太阳能辅助CO2热泵与制冷系统实验研究

３８２工程热物理学报２９卷１系统流程设计

本文设计的结构及控制简单的太阳能辅助空气

源跨临界二氧化碳热泵空调热水系统，将太阳能集

热系统与热泵（制冷）系统紧密配合，以适应春夏秋

冬不同季节的制热、制冷、制热＋热水、制冷＋热

水、热水等不同的需求，达到设备紧凑，节约能耗的

要求。太阳能辅助空气源跨临界二氧化碳热泵综合

空调系统的结构包括二氧化碳热泵（制冷）系统、太

阳能集热系统、室内换热系统和室外换热系统四部

分，如图１所示．

１．压缩机；２，７．四通阀；４．室内水换热器；

５．室内空气换热器；８．内部换热器；９．节流阀；

１１．室外空气换热器；１３．室外水换热器；１４．储液罐；

１５．太阳能集热器；１６．蓄热水箱；１７．水泵；

其余３、６、ｉ０、１２、１８，１９．均为三通阀

图１太阳能辅助空气源跨临界二氧化碳热泵

综合空调系统结构示意图

Ｆｉｇ．１Ｌａｙｏｕｔｏｆｓｏｌａｒａｓｓｉｓｔｅｄａｉｒ

ｓｏｕｒｃｅ

Ｃ０２ｈｅａｔｐｕｍｐ

ｗａｔｅｒｈｅａｔｅｒａｎｄ

ａｉｒ．ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ

此系统在不同气候条件下，通过太阳能和热泵（制冷机）的协调配合，可达到制热水、制热和制冷三种功能。总的来说，此系统有５种工作模式，分别是：（１）热水工况；（２）制热工况；（３）制热＋热水工况；（４）制冷工况；（５）制冷＋热水工况。

２实验装置介绍

根据上述设计流程，本文搭建了一个太阳能辅助空气源热泵系统实验台．实验装置设计制冷量为７ｋＷ，制热量为１１ｋＷ。蒸发温度范围为Ｏ一１０。Ｃ，高压侧压力范围为９～１１ＭＰａ．图２为跨临界Ｃ０２热泵制冷系统实验装置照片，图３为放置在楼顶的太阳能集热器照片。实验装置的具体部件规格见表１．

图２太阳能辅助跨临界Ｃ０２制冷与热泵系统照片Ｆｉｇ．２ＳｏｌａｒａｓｓｉｓｔｅｄａｉｒｓｏｕｒｃｅＣ０２ｈｅａｔｐｕｍｐｗａｔｅｒ

ｈｅａｔｅｒａｎｄａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ

图３太阳能集热器照片

Ｆｉｇ．３Ｓｏｌａｒｃｏｌｌｅｃｔｏｒ

本实验采用铂电阻对温度进行测量，总共２２个Ｐｔｌ００铂电阻分别布置在Ｃ０２回路、冷却水回路、冷冻水回路以及热水回路．铂电阻精度为ｉ０．２。Ｃ．使用Ｏ．２５级精度的电容式压力传感器测量ＣＯｓ回路高、低压侧的压力，而ＣＯｓ流量采用西门子公司生产的ＭＡＳＳＦＬＯＭａｓｓ２１００型，它的精度为士ｏ．５％．所有的温度和压力信号均由惠普公司生产的Ａｇｉｌｅｎｔ３４９７０Ａ进行数据采集。

３实验结果

本文分别使用水、空气和蓄热水箱作为系统的冷端热源，下面分别予以介绍。

３．１水－水热泵制冷循环

图４和图５给出了给定高压侧压力和蒸发温度时，Ｃ０２跨临界热泵系统的制冷量以及ＣＯＰ随气体冷却器出口温度变化时的实验结果．其中只为蒸发压力。本实验采用两种不同换热面积的内部换热器，ＢＩＨＥ和ＳＩＨＥ分别表示面积大的和面积小的内部换热器。图４显示出在气体冷却器ＣＯｓ出口温度、系统高压压力值不变时，ＣＯｓ单位质量制冷量

