太阳能与空气源热泵供暖供热水系统

空气源热泵作为太阳能热水系统辅助热源初探摘要空气源热泵作为太阳能热水系统辅助热源，弥补了常规太阳能热水系统的缺陷，特别适用于充分利用太阳能的前提下，仍然需要大量使用辅助热源的太阳能热水系统。

两者有机结合，既可充分利用太阳能，又可节约辅助能源，最大限度降低运行成本，节省费用。

关键词空气源热泵太阳能辅助热源集热容积储热容积中图分类号：tk511 文献标识码：a 文章编号：1简介空气能热泵热水机是继电、燃气、太阳能后的第四代热水器，用一度电可以获取4度电产生的热量，是一种非常高效节能的新型产品。

如果全国25%的家庭换用热泵热水机，一年就可节约电能约1420亿千瓦时（三峡电站2008年发电量才808亿千瓦时，相当于为国家建立了一个半的三峡电站；相当于节约了1730万吨标准煤；减少二氧化碳排放3690万吨，减少二氧化硫排放14.7万吨。

空气能热泵热水器以电能为工作能源，热源来自空气中热能，不存在任何污染；运行过程中水电完全隔离，靠铜管导热，使用绝对安全；工作过程主要热量由空气中取得，同时电热能也转换为热量，因此它加热同样体积热水所需费用非常低。

2优点太阳能集热系统的最大优势在于，在日照充足条件下，整个系统运行成本几乎为零，这也是在太阳能比较丰富的地区以太阳能作为生产热水主要能源的重要原因。

其缺点在于，当天气条件不利（如光照不足、夜间等情况）或者屋面可放置集热器面积有限时，只能依靠辅助热源进行加热。

空气源热泵热水机组与太阳能集热系统相比，最大优势在于只要室外环境温度在机组运行范围内（-10～50℃）就可以全天候直供热水，弥补了太阳能本身存在的缺陷；同时在相同条件下，机组占地面积远小于太阳能集热板的占地面积。

可见，空气源热泵作为太阳能集中热水系统辅助热源最大特点是，弥补了常规太阳能热水系统的缺陷，且其本身具有节能性。

因此，将空气源热泵作为太阳能集中热水系统辅助加热系统特别适用于太阳能较丰富、年平均气温在20～30℃地区，在充分利用太阳能的前提下，仍然需要大量使用辅助热源的太阳能热水系统，如酒店、病房楼等需要24小时热水供应，且夜间热水用水量较大的建筑热水系统。

本科毕业设计论文题目太阳能辅助空气源热泵热水供应系统设计学院名称机械电子工程学院专业班级热能与动力工程学生姓名学号指导教师填表时间： 2014 年月日摘要目前，太阳能辅助空气源热泵热水系统已经在建筑中得到广泛推广。

太阳能辅助空气源热泵系统实现了空气和太阳能两种可再生能源的综合利用和优势互补，是一种高效洁净的新型热水制备方式。

本设计在简述国内外太阳能辅助空气源热泵系统研究的基础之上，设计了满足该居民楼全年供应热水要求的太阳能—空气源热泵热水供应系统运行方案，设计了平板型太阳能集热器；对热泵系统中，建立压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀数学模型，并编制了冷凝器、蒸发器的仿真程序；最后对系统进行经济性分析；其中重点是冷凝器、蒸发器的结构设计，以及仿真编程和系统的经济性分析。

本设计设计的太阳能空气源热泵热水供应系统中，包括太阳能热水供应回路和空气源热泵热水供应回路；太阳能优先供应热水，当太阳能供应不足时，空气源热泵再供应热水，最大化的使用太阳能。

