了使空气能热泵在低温环境下还能高效、稳定、可靠运行,用太阳能作为其辅助热源或直接加热热水箱内的水或提供预热。
根据用户需求,用水量、当地太阳能辐射值、集热器效率、冷热水温度来确定太阳能集热面积,由于阴天考虑空气源热泵辅助加热,所以太阳能集热面积计算基础数据的取值不能按全年最冷天取值,否则不仅会造成春、夏、秋三季热水过热,还会增加投资。
根据热水用量、每小时变化系数、空气源热泵的能效,当地环境温度,来确定空气源热泵输入功率。
太阳能加热水箱与热泵加热水箱分开或合并,应根据热水用量、热水用水时段确定。对于不同温度要求的系统使用两个独立的加热水箱。但是选用一个水箱还是两个水箱最终取决于用户对热水用水时段、热水量大小。当热水用量较大、带有回水系统、用水时段多时,适宜采用两个水箱。为避免不用水时热泵加热水箱,温度降低影响使用,且不消耗热泵电能,需设计一套温差循环系统,当热泵加热的水箱温度低于太阳能加热水箱温度时,通过循环换热,使太阳能热量得到充分利用。当用水量较少,用水时段不多且集中用水时,适宜采用一只水箱,当采用一只水箱加热时,热泵加热水箱中位于上部分的水,热泵加热的水箱容积,按小时最大用水量4-6的倍热量来计算,一般热泵采用定时定温控制。
通过上面介绍,相信大家对太阳能与空气能热泵结合使用有一定的了解,经过数十年的发展,空气源热泵的技术已经比较成熟,太阳能与空气源热泵相结合,在保证原有功能的基础上,大大提升了其运行效率,同时使得系统运行更稳定,是一种更加节能环保的产品,也是目前市场上热水工程中比较节能方案之一。