太阳能与热泵双能源型地暖+空调+热水系统
家用太阳能、热泵双能源系统介绍
1.太阳能、热泵双能源系统的实用性
和太阳能制冷的上述系统不同，太阳能、热泵双能源系统的实用性是很强的。因为它实际上就是一个以热泵作为辅助能源的太阳能热水系统。由于这一系统极高的节能效果和较低的运行费用，还是具备很强的市场竞争力的。太阳能、热泵双能源系统在以热泵作为辅助能源的太阳能热水系统的基础上，不需要增加多少费用的情况下，就能够实现除了提供生活热水之外，还能够提供采暖和制冷的功能。因为热泵机组是现成的，只要增加风机盘管就可以实现采暖和制冷，如果对采暖要求较高，还可以采用地板辐射采暖。
2.家用双能源系统的工作原理
家用太阳能、热泵双能源采暖、制冷和生活热水系统的原理如图1。
3.太阳能制热水：图2是图1的简化图，图显示了中心泵站内的水路。中心泵站内部包括了太阳能循环泵、热泵循环泵、板式换热器、两个三通阀和一个单向阀。
太阳能集热器将太阳能转换为热能，太阳能集热器通过太阳能循环泵与储热水箱中的盘管进行强迫循环，将集热器中的热能送给盘管，盘管换热器与水箱内的水换热，从而加热水箱内的水。水箱内储存的热水通过热水出水口提供给用户使用。
4.热泵制热水：图3中热泵通过热泵循环泵与储热水箱中的水进行强迫循环，直接加热水箱内的水。此时热泵工作在制热水状态，两个三通阀都是A与C通。
5.太阳能采暖：图4中太阳能集热器通过太阳能循环泵与储热水箱中的盘管进行强迫循环，盘管换热器与水箱内的水换热，从而加热水箱内的水。热泵不工作，只是作为一个水路的通道。热泵循环泵将储热水箱内的热水的热量送给板式换热器，地暖循环泵将板式换热器的热量送给地暖盘管，从而实现地板辐射采暖。
6.热泵采暖：图5中热泵工作在制热水状态，热泵循环泵直接将热泵输出的热量送给板式换热器，地暖循环泵将板式换热器的热量送给地暖盘管，从而实现地板辐射采暖。
7.图6中热泵工作在制冷冻水状态，热泵循环泵直接将热泵输出的冷量送给板式换热器，地暖循环泵将板式换热器的冷量送给风机盘管，从而实现空调制冷。
热泵采暖与热泵制冷除了热泵机组的工作状态不同———一个工作在制热水，另一个工作在制冷水状态外，还有一个不同点就是末端的工作对象不同———一个末端是地暖盘管，另一个末端是风机盘管。它们的切换都是通过智能控制器来实现的。
2工程型太阳能、热泵双能源系统方案
需要说明的是上述方案仅适用于家用的小型系统，对于大型的系统就不太适用了。
工程型太阳能、热泵双能源系统的工作原理如图7所示。
图7中序号1是热水水箱，提供生活热水，该水箱正常情况下由太阳能集热系统加热，阴雨天太阳能集热系统提供的热量不足时，由热泵的主机(序号7)辅助加热。辅助加热时，热泵主机输出的热量是通过板式换热器(序号3)输入热水水箱的，此时热水泵A(序号5)和热水泵B(序号2)都工作。
太阳能采暖时热水泵B(序号2)和主循环泵(序号13)都工作。热水泵B负责将热水水箱内的热能送入板式换热器(序号3)，主循环泵负责将板式换热器内的热能送入空调水箱(序号14)和采暖末端(序号10)，采暖末端可以是风机盘管也可以是地暖盘管，达到采暖的目的。
热泵采暖时只需开启主循环泵和热泵的主机以及热泵的子机(序号8)，子机可以有许多台，子机互相并联。主循环将热泵主机和子机输出的热能送入空调水箱和采暖末端，达到采暖的目的。
热泵制冷时也是开启主循环泵和热泵的主机以及热泵的子机，不同之处是此时热泵的主机以及热泵的子机都工作在制冷状态。主循环将热泵主机和子机输出的冷冻水送入空调水箱和制冷末端，制冷末端为风机盘管，从而达到制冷的目的。
和家用系统不同的是，工程系统采暖和制冷末端的变化很大，可能有许多房间，采暖或制冷时可能只开其中的一间，也可能所有的房间全部开启。所以为了适应这一需求，我们增加了空调水箱，同时又增加了多台热泵子机。这些热泵子机可以根据负荷情况，每台都可以随时单独开启或关闭。
每个房间有一个温控器，可以调节房间内的温度和控制该房间的分水器和集水器的工作状态。
3结论
在目前太阳能制冷还缺乏市场竞争力的情况下，太阳能、热泵双能源采暖、制冷和生活热水系统是一个值得推广的解决采暖、制冷和生活热水的好方案。其理由如下：
1.首先，它使用的太阳能是可再生的绿色能源。它消耗的少量电能也是源自绿色能源，没有污染。
2.其次，它是目前最节能的可行方案。
3.上面列举的仅仅是冬季采暖的经济效益，如果综合采暖、制冷和生活热水所节省的运行费用，经济效益会更加可观。
4.地板辐射采暖虽然初投资较大，但是使用效果最好也最舒适，同时也是最适合用于太阳能和热泵作为能源的系统。
5.根据不同的气候条件，选用不同的热泵。在南方，可以选用空气源热泵;在北方，可以选用地源热泵。
|
|