对系统进行经济性分析，计算出传统方式和本系统的全年总费用、初投资，得出投资回收年限，表明该系统具有节能，经济的优势。

关键词：太阳能；空气源热泵；蒸发器；冷凝器；性能分析ABSTRACTNow the solar assisted air source heat pump hot water system has been widely spread in the building. Solar-assisted air source heat pump system realized the utilization and complementary advantage of two renewable energy：air and solar，being a new and high efficient preparation method.This design introduces the solar-assisted air source heat pump system at home and abroad research. Operation scheme of solar hot water - air source heat pump hot water supply system meet the residential building year-round water-supply. This subject also designed a flat solar collector and established mathematical model of compressor, condenser, evaporator, expansion valve. This paper compiles the condenser, evaporator simulation program. Finally the design makes analysis efficiency of system, which focuses on the simulation programming and the structure design of the condenser and evaporator, and systems analysis of the economy.Solar air source heat pump hot water supply system designed in this paper composed of the solar hot water supply loop and air source heat pump hot water supply loop. Solar energy supply hot water first. When the solar energy supply is insufficient, the air source heat pump supplies ho t water. System is maximize used of solar energy, to achieve the purpose of energy saving. Economic analysis calculates total cost of the traditional way and the annual, then we get it’s the investment recovery period. Above all results indicated that the system has the energy saving and being economical.Key words: Solar energy; Air source heat pump; Evaporator; Condenser;Performance analysis目录摘要 (2)ABSTRACT (3)1 绪论 (1)1.1 本课题的研究目的及意义 (1)1.2太阳能辅助空气源热泵系统的研究现状 (2)1.3 本设计的主要研究内容 (4)2 太阳能辅助空气源热泵热水系统方案 (6)2.1 太阳能辅助空气源热泵热水系统要求 (6)2.2 热水供应系统方案设计 (7)2.3本章小结 (9)3太阳能集热器数学模型及结构设计 (10)3.1设计参数 (10)3.2 平板型太阳能集热器的数学模型 (11)3.3 平板型太阳能集热器结构 (17)3.4本章小结 (19)4 热泵装置各部件数学模型 (19)4.1 压缩机数学模型 (20)4.2 蒸发器数学模型及仿真 (23)4.3冷凝器数学模型及仿真 (33)4.4膨胀阀模型 (40)4.5辅助电加热器的选取 (42)4.6 本章小结 (42)5.系统节能性和经济性分析 (43)5.1 系统的节能性分析 (43)5.2系统的经济性分析 (45)5.3 本章小结 (46)6 总结与展望 (47)参考文献 (49)致谢 (51)附录一 (52)英文翻译 (52)附录二 (67)蒸发器仿真程序 (67)1 绪论进入21世纪世界对能源的需求越来越大，然而化石能源（如煤炭、石油、天然气等）面临枯竭的困境，并且化石能源的燃烧也会对大气造成污染。

浅谈太阳能—空气源热泵并联供热系统作者：王玉芳来源：《城市建设理论研究》2013年第22期摘要：文章主要是通过对太阳能空气源热泵并联供热系统的介绍，对并联系统从不同的分析角度进行详细的介绍和分析，分析了太阳能集热系统的特点以及作为辅助供热的作业流程，同时又从空气源热泵机组的特点和作为辅助作业流程的角度对系统进行了分析。

结合洗浴中心浴室的太阳能空气源热泵系统进行了分析，又结合具体的工程案例对并联系统进行了简单的介绍，让设计人员对于太阳能空气源热泵并联供热系统的动态特性有深入的了解，最后对这个系统进行了简单的总结。

关键词：太阳能—空气源热泵；供热系统；系统模拟中图分类号： TU833+.1 文献标识码： A 文章编号：一、前言太阳能——空气源热泵是现代一种新型的空调供热技术，这种技术能够将太阳能技术以及热泵很好地结合在一起，通过两个技术的结合能够很好地解决空气源热泵在低温状态下的性能以及结霜等问题，这个系统的主要优点是节能、高效，同时由于是利用太阳能，所以在很大程度上很受人们的关注。

文章就从这个系统的优点和特性出发，结合工程的实例，具体的又结合了特定地区的太阳能空气源热泵并联供热系统在特定的时间内的运行状况，对系统进行分析最终得到了一些系统的动态热力参数，最后对这个系统进行总结分析。

二、太阳能—空气源热泵并联供热系统形式太阳能—空气源热泵并联供热系统并不是一个直膨胀式的并联供热系统，这个系统的最大特点是利用太阳能进行工作，太阳能能够集热器以及空气源热泵通过并联的形式向采暖的地方进行持续的供热，同时能够将热器收集起来的太阳能直接的送到需要的室内，这样就能够弥补空气源热泵供热方面的严重不足，图1就是太阳能—空气源热泵并联供热系统的工作流程图：图1太阳能—空气源热泵并联供热系统的工作原理图以下介绍的是太阳能一空气源热泵并联供热系统的详细的作业流程：1、首先当供给室外的环境温度在白天的时候比较高的话，太阳能—空气源热泵的供热系数一般都是比较大的，同时制热量相对较高，这样就可以使得空气源热泵能够单独的对供给房进行持续供热。

“空气源热泵、(太阳能)、地暖”组合系统在建筑能耗中，使用能耗约为建造能耗的15倍左右，而在使用能耗中又以采暖和空调能耗为最高，特别在北方寒冷地区，供暖能耗几乎占总使用能耗的35%。