随蒸发压力的上升而减小，这是因为当ＣＯｓ压力大

太阳能+空气双热源式热泵及热水系统

太阳能－空气双热源式热泵及热水系统 随着面积超过100m2的住宅和别墅的出现，以及人们对空调房间内空气品质的要求越来越高，研究开发一种经济效益和环保效益均优的户式中央空调系统（有的称家用中央空调）已经迫在眉睫。同时，研究开发和利用新能源，已经成为世界各国能源研究与开发的共同战略目标。20世纪70年代能源危机以来，太阳能作为可利用的新能源，逐步成为国内外研究的重点。最近研究表明：到2050年，核能将占第一位，太阳能占第二位；21世纪末，太阳能将取代核能占第一位。太阳能以其取之不尽、安全、无需运输、清洁无污染等特点受到人们的重视。由于太阳能受季节和天气影响较大、热流密度低，导致各种形式的太阳能直接热利用系统在应用上都受到一定的限制。随着生活水平的提高，热用户对于供热的要求也越来越高，太阳能利用的一些局限性日益显现出来：（1）在太阳辐照时间少的国家和和地区，其应用受到很大限制；（2）白天集热板板面温度的上升会导致集热效率下降；（3）在夜间或阴雨天没有足够的太阳辐射时，无法实现24h的连续供热，如采用辅助加热方式，势必又要消耗大量的其它能源；（4）加热周期较长；（5）传统的太阳集热器与建筑不易结合，在一定程度上影响了建筑的美观；（6）常规的太阳热水器需要在房顶设水箱，在夜间气温较低时，储水箱和集热器向外界散热造成大量的热量损失。为了克服太阳能利用中的上述问题，人们又提出了采用太阳能加热系统作为蒸汽压缩式热泵系统的热源。蒸汽压缩式热泵在实际应用中最大的问题是当冬天的大气温度很低时，热泵系统的效率比较低。 而太阳能热利用系统中的集热器在低温时集热效率较高，而热泵系统在其蒸发温度较高时系统效率较高，那么可以考虑采用太阳能加热系统来作为热泵系统的热源。这样既克服了太阳能加热系统的问题又解决了热泵系统冬季效率低的问题。太阳能热泵系统由于利用太阳能具有节能环保的作用而得到快速的发展[1-2]。 1 太阳能热泵系统的型式

太阳能双源热泵系统简介

太阳能双源热泵采暖系统 北京聚天华节能科技发展有限公司自主研发，拥有完全知识产权。公司对整个系统进行了可行性论证、市场调查、项目立项和研发、试制及测试，项目从2008年立项至今。系统节能性能获得了北京工业大学、清华大学和科技部的热能、节能等方面的专家充分的认可。已申报太阳能双向热泵主机、铜热管高效太阳能集热器、蓄热式余热回收换热器等七项国家专利（其中发明专利四项）和多项软件/作品著作权。 双源热泵是通过主机的双向岔流结构将两个热源（阶梯）并接起来。通过双源切换合理使用两个热源，以达成末端用能需求。 2008年11月我们便在北京市昌平区马池口镇建立了试验项目，使用太阳能为该项目提供采暖季和过度季采暖和生活热水（当时没有做制冷季空调设计）。该项目为一个小独院民居，采暖面积70平米，使用地板采暖。铺设太阳能集热器24平米，双源主机额定功率6千瓦。系统经受了08年11月~11年9月三个采暖季和三个过度季的系统运行的考验，为我们对系统的每一次改进提供了宝贵的数据依据。在试验项目运行的三年时间里，我们的系统经历了主机升级两次和控制系统改版（软件、硬件大小改动）十一次。 科技部科技创新基金得主，科技部和中关村科技园区支持的科技创新项目。2010年5月我们申报了国家科技部的创新基金，专家组经评审核议，对双源热泵采暖系统的创新性和节能性能给予了充分的肯定和一致的好评。科技部、中关村科技园区、丰台科技园给予我们一定的资金和政策支持。 双源热泵采暖系统的适用范围：低层建筑、低密度建筑，采光良好，有一定的自由空间（用来布置太阳能集热器，建设机房，放置中控机柜、蓄热水箱和双源热泵主机等）。使用地源热泵要求房子周围有空地可以打地源井；使用水源热泵要求附近有江河湖泊。系统要使用土壤源热泵，所以对地下土层土质有一定要

