空气能热泵系统冬天效率低的难题及解决办法！

太阳能是清洁能源，取之不尽，用之不竭。太阳能热水器系统技术比较成熟，得到了广泛的应用。

空气能技术利用压缩机，消耗一定的电能，从环境热源中吸收低品位热能，然后转化为更高温度的热能并在要求的范围内释放，理论能效可达1:4。但是，这两种热源受气候环境的影响，单独使用时会有一定的局限性。因此，根据长江中下游地区的气候特点，将太阳能与空气能相结合，设计全年热水供应和冬季供暖方案，有效避免了太阳能本身的间歇性和稀薄性。也解决了空气能热泵系统冬季效率低的问题，同时也改善了系统'

本项目在安徽某住宅区一、三房、二厅的单元内实施太阳能与空气能联合供热水供暖系统工程。以太阳能和空气能作为热源，热源储存在保温水箱中并通过热水。管道送至供暖端，以满足生活热水和房屋供暖的要求。房屋采暖采用铜铝复合散热器作为散热装置。

1 太阳能与空气能联供系统初步工程

1.1 联供系统的组成原理

太阳能与空气能联合热水供暖系统主要由太阳能、空气能、储热水箱、循环水泵、散热器、控制系统和管网组成。系统结构如图1所示。太阳能和空气能形成并联系统。当太阳辐射足够强时，不使用空气能，太阳能子系统可以收集热能，满足热水负荷的要求；当辐射不足或天气阴雨雪雪时，空气能子系统运行，直接影响保温。水箱中的水被加热到额定温度。

图 1 太阳能与空气能联合热水供暖系统框图

1.2 联供系统安装工程

项目实施地点为安徽省六安市住宅小区，建筑面积约106㎡，实际采暖面积62㎡。试验场地平面设计如图2所示。建筑物外墙为240mm砖墙，外墙设置保温层。窗户为铝合金双层窗户。其中，1号房和客厅阳台有推拉玻璃门，2个阳台不属于采暖范围。地面材料为瓷砖面层，地面埋管采用混凝土预埋管。

安装前位置图

太阳能热水器采用格尚节能壁挂式太阳能集热器内置80L加压水箱。水箱为不锈钢保温水箱，安装在南阳台东墙上。太阳能热水器集热板挂在阳台外。夹角30°，集热面积1.44平方米，空气能热水器位于其所在楼层东北角外的平台上。

该系统采用自动控制系统来控制热源的收集和使用。

设定冬季房间供暖标准为q=45W/m2，参考房间面积为S=60m2，需要配备的空气能压缩机的输出功率为Q=q×S=2700W，计算为15每天几个小时。热量Q=45×60×15=40500W。

1.3 加热终端选型与计算

房间采暖的散热方式采用铜铝复合散热器，具有散热快、维修方便等优点，更重要的是可以有效防止水污染。工程有5组散热器，方案单件高度1800mm，横向占用空间小。安装在房间1、房间2、房间3、的客厅和餐厅的墙壁上，浴室用的小型铜铝复合散热器用于卫生间，位置如图2所示。

选用单个1800mm散热器，理论散热380瓦到400瓦，受热面积3.8㎡。房间1面积为16.1m2，必须有6件。2号房面积为8.6m2，必须有4件。3号房面积7.2m2，必须有3件。客厅面积为18.5平方米，必须是7件。餐厅面积11.6㎡，必须有5块。

2安装方案

2.1 热水循环系统方案1

位置安装设计完成后，必须设计预埋管道和热水循环水路。为了发挥太阳能热水器和空气能热水器的综合效果，小编考虑将太阳能热水器放在空气能热水器的前面。这样，当太阳能热水器的热水温度达到设定温度时，空气能热水器就无需耗电加热。该系统的优势在于利用了可再生资源——太阳能，可以在一定程度上节约能源消耗。方案1设计的热水循环系统如图3所示。

将太阳能热水出水口连接到空气能热水器冷水出水口，即进水口，空气能热水器热水出水口直接连接加热终端设备（如淋浴或散热器）。房间 1 和太阳能之间有一个单向阀。热水可以流到太阳能进水口，但冷水进水口的水由于单向阀的作用不能流到供暖设备，可以保证热水的温度不受干扰。冷水。

2.2 热水循环系统方案二

如图4所示，太阳能热水出水口与房间内的散热器串联。房间3的散热器出水口通过泵阀2与空气源热水器冷水出水口相连，即空气源热水器进水口，空气源热水出水口依次连接。通过菜盆、洗脸盆、淋浴器等装置，再通过阀门3（单向阀，功能同方案1)）送入太阳能冷水进水口，形成一个大串联电路。

阀门2的作用是为冬季供暖提供水循环。在非采暖季节，阀门2关闭，阀门1打开，太阳能热水不经过各个散热器直接流入空气能热水器的冷水入口美的太阳能热水器，减少了热水循环管路。，减少热量损失。

2.3 两个热水循环系统工程项目对比

热水循环系统项目1中，太阳能热水器储水箱的热水接入空气能入口。如果热水温度达到设定温度，空气能不需要消耗电能来加热；如果热水温度低于设定温度，空气源热水器将其加热到额定温度，供热负荷使用。在使用热水的过程中，如果运行水位下降，需要尽快向太阳能储水箱供应冷水，因为补充水的注入降低了热水的温度。用水。方案一的缺点是在非采暖季节，热水流过的线路较长，热量损失较大，流速也较快，

热水循环系统项目2中，空气能热水器的热水通过生活热水利用装置流入太阳能储水箱进水口，太阳能热水通过房间散热器流入空气能热水器。 . 在非采暖季节，可以关闭各个散热器的阀门，太阳能热水直接流入空气能，减少了管道的热量损失。因为平板太阳能只能用冷水上面的热水，所以在采暖季节，太阳能热水器中注入冷水并不影响生活热水的使用，但是当一个大量使用热水，会严重影响供暖效果。

热水循环系统工程1和热水循环系统工程2均采用太阳能作为预热系统美的太阳能热水器，充分利用太阳能，提高空气能进水温度，有效节约能源。两类热水循环系统工程项目的区别在于：项目1的太阳能热水入口接入空气能，经过两段制热后送入散热器装置，补充供应太阳能冷水不影响加热效果；太阳能热水通过散热器装置流入空气能。在采暖季节，不使用生活热水，即不供应冷水时，热水在系统中循环供暖，不影响房间供暖效果。散热器的补水会降低水箱的温度。由于太阳能供暖的滞后性，散热器内的水温会迅速下降，严重影响供暖效果。综合比较，决定使用该项目。

热水循环系统工程1预埋施工管道平面图如图5所示：

图5 热水循环系统预埋管路图

预埋管道热水循环系统部分参数如表1所示。

表1 热水循环系统热水管道参数

3 结论

太阳能与空气能联合供暖供热系统是降低建筑能耗的研究热点，对节能环保具有重要意义，但在具体的安装施工中还有很多细节需要注意。值得研究和讨论。本文通过对热水循环系统项目1和热水循环系统项目2的比较，综合考虑生活热水和采暖效果，选择项目1作为建设方案。热水循环系统的预埋管道（如图5)）利用太阳能作为预热系统，可以最大限度地发挥利用太阳能的节能潜力，也解决了空气能在低温环境下运行条件差的问题。天气多云、下雨、下雪时，激活空气能满足热负荷要求。