因此，供暖系统的节能是建筑节能减排的一个重要领域。

目前我国部分地区采用了可再生能源，如地源热泵技术、水源热泵技术、太阳能热水以及空气源热泵技术，并取得了可观的节能减排的效果。

空气源热泵技术可以不受地面环境和地质条件的限制。

在我国寒冷地区、夏热冬冷地区许多工程应用实践表明：该项技术在冬季可提供50℃左右的低温热水。

空气源热泵节能性体现在，它可从室外空气中获取大量大自然的免费能源，并通过电能将其转移到室内。

它的节能原理是，使用1份电能，可以同时从室外空气中获取2份以上免费的空气能，能产生3份以上的热能。

空气源热泵技术在国内的最新进展是：采用高压腔直流变速压缩机或喷气增焓技术等。

这些技术的采用可使低温启动更佳，使运行范围扩大到-20℃，根据室外气温自动调节，可使舒适性和节能性最大化。

2008年空气源热泵也和太阳能一样被欧盟指定为可再生能源。

进入2000年，随着热泵技术的成熟，在欧洲形成了将热泵技术应用于低温辐射式地板采暖的热潮，至今已经销售几十万套。

欧洲EN14511标准就是出台于这种情况下。

低温热水地面辐射采暖技术的最新进展是：散热效率提高，热媒水温可低于50℃，进回水温差可控制在5℃以内;升温响应时间快，可控性高。

如预制沟槽薄型地面辐射采暖，其进水温度35℃;回水温度31.12℃.在空气基准温度20℃的条件下，实验室检测散热量值，可达每平方米100瓦。

通过缩小加热管管径，增大加热管网敷设密度。

以大流量、小温差、低水温进行辐射供暖。

测试数据表明“散热末端温度越低，系统热效率越高，热损失越小。

因此，用该技术与空气源热泵组成采暖系统，是确保该采暖技术节能能效比高的关键技术之一。

太阳能热水技术在国内外也取得了新的进展，热效率更高。

太阳能+空气能节能热水系统工程设计施工方案甲方:乙方:日期：年月日本合同依据《中华人民共和国合同法》并结合本工程具体情况，经甲乙双方协商，本着平等友好、互惠互利的原则达成如下协议：中央热水系统（含自动化供水系统）工程项目清单如下：我方本次报价包括楼面系统主要设备费用，楼面系统安装、调试、优化设计等费用。

贵单位只需把水、电送到水箱安装位置三米以内，我方负责整个热水系统的安装和优化调试、培训。

注：1. 此报价项目有美的空气源热泵机组5匹2套（型号：RSJ-200/MS-540V1）、空气源热泵循环系统、热水恒温恒压供水自动化系统等。

2.甲方提供水(冷水补水/热水出水/房间回水口)、电至屋面指定位置，并提供施工用水用电，我方负责整个热水系统的设备提供、安装、调试、培训等（含峰谷电优化控制使用）。

系统二增加太阳能节能系统方案（10组太阳能）热水工程报价明细表项目名称：xx酒店太阳能节能热水系统工程设计方案[货币单位：人民币元]注： 1、上表中CMS智能控制系统包括主机、传感器、部分屏蔽线等；2、概算中的循环泵可依实际情况进行调整；太阳能热水系统安装效果图：空气能+太阳能总价为：元。

二、运输、安装及验收：1、由甲方通知乙方备货并明确提货和安装日期，甲方通知可进场安装后15日内安装完毕（可根据甲方施工进度调整）。

2、由乙方负责安装、调试。

（调试范围：屋面热水系统）3、甲方在乙方施工前，将与机组相匹配的水、电源接到乙方指定安装机组所需的位置。

甲方在乙方施工前，负责清除施工现场的障碍物，使现场具备施工条件。

机组安装位置，如需得到消防、环保、物业部门认可时，由甲方负责办理，并承担相关费用。

乙方施工期间应遵守消防、环保、物业等有关部门的规定。

4、产品经乙方安装完毕，甲方应在七个工作日内验收完毕，否则视为默认验收。

（如对质量有异议时，应在签收时注明）。

竣工验收不合格，如系乙方施工质量达不到标准的要求，乙方必须无偿返工，并承担返工所造成的损失及逾期竣工的责任。

太阳能作为一种清洁能源，愈发被人们重视，充分利用太阳能来满足建筑所消耗的大量能耗，具有较好的社会效益和经济效益。

空气能作为低品位能源，具有方便易得、无任何污染等优点，但存在环境适应性问题。

空气源热泵技术是一种成熟并被广泛使用的空气能利用技术手段，但在低温环境下，空气源热泵系统很难达到高效节能。

太阳能是间歇性的，能量密度低，并且分布不均匀。

将两者有效结合成一种新型加热系统，效率将大幅度提升。

根据空气源热泵和太阳能集热器之间的组合形式可分为两类：一类是直接膨胀式，另一类是非直接膨胀式。

在非直膨式太阳能热泵系统中，太阳能与空气源热泵系统分为3种方式：串联、并联和混联。

一、直接膨胀式耦合功能系统
直接膨胀式耦合供能系统原理是将供能的蒸发器用太阳能集热器代替。

高温高压气态工质从压缩机出来，然后通过冷凝器中释放热量，经过膨胀阀后在太阳能集热蒸发器内吸收热量，进而将热量从室外传递到室内。

这种形式的系统由于受太阳辐射影响比较大，具有不稳定性。

直接膨胀式耦合热泵系统结构如图1所示。

图一 直接膨胀式耦合热泵系统图
太阳能-空气源热泵耦合供暖系统组合形式
空气源热泵的优势，在未来推广上更好发展。

太阳能+Solar energy +摘要：本文以保定农村地区“太阳能+空气源热泵”采暖系统示范点为案例，介绍一种将太阳能技术和空气能技术有机结合在一起、利用空气源热泵与之联合运行、辅助供暖的采暖技术实施方案。