太阳能与空气源热泵技术要求

B8太阳能及热泵集中热水系统技术条款 一、招标范围： 1、按国家相关技术标准、规范、热水系统图纸和招标文件的要求完成太阳能供热及空气源热泵辅助加热系统的施工图深化设计、设备采购供应、安装、调试工程等所有项目。 2、供应设备包括但不限于：太阳能集热器、保温承压水罐、膨胀罐、循环水泵组、热水回水泵组、空气源热泵、不锈钢管、各种阀门、电磁阀、自动化仪表及控制系统、机房内设备连接管路以及管路保温。安装内容包括集热装置、热泵系统、热水循环管路及部件、储水箱、配套水泵的安装及其管道连接。自动化仪表及控制系统包括温度计、压力表、传感器、循环水泵和热水回水泵的控制系统及与楼控系统的接口。 2．总承包单位负责提供冷水补水管道及接驳，楼内热水系统热水供水管道及回水管道的设备、管材、附件（包含水表井内的热水供水总管、热水回水总管、给水管的安装和水表井至各住户的热水供水支管、给水支管）的安装和预留预埋（含各种套管、预埋铁等）、太阳能集中供热水及空气源热泵辅助加热系统工程的混凝土结构工程（含设备基础等）；中标单位提供施工详图及现场校核配合。 3．给排水：室内生活热水供回水管道、冷水补水管道以进入太阳能及热泵机房内的第一个阀门为界，阀门之前的管道安装由总包负责，阀门之后的管道及设备安装由中标单位负责。太阳能及热泵系统的调试由中标人负责，生活热水系统的联合调试由中标人配合总包完成。机房的排水及照明、通风设施由总包负责。 4．电气：太阳能及热泵专用开关箱进线电缆的采购和安装由总承包单位负责；太阳能及热泵专用开关箱之后的配电箱、控制箱、电缆等的设计、采购、安装等由中标单位完成；中标人负责按总包图纸要求完成机房内设备与大楼防雷接地系统的连接。 5．其他未详界面由中标人严格按太阳能集中供热水及空气源热泵辅助加热系统设备采购、安装、调试施工图纸的整体配套集成要求进行完成。 二、技术要求：

太阳能补热地源热泵系统的计算

太阳能放置位置包括：（1）、30号楼楼顶（面积约400m2），楼高51m；（2）、后期30号楼前有车棚，顶部可放置，车库楼高2米，（3）、机房屋顶，机房楼高约6米。三块地方总面积可以满足1000m2的要求。

1.4.4 太阳能辅助热源计算 （1）太阳能资源分析 太阳能资源是用不枯竭的清洁可再生能源，是人类可期待的、最有希望的能源之一。我国幅员辽阔，有着丰富的太阳能资源，如下是我国太阳能资源分布图： 本项目地点位于山东省、临沂市。地理坐标为：北纬34°22′，东经117°24′。根据国家气象中心2001年公布的《中国气象辐射资料全册》公布的数据，具体参数如下：

（2）辅热与补热工作原理介绍 春夏秋补热工作原理 春夏秋三季，关闭阀门V2，V3，开启阀门V1。运行太阳能循环水泵1，使集水箱内水被太阳能集热器加热。当集水箱内水温达到65℃后，运行板式换热器一次水泵2和源侧水泵5，对土壤进行补热；当集水箱内水温低于25℃后，停止板式换热器一次水泵2和源侧水泵5，停止补热。 （3）补热定量计算 春夏秋日平均太阳辐射强度为15.759 MJ/m2。 太阳能集热器的平均集热效率，根据经验取值取0.25～0.50，取0.48。 A 太阳能集热板选型 按照民用太阳能设计规范中规定，直接系统集热器总面积按下式计算，在本项目中设太阳能在春夏秋三季内补充地埋部分所需的热量，考虑室外地埋换热器在设计过程中亦考虑了热平衡措施，太阳能补热仅需作为辅助措施，本方案中按总吸热量1084200 kW?h（3903120 MJ）的50%进行配置，则： A c =Q w f/ (nJ tηcd) 式中：A c——直接式系统集热器采光面积； Q w——年累计吸热量，MJ； n ——年累计吸热天数，本方案为120天。 J t——当地集热器采光面上年平均日太阳辐照量，15.759MJ/㎡?d；

