醫(yī)院、酒店等大型中央熱水系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)所,大多采用太陽(yáng)能作為其中央熱水系統(tǒng)的主要熱源。這些場(chǎng)所一般要求衛(wèi)生熱水在一定的時(shí)間段內(nèi)或全天24小時(shí)連續(xù)供應(yīng),為滿足太陽(yáng)能不足時(shí)的用熱需求,使太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)的投資更加經(jīng)濟(jì),通常采用電加熱器或電鍋爐、燃煤或燃油(氣)鍋爐、市政熱力等作為太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)的輔助熱源。
熱泵技術(shù)是一種新型的節(jié)能制冷供熱技術(shù),長(zhǎng)期以來(lái)主要應(yīng)用于建筑物的采暖空調(diào)領(lǐng)域。因熱泵制熱在節(jié)能降耗及環(huán)保方面的良好表現(xiàn),衛(wèi)生熱水供應(yīng)系統(tǒng)也越來(lái)越多的采用熱泵設(shè)備作為熱源。其中以室外空氣為熱源的空氣源熱泵,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不需要專(zhuān)用機(jī)房,安裝使用方便,在生活熱水供應(yīng)方面具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。除了比較大型的空氣源熱泵熱水系統(tǒng)外,現(xiàn)在已很多小型家用空氣源熱泵熱水器也投放市場(chǎng)。但空氣源熱泵的一個(gè)主要缺點(diǎn)是供熱能力和供熱性能系數(shù)隨著室外氣溫的降低而降低,所以它的使用受到環(huán)境溫度的限制,一般適用于最低溫度一10℃以上的地區(qū)。
將熱泵技術(shù)與太陽(yáng)能結(jié)合供應(yīng)生活熱水主要有兩種方式:一種是直接以空氣源熱泵作為太陽(yáng)能系統(tǒng)的輔助加熱設(shè)備;另一種是利用太陽(yáng)能熱水為低溫?zé)嵩椿驅(qū)⑻?yáng)能集熱器作為熱泵的蒸發(fā)器的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)。前者以太陽(yáng)能直接加熱為主以空氣源熱泵為輔,解決太陽(yáng)能供熱的連續(xù)性問(wèn)題,但仍舊無(wú)法擺脫環(huán)境溫度對(duì)熱泵制熱性能的影響;后者完全以太陽(yáng)能作為熱泵熱源,大大提高了太陽(yáng)能的利用效率,但太陽(yáng)能資源不足時(shí)仍需要增加其它輔助熱源,并且熱泵供熱能力受太陽(yáng)能集熱量的限制,規(guī)模一般比較小。
在大型的太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)中,空氣源熱泵無(wú)疑是一種比較理想的輔助加熱設(shè)備。為了改善空氣源熱泵在低溫環(huán)境下制熱運(yùn)行的性能,擴(kuò)大它的使用區(qū)域,于是出現(xiàn)了一種適合于低溫環(huán)境中工作的太陽(yáng)能一熱泵中央熱水系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用一種新型的低溫太陽(yáng)能輔助的空氣源熱泵機(jī)組和太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)結(jié)合,低溫空氣源熱泵機(jī)組突破了熱泵受環(huán)境溫度等條件約束,解決了傳統(tǒng)空氣源熱泵機(jī)組在低溫環(huán)境下可靠性差和制熱效率低的問(wèn)題,尤其適用于黃河流域、長(zhǎng)江以北、華北、西北等地區(qū),大大擴(kuò)展了風(fēng)冷熱泵機(jī)組的應(yīng)用區(qū)域。太陽(yáng)能和熱泵互為輔助熱源,最大限度地利用太陽(yáng)能,解決陰雨天氣及冬季環(huán)境溫度較低太陽(yáng)能資源不足時(shí)熱水供應(yīng)保證率,做到全年、全天候供應(yīng)熱水。
太陽(yáng)能+熱泵中央熱水系統(tǒng)的實(shí)用意義
運(yùn)行可靠
作為太陽(yáng)能一熱泵中央熱水系統(tǒng)的主要組成部分,太陽(yáng)能和空氣源熱泵都是技術(shù)成熟的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。太陽(yáng)能在生活熱水系統(tǒng)中的規(guī)?;靡延?0余年的歷史,空氣源熱泵的大量應(yīng)用也有數(shù)十年的歷史,太陽(yáng)能熱泵中央熱水系統(tǒng)將太陽(yáng)能與空氣源熱泵技術(shù)有機(jī)結(jié)合,在不影響二者原有運(yùn)行功能的條件下,使其運(yùn)行效率顯著提高,從而能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行,節(jié)約熱水系統(tǒng)常規(guī)能源消耗。
節(jié)能效益
根據(jù)我國(guó)北方大部分地區(qū)的太陽(yáng)輻照資料,按照衛(wèi)生熱水系統(tǒng)平均耗熱量和太陽(yáng)能集熱器日平均得熱量確定太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的集熱器面積,太陽(yáng)能一熱泵中央熱水系統(tǒng)中,太陽(yáng)能直接加熱可滿足熱水系統(tǒng)全年60%~80%的熱量需求,其余20%~40%熱量由太陽(yáng)能輔助加熱空氣源熱泵機(jī)組供應(yīng),熱泵平均COP可達(dá)3.0,即其所供應(yīng)熱量有65%以上來(lái)自集熱器不能直接利用的太陽(yáng)能和空氣熱能。在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行中,集熱器吸收的太陽(yáng)能的利用率接近100%,輔助加熱的電力消耗只占系統(tǒng)總能耗的7%~14%,較常規(guī)能源的熱水系統(tǒng)可至少節(jié)能85%以上。
通過(guò)上述分析可見(jiàn),太陽(yáng)能一熱泵中央熱水系統(tǒng)是一種性能可靠、環(huán)保節(jié)能的熱水系統(tǒng)形式,該系統(tǒng)只使用太陽(yáng)能及少量的電能,對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何污染。在白天最低溫度一15%以上、太陽(yáng)輻照良好的我國(guó)大部分地區(qū)都可推廣應(yīng)用。統(tǒng)一熱水供應(yīng),冬天采暖運(yùn)行時(shí)節(jié)約常規(guī)能源60%以上,在我國(guó)大部分冬冷夏熱地區(qū),本系統(tǒng)也可與建筑物采暖空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合,發(fā)揮最大的節(jié)能作用。