系统分析了其设计方案、技术参数、经济效益、技术优势等特点，为北方农村推广“太阳能+空气源热泵”采暖提供了参考。

关键词：农村；太阳能；空气源热泵；采暖1 前言目前，我国北方地区清洁采暖比例较低，特别是部分农村地区冬季大量使用散烧煤采暖，污染物排放量大，已成为我国北方地区冬季雾霾的重要原因之一。

《北方地区冬季清洁采暖规划（2017-2021年）》明确提出：“农村地区应优先利用地热、生物质、太阳能等多种清洁能源供暖，有条件的发展天然气或电供暖，适当利用集中供暖延伸覆盖。

2019年，清洁采暖率达到20%以上；2021年，清洁采暖率达到40%以上”[1]。

在诸多采暖方式中，太阳能采暖技术是最为绿色、清洁的采暖方式。

太阳能采暖系统是指以太阳能作为供暖系统的热源，利用太阳能集热器将太阳能辐射能转换成热能，供给建筑物冬季供暖和全年其他用热的系统。

在我国北方农村地区大力推广太阳能采暖系统成为优选。

但是太阳能受昼夜、季节、纬度和海拔高度等自然条件限制和阴雨天气等随机因素影响较大，而且太阳能热流密度低，因此若要实现较高的采暖保证率，所需太阳能集热面积及储热容量均较大。

结合农村居住建筑的实际需求和经济条件，从控制成本、便于推广的角度来看，太阳能与其他可再生能源相结合，是降低采暖系统生命周期费用的有效途径。

[2-4]本文以保定某地“太阳能+空气源热泵”采暖系统试点为案例，对其系统设计、运行效益、技术特点等进行了研究分析。

2 项目概况河北省印发了《河北省农村地区太阳能取暖试点实施方案》，并确定石家庄市、阜平县要先行试点示范。

“太阳能+空气源热泵”采暖系统试点位于河北省保定市阜平县某农村居民住宅。

阜平县气候为大陆性季风气候，暖温带半湿润地区，冬季寒冷、干燥、少雪，年均气温为12.6℃。

太阳能与热泵联合供热如何充分利用太阳能摘要: 太阳能与热泵机组混合式供热水系统充分利用了太阳能和热泵机组供热水各自的优点, 可实现稳定的热水供应并节约能源; 本文提出了在混合式供热水系统设计和运行控制方面的一些看法, 对于供热水的空气源热泵化霜也进行了讨论, 可供具体工程作参考。

关键词: 太阳能; 热泵; 热水供应; 控制; 化霜0 引言热水供应占据了家庭及商业用户能源消耗中的一大部分。

在世界大多数家庭能量需求中, 约有1/4 ～1/3来源于对热水的需求, 例如日本, 1999 年家用热水能耗已占家庭总能耗的34% 。

由于近年来, 人们生活习惯的改变和生活质量的提高, 住宅和专用建筑物越来越重视热水供应。

目前国内家庭日常生活中所需要的热水, 大部分均通过专门的热水器( 如电热水器、燃气热水器等) 获得。

这些装置都是用高品位的能量来换取同等数量的低品位热量, 不符合现代节能的原则。

这就使研究开发新型热水系统为家庭、宾馆等洗浴用户提供温度为40～50℃的生活热水显得非常有意义。

1 太阳能热泵供热水系统太阳能是地球上一切能量的主要来源, 也是一种无污染的、安全的、无穷无尽的自然能源。

在能源和环境形势日益严峻的今天, 太阳能作为一种具有代表性的新能源, 被认为是21 世纪以后人类可期待的、最有希望的能源, 并得到了越来越广泛的重视。

太阳能热水器因其节能、环保的优势在我国得到了迅猛发展。

2003年全国太阳能热水器保有量达4000 万㎡, 其产销量和安装面积居世界第一。

但是, 太阳能本身所固有的低密度、不稳定性和间断性等缺点, 加上太阳能集热器件与建筑结构不匹配等突出问题, 大大限制了其规模化的开发和利用。

常规的太阳能热水器受气候条件影响较大, 在热水需求量最大的冬天, 太阳所辐射的能量比夏天少得多, 导致热量供需成为固有矛盾; 由于太阳低沉而减弱的太阳辐射, 进一步受到大雾迷漫、连日阴雨等天气因素的影响, 因此地面上所能得到的辐射能量是极其有限的; 受建筑结构影响, 太阳能热水器的安装也有一定限制, 购买成本及维护成本均较高。

太阳能和空气源热泵联合供热系统合用储热水箱容积的探讨作者：谭春来源：《房地产导刊》2014年第07期【摘要】通过攀西地区的工程实例，对太阳能加热系统和空气源热泵联合制热系统合用储热水箱有效容积的设置进行了探讨，并得出结论。

【关键词】太阳能空气源热泵储热水箱1.1太阳能和空气源热泵联合制热系统为响应国家节能减排，发展清洁能源的号召，减少雾霾的产生,当在太阳能资源比较丰富的地方应设置太阳能热水系统。