太阳能+锅炉(热泵)热水系统

太阳能+锅炉（或热泵）双能源生活热水系统 一、设备选用原则 1、太阳能集热器： 宜选用集热效率高，承压能力强，安装维护方便的产品，如金属吸热体的热管真空管式集热器、平板式集热器等。 太阳能集热器的面积应因地制宜，根据资金状况和用热需求尽可能安装足够的集热面积，但太阳能供热能力不能超过每日均供热需求，以免影响投资的经济性，并且在实际使用中出现供热富裕造成浪费。 2、锅炉（或热泵） 根据当地能源状况可选用燃气、燃油或电热锅炉。 为减少投资，便于安装，锅炉宜选用常压热水锅炉。 热泵可选用空气源热泵或地源热泵。 为保证水质，应选用内置换热器的间接加热式常压热水锅炉或直接加热式锅炉外单独设置换热设备加热热水。 锅炉功率应按满足最大日供热需求或设计最大小时耗热量确定，保证在阴雨天气没有太阳能资源时的热水正常供应。 3、储热水箱 储热水箱应采用成品水箱或现场拼装的保温水箱。 为保证水质，水箱内胆宜采用不锈钢材质。 水箱容量按太阳能集热系统每日所能加热的热水量确定，但不应低于热水系统最大小时热水用量。 二、系统安装方案及工作原理 1、太阳能和锅炉并联 工作原理： （1）太阳能集热系统 太阳能系统为强制循环系统，集热循环泵由集热器和水箱的温差控制，当集热内温度于水箱温度之差达到设定启动值时，循环泵运转，当二者温差小于设定停止值时，循环本停止。如此循环往复，将集热器所获取的太阳能热量源源不断

输送到储热水箱。 （2）锅炉 管理人员根据供应热水时间设定锅炉运行时段，在供热水时间到来之前，锅炉自动进入工作状态，此时锅炉控制系统根据水箱温度状况确定是否点火运行，保证热水用水时间内供水温度不低于设计温度。 （3）冷水补水 冷水直接补入储热水箱。水箱内设有液位控制传感器，通过太阳能控制系统可设置多级水位。在太阳能系统运行之前，水箱注水至最低水位，当太阳能系统运行，水温升高至设定温度时，补水电动阀打开，将水箱水位补充至高一级水位。如此逐级加热，直至将水箱注满水。 （4）方案原理示意图 本方案适用于定时供应热水的场所，锅炉定时启动，最大限度利用太阳能。 2、太阳能和锅炉串联 （1）太阳能集热系统 太阳能系统为强制循环系统，集热循环泵由集热器和水箱的温差控制，当集热内温度于水箱温度之差达到设定启动值时，循环泵运转，当二者温差小于设定停止值时，循环本停止。如此循环往复，将集热器所获取的太阳能热量源源不断输送到储热水箱。

