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?？諝庠礋岜脽崴畽C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(nèi),也只有在日出和日落之間的白晝才能集熱,夜晚便無法應用。將太陽能和熱泵兩者結(jié)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(nèi)的水,或預熱上水。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(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(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(jié)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(jié)合，也需要根據(jù)建筑物本身的環(huán)境等來綜合考量。