攀西（攀枝花和西昌）地区贴近云南，日照充足，晴天居多，属于冬暖夏热的区域，非常适合太阳能和空气源热泵的设置。

《建筑给水排水规范》GB50015-2003(以下简称建水规范) [3]对于太阳能加热系统和空气源热泵热水供应系统储热水箱有效容积都有特定公式可查。

但对于某些中小型建筑，为节省投资，太阳能和空气源热泵通常合用一个储热水箱。

建水规范对于这种合用水箱的容积没有一个特定标准。

下面以一个工程实例对此进行分析。

2.1工程实例某宾馆位于西昌市，设计床位m=350人，时变化系数内插法计算得Kh=3.2，热水定额取qr=140L/人•日。

用水时间T=24小时，采用太阳能和空气源热泵系统联合供热。

宾馆设计热水日用水量： =49m3/d宾馆设计热水最大小时用水量 =6.53m3/h2.1.1通过太阳能系统计算储热水箱：公式1式中：Ajz——直接加热集热器总面积(m2)；qrd——设计日用热水量（L/d），以140L/人•日计C——水的比热容，C=4.187（kJ/kg. ℃）；ρr——热水的密度，取ρr=0.9832kg/L；tr——热水温度（℃），tr=60℃；t1——冷水温度（℃），四川地区t1=7℃；Jt——集热器采光面上年平均日太阳辐照量(kJ/m2.d)，参照昆明地区Jt=15551kJ/m2.d；f——太阳能保证率，取f =50%；ηj——集热器年平均集热效率，取ηj =50% ；η1——贮水箱和管路的热损失率，取η1 =20%；代入数据可得，Ajz为859.3m2，太阳能水箱集热系统储热水箱有效容积公式2式中Vr——储热水箱容积（L）qrjd——单位采光面积平均日的产热水量（L/m2.d），直接供水系统qrjd=40～100L/m2.d，根据我国太阳能资源分区及分区特征，攀西地区属于太阳能条件资源一般地区，取60 L/m2.d。

“空气源热泵+太阳能”酒店热水系统设计本工程为广西省东莞市某宾馆，根据相关要求：为该宾馆提供65套房间的生活用热水，满员130人。

现设计选用芬尼克兹空气源热泵热水机组+太阳能为该宾馆提供热水。

根据上表计算得日用热水量约为12 m3。

空气源热泵选型根据机组性能曲线，PASHW060SB-2-C热泵机组额定制热量20kw/台。

在标准工况下：1台PASHW060SB-2-C热泵机组产60℃热水490kg/h，2台机组每天工作13个小时产水12740kg，可完全满足用水需求。

在冬天当环境温度降低时，空气源热泵热水机组选型重点在于冬季能满足高峰期的热水使用量。

冬季室外环境温度较低为10℃时，设自来水进水温度15℃，设定热水出水温度60℃、即需温升45℃高峰期总热负荷即12000L*45℃=540000千卡设备选型: 选PHNIX（芬尼克兹）双热源热泵热水机组PASHW060SB-2-C，在冬季单台机组额定小时供水量约为340L ，2台机组运行18个小时，则每天机组制热量为：机组额定供水量:340L×2×18小时=12240 升高峰期间总热量12000L＜2台机组额定供水量12240L，故能满足实际需求。

综上所述：选用2台芬尼克兹空气源热泵热水机PASHW060SB-2-C机组，在冬季环温最低的情况下每天只需运行18个小时即可满足酒店热水要求。

在夏季的阴雨天气，2台空气源热水机组运行13个小时即可满足热水要求。

故选用PASHW060SB-2-C空气源热泵机组2台。

如酒店在某时段用水较多，热水供水不足时可由太阳能补充所需的热水量。

保温水箱选型酒店日用水量m总=12000（L）考虑宾馆用热水较为集中，所以选用2个5吨保温水箱。

太阳能设计计算板式太阳能夏季每天每片制热水（60℃）200升，那么每天产12000升热水需太阳能板的片数为：12000÷200＝60；取60片热泵热水设备、保温水箱、太阳能等放在建筑屋面，综合考虑太阳能采用板式太阳能板。

太阳能—空气源热泵热水系统设计应用分析随着经济发展和科技的进步，能源和环境是当今世界突出的两大社会问题，这促使人们更多地意识到能源对人类的重要性，而愈来愈重视太阳能利用和节能热泵技术。

太阳-空气源热泵热水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，是一种节能、无污染的高效能源利用系统。

一、太阳能-空气源热泵热水系统的工作原理及特点1、太阳能-空气源热泵热水系统简介太阳能+空气源热泵热水系统，针对晴天情况下能满足正常热水供应而配置真空管太阳能集热器数量（阴雨天或日照不足的情况下通过空气源热泵进行辅助加热）。

为保证系统在冬季最不利的情况下仍能满足热水的正常供应，系统配备空气源热泵进行辅助加热，克服电加热能耗存在的缺陷。

2、工作原理太阳能-空气源热泵热水系统的运行主要有以下四种工况：（1）太阳能集热系统直接加热生活热水。

在日照充足的白天，系统按此工况工作，此时太阳能热水循环泵的工作由系统控制器根据太阳能集热器和太阳能储热罐水温进行控制。

（2）空气源热泵辅助太阳能集热系统加热生活热水。

当阴雨天或光照不足，太阳能集热系统不足以使生活热水箱温度达到设计水温时，水箱感温元件检测水温启动空气源热泵热水机组加热，当水箱水温达到设定值时，空气源热泵热水机组自动关闭。

（3）太阳能和热泵机组同时加热生活热水。

在万方数据日照良好情况下，如果热水系统的耗热量大于太阳能集热系统的有效供热量或太阳能集热器的数量较少，不能满足热水系统的用热需求，则太阳能和热泵机组同时工作向热水系统供热。

系统采用自动温差控制循环加热，根据太阳能热水系统的运行情况、环境状况，结合空气源热泵的性能特点来自动切换热泵机组的运行，最大限度少开机或不开机，从而确保热水在不低于55℃供应下限的前提下，为太阳能的充分利用提供保障，同时也为机组的节能利用和安全运行提供可靠的保证。

（4）空气源热泵机组直接加热生活热水。

在连续的雨雪天气，热水系统所需热量完全由空气源热泵机组提供。

太阳能-空气源热泵复合系统供暖性能研究发布时间：2021-12-16T02:21:29.811Z 来源：《房地产世界》2021年13期作者：张岩[导读] 当采用辐射地暖末端供暖时，太阳能热泵联合供暖时COP由热泵单独供暖的2.67提升至3.89，联合供暖费用是热泵独立供暖费用的57.1%，在不同天气情况下均证明了该系统在某地区的节能性和经济性。

身份证号码：37142819881029xxxx 摘要：随着生态环境的不断恶化，我国越来越重视绿色环保的观念，本文将太阳能集热与空气源热泵结合，在某地区针对辐射地暖和风机盘管两种换热末端的供暖特性进行实验对比和模拟验证，结果表明辐射地暖温度场均匀，具有更好的热舒适性。

当采用辐射地暖末端供暖时，太阳能热泵联合供暖时COP由热泵单独供暖的2.67提升至3.89，联合供暖费用是热泵独立供暖费用的57.1%，在不同天气情况下均证明了该系统在某地区的节能性和经济性。

关键词：风机盘管；太阳能；空气源热泵；联合供暖引言目前，随着绿色建筑、建筑节能的不断普及，将太阳能热利用与空气源热泵技术有机结合，构成太阳能/空气源热泵系统，其开拓应用引起广泛关注。

它主要有直膨式、串联式、并联式和双热源式4种组合形式。

国内外的研究最早主要集中在直膨式太阳能/空气源热泵复合热水系统，随着发展研究投入，至当前各地区对串联式太阳能/空气源热泵复合热水系统应用较少且偏集中于寒冷地区，并联式系统应用研究相对较多，双热源式系统虽然理论研究颇多，但由于过于复杂和成本高造成实用性差。

1.概述本文设计的太阳能热泵复合系统原理图如图1所示，由太阳能集热部分、空气源热泵以及室内换热末端3部分构成。

选用非直膨并联形可以保证热泵模块的相对独立，具有更高的能效，且并联式系统对热泵改动少，便于维护和修理。

太阳能集热模块由太阳能集热器、电磁阀、变频循环泵和太阳能集热水箱组成，空气源热泵主要由变频压缩机、四通换向阀、翅片管换热器、电子膨胀阀以及内含换热器的热泵集热水箱构成，主要作用是在太阳辐射不足的条件下完成制热蓄热供热。

太阳能-空气源耦合热泵系统探究一、引言近年来，随着能源危机的日益突显和环境问题的不息加剧，人们对于可持续能源的探究与开发日益重视。

太阳能及热泵被广泛视为解决能源和环境问题的重要途径之一。

太阳能是最为广泛和潜力最大的可再生能源之一，而热泵则是一种高效节能的供温顺制冷技术。

将太阳能与热泵相耦合，可以进一步提高能源利用效率，缩减对传统能源的依靠，具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、太阳能-空气源耦合热泵系统的原理太阳能-空气源耦合热泵系统是将太阳能集热器与空气源热泵系统相结合，利用太阳能的热量和空气源热泵的工作原理，实现热能的收集和高效转换。

该系统主要包括太阳能集热器、空气源热泵、储热装置、输配系统和控制系统等组成。

太阳能集热器主要用于收集太阳能热量，通过对太阳辐射的吸纳和转换，将太阳能转化为热能。

常见的太阳能集热器有平板式、真空管式和塔式等，其工作原理大致相同，即利用太阳辐射将热能转化为流体的热量。

空气源热泵是将环境空气中的热量转移到室内或室外，实现供暖、制冷和热水等功能。

其工作原理是通过压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器等组件的协同作用，实现热能的传递和转换。

在空气源热泵系统中，环境空气作为热源，通过蒸发器中的制冷剂吸热，经压缩机的压缩，高温高压蒸汽进入冷凝器释放热量，并通过膨胀阀降温柔蒸发器吸热循环。

储热装置用于储存从太阳能集热器和空气源热泵中收集的热能，在需要时向建筑物供应热量。

常见的储热装置有水箱、蓄热墙和地源换热器等。

输配系统将热能从储热装置输送到建筑物的不同用热系统中。

控制系统通过对太阳能集热器、空气源热泵、储热装置和输配系统等的控制，实现系统的稳定运行和节能控制。

三、太阳能-空气源耦合热泵系统的优势与应用太阳能-空气源耦合热泵系统具有以下几个优势：1. 高效节能：太阳能的利用和热泵的工作原理相结合，可实现热能的高效收集和转换，显著提高能源利用效率，达到节能减排的目标。

2. 多功能：该系统既可以实现供暖，又可以实现制冷和热水等多种功能，在满足不同季节和不同需求的同时，提高了整体能源利用效率。

太阳能与空气源热泵综合设计案例综合利用太阳能和空气源热泵可以实现能源的高效利用和环保节能，适用于家庭供暖和热水系统。

下面是一个关于太阳能与空气源热泵综合设计的案例。

1.项目概述：该项目是一座1000平方米的房屋供暖和热水系统的改造项目，由于传统的能源系统成本高，且对环境有一定影响，因此决定采用太阳能与空气源热泵综合利用的方式进行改造。

2.设计方案：（1）太阳能系统：安装太阳能光伏电池组织系统，利用太阳能发电，将电能储存起来，供给整个系统运行。

将太阳能的电能和热能转换成燃气或电能，然后供给空气源热泵进行工作。

（2）空气源热泵系统：安装空气源热泵系统，利用空气中的热能进行供暖和热水的加热。

通过抽取外部的低温空气，经过空气源热泵系统内部的循环压缩，使得温度升高，然后将热能传递到房屋供暖和热水系统中。

3.系统运行原理：太阳能光伏电池组织系统将太阳能转换成电能，供给空气源热泵系统的压缩机和风扇运行。

太阳能系统还可以将多余的电能储存起来，使用时直接供给家庭用电。

空气源热泵系统从外界低温空气中吸热，通过压缩升温，然后将热能传递到家庭供暖和热水系统中。

热能的传递通过水泵和高效换热器完成。

4.系统特点：（1）高效节能：太阳能光伏电池组织系统和空气源热泵系统能够高效地将太阳能转化为电能和热能，实现能源的高效利用和节能。

（2）环保节能：太阳能和空气为可再生资源，利用它们进行供暖和热水的加热可以减少对传统能源的依赖，减少二氧化碳的排放，保护环境。

（3）稳定可靠：太阳能与空气源热泵的综合利用能够在不同天气条件下保持稳定的供暖和热水供应，不受季节和气温变化的影响。

（4）经济可行：虽然太阳能和空气源热泵的安装成本较高，但是可以通过节能和减少能源消耗来实现长期的经济效益。

总结：太阳能与空气源热泵的综合利用对于提高能源利用效率，保护环境有着重要的意义。

通过以上案例的设计方案以及系统特点，可以看出综合利用太阳能和空气源热泵可以为家庭供暖和热水系统提供高效、稳定和经济的解决方案。

浅谈太阳能—空气源热泵并联供热系统发表时间：2018-09-03T09:15:51.193Z 来源：《红地产》2017年9月作者：田世成[导读] 本文章就太阳能 - 空气源热泵并联供热系统的工作原理及特点进行阐述，并对系统进行分类研究，同时针对具体案例进行分析，以期通过本文的研究和论述，为我国太阳能供热利用发展提供有价值的理论参考。

太阳能供热系统在我国太阳能资源丰富的地区得到了广泛应用。

在日光充足条件下，整个系统的运行费用几乎为零，且环保无污染。

但常规太阳能供热系统易受气候影响，当天气条件不利时，只能依靠辅助热源进行加热。

空气源热泵以环境空气作为低温热源，具有系统简单、热效率高等优点。

以空气源热泵辅助太阳能供热系统，可以弥补常规太阳能供热系统的缺陷。

1.太阳能 - 空气源热泵供热系统的工作原理及特点1.1 太阳能 - 空气源热泵供热系统简介太阳能 + 空气源热泵供热系统，针对晴天情况下能满足正常供热供应而配置真空管太阳能集热器数量（阴雨天或日照不足的情况下通过空气源热泵进行辅助加热）。

为保证系统在冬季最不利的情况下仍能满足供热的正常供应，系统配备空气源热泵进行辅助加热，克服电加热能耗存在的缺陷。

1.2 工作原理太阳能 - 空气源热泵供热系统的运行主要有以下四种工况：（1）太阳能集热系统直接加热生活供热。

在日照充足的白天，系统按此工况工作，此时太阳能供热循环泵的工作由系统控制器根据太阳能集热器和太阳能储热罐水温进行控制。

（2）空气源热泵辅助太阳能集热系统加热生活供热。

当阴雨天或光照不足，太阳能集热系统不足以使生活供热箱温度达到设计水温时，水箱感温元件检测水温启动空气源热泵供热机组加热，当水箱水温达到设定值时，空气源热泵供热机组自动关闭。

（3）太阳能和热泵机组同时加热生活供热。

在万方数据日照良好情况下，如果供热系统的耗热量大于太阳能集热系统的有效供热量或太阳能集热器的数量较少，不能满足供热系统的用热需求，则太阳能和热泵机组同时工作向供热系统供热。

太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统及控制方法太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统及控制方法：太阳能集热器和空气源热泵被广泛应用于供热水的系统中，这种联合供热系统能够有效地利用可再生能源和提高能源利用的效率。

以下是这种系统的基本工作原理和控制方法的描述。

首先，太阳能集热器通过吸收太阳光的热量将其转化为热能。

其工作原理是通过管道将水或其他工质输送至集热器上，当阳光照射到集热器表面时，其表面的吸热板会吸收光能并转化为热能，进而加热流经管道的工质。

这样的系统通常会配备一个热水储存装置，用来储存由太阳能集热器产生的热水供给使用。

空气源热泵则通过从室外空气中吸热，通过压缩和膨胀工作过程将热能转移到热水中。

它的工作原理是通过外部的蒸发器从室外环境中吸收热量，然后通过压缩机将低温的热量转移到热交换器中的热水部分，并通过膨胀阀使其降温。

通过循环此过程，该系统能够将空气中的热量转移到热水中。

太阳能集热器和空气源热泵的联合供热系统通过充分利用两种能源的优势，提高了供热水的效率和可靠性。

为了实现这一目标，该系统配备了一套智能控制系统。

该控制系统基于温度传感器和湿度传感器等设备，实时监测室外温度和湿度以及室内需求温度。

根据监测到的数据，控制系统能够自动选择最优的能源供应策略，以保证供热水系统的高效运行。

例如，当太阳能集热器的收集效率较高且充足阳光资源时，控制系统会优先选择利用太阳能集热器供热水。

而在充足太阳能资源不足或夜晚时，控制系统会切换至空气源热泵供热模式。

此外，控制系统还能检测室内热水储存器中的水温，以避免热水储存器中的水温过高或过低。

当储存器中的水温低于设定的温度阈值时，控制系统会自动启动太阳能集热器或空气源热泵，以加热热水储存器中的水。

总之，太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统通过利用可再生能源和智能控制方法，能够提高供热水系统的能源利用效率和可靠性。

这种联合供热系统的应用有助于减少对传统能源的依赖，并为可持续发展做出贡献。

空气源热泵热水器与太阳能热水器的区别空气源热泵热水器与太阳能热水器都是利用自然环保能源产生热水的装置，但它们有着本质的区别。

空气源热泵热水器是以空气热量为能源的，但它获取能量的方式是主动的，因而不受阴天下雨白天黑夜影响。

太阳能热水器获得能量的方式是被动的，它依靠太阳光直接辐射才有较好的效果，因而只能在晴天里才能够产生热水，其它时间必须依赖传统加热方式如：电热辅助；煤气炉辅助；空气源热泵热水器辅助等。

一、空气源热泵技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。

空气源热泵系统通过自然能 ( 空气蓄热 ) 获取低温热源，经系统高效集热整合后成为高温热源，用来取 ( 供 ) 暖或供应热水，整个系统集热效率甚高。

空气源热泵特点是：绿色环保：高新科技的结晶，代表未来发展方向，利于环境保护，。

安全节约：是冷热结合，设备应用率高，节省投资，节能，一元钱当五元钱花，有利于能源的综合利用，。

四季制热：阴雨天或寒冷冬季，均能全天候合成高温热源。

时尚耐用：用料精选。

( 使用寿命在 18 年以上 )设计精堪：全自动控制，免维护运行，代表制热高新精尖科技，因此热泵备受大家的关心。

体积小巧：可置屋顶、阳台、庭院、室内等，并能与建筑物有机结合。

热泵热水器是一种新型热水和供暖热泵产品，是一种可替代锅炉的供暖设备和热水装置。

与传统太阳能相比，热泵热水器不仅可吸收空气中的热量，还可吸收太阳能。

热泵热水器通过制冷剂温差吸热和压缩机压缩制热后，与水换热，大大提高热效率，充分利用了新能源，是将电热水器和太阳能热水器的各自优点完美的结合于一体的新型热水器。

目前，热泵热水器有空气源热泵热水器、水源热泵和太阳能型三种系列，是开拓和利用新能源最好的设备之一。

空气源（太阳能）热泵是当今世界上最先进的产品之一，该产品以制冷剂为媒介，制冷剂在风机盘管（或太阳能板）中吸收空气中（或阳光）中的能量，再经压缩机压缩制热后，通过换热装置将热量传递给水，来制取热水，热水通过水循环系统送入用户散热器进行采暖或直接用于热水供应。