太阳能热泵原理及技术分析

太阳能热泵原理及技术分析 热泵技术是一种新型的节能制冷供热技术，长期以来主要应用于建筑物的采暖空调领域。因热泵制热在节能降耗及环保方面的良好表现，卫生热水供应系统也越来越多的采用热泵设备作为热源[2]。其中以室外空气为热源的空气源热泵，结构简单，不需要专用机房，安装使用方便，在卫生热水供应方面具有不可替代的优势，除了比较大型的空气源热泵热水系统外，现在已有多个品牌的小型的家用空气源热泵热水器也投放市场。但空气源热泵的一个主要缺点是供热能力和供热性能系数随着室外气温的降低而降低，所以它的使用受到环境温度的限制，一般适用于最低温度-10℃以上的地区[3]。 将热泵技术与太阳能结合供应生活热水，国内外进行了许多这方面的研究，主要有两种方式，一种是直接以空气源热泵作为太阳能系统的辅助加热设备，另一种是利用太阳能热水为低温热源或将太阳能集热器作为热泵的蒸发器的太阳能热泵系统。前者以太阳能直接加热为主以空气源热泵为辅，解决太阳能供热的连续性问题，但仍旧无法摆脱环境温度对热泵制热性能的影响；后者完全以太阳能作为热泵热源，大大提高了太阳能的利用效率，但太阳能资源不足时仍需要增加其它辅助热源，并且热泵供热能力受太阳能集热量的限制，规模一般比较小。 在大型的太阳能中央热水系统中，空气源热泵无疑是一种比较理想的辅助加热设备，为了改善空气源热泵在低温环境下制热运行的性能，扩大它的使用区域，结合国内外太阳能热泵研究中的先进经验，我们研制了一种适合于低温环境中工作的太阳能—热泵中央热水系统。该系统采用一种新型的采用低温太阳能辅助的空气源热泵机组和太阳能集热系统结合，太阳能和热泵互为辅助热源，最大限度的利用太阳能，解决阴雨天气及冬季环境温度较低太阳能资源不足时热水供应保证率，做到全年、全天候供应热水。 1太阳能—热泵中央热水系统组成 1.1太阳能—热泵中央热水系统基本组成 太阳能—热泵中央热水系统的主要组成部分为太阳能集热器和太阳能辅助加热空气源热泵机组，其他辅助设备与常规的中央热水系统相同，包括太阳能循环泵、热水加热环泵、换热器、热水箱及控制器等。 1.2太阳能辅助加热空气源热泵机组 1.2.1太阳能辅助加热空气源热泵机组工作原理 为使空气源热泵在低温环境中高效、稳定、可靠的运行，国内外众多科研单位和生产企业进行了研发和改进，归纳起来主要有三种方式。一是依靠外界辅助热源来提高热泵低温制热性能，比如通过电加热提高热泵制热出水温度、采用燃烧器辅助加热室外换热器、在压缩机周围敷设相变蓄热材料以增加低温条件下制热运行出力等等；二是通过改善制冷剂循环系统来提高热泵的低温制热性能，比如采用双级压缩的空气源热泵，设中间补气回路的空气源热泵等；三是采用变频系统，低温工况下让压缩机高速工作增加工质循环量，同时向压缩机工作腔喷液以防止其过热，从而使热泵机组能够正常运行。 太阳能辅助加热空气源热泵机组是基于上述第一种方式而产生的，如图2所示。在机组的蒸发器上增加了一辅助换热器。热泵在低温环境下制热运行时，高于环境温度的太阳能热水流经该辅助换热器，与将进入蒸发器的室外空气进行热量交换提高其温度，从而使制冷剂在

地源热泵与太阳能热水对比

*******地源热泵和太阳能热水系 统对比 ******* *******地源热泵和太阳能热水系统对比

1.项目概况 本项目为*******易地新建建设项目，位于京杭大运河南侧，扁担河西侧,南观路北侧，时代路东侧，规划用地面积140359平方米，新建建筑面积88926平方米。 2.设计依据 2.1《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012 2.2《民用建筑热工设计规范》GB50176-93 2.3《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001 2.4《江苏省居住建筑热环境和节能设计标准》DGJ32/J 71-2008 2.5《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005 2.6《全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力》 2009年版 2.7《实用供热空调设计手册》第二版 2.8《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002 2.9建筑等其他工种提供的设计图纸及资料 3.设计参数 3.1室外气象参数（本工程参照**气象条件） 室外计算干球温度（℃）室外计算湿球温度 （℃） 室外计算相对湿 度（%） 平均风速 （m/s） 主导风向 冬季夏季夏季冬季冬季夏季冬季夏季 -5 34.6 28.6 75 3 3 C NW SE SSE

3.2室内设计参数序 号房间名称 温度 （℃） 湿度 （%） 新风量 （m3/p?h） 备注夏季冬季夏季冬季 1 教室26 18 50~60 - 17 2 办公26 20 50~60 - 30 3 体育馆26 18 50~60 - 20 4 宿舍26 20 50~60 - 30 5 会议室2 6 18 50~60 20 4.负荷分析 4.1冷热负荷计算 根据负荷计算，本工程的空调设计冷负荷约为：4000 kW，设计热负荷约为：2400 kW。 4.2宿舍生活热水负荷计算 宿舍部分（床位数：2836） 设计用水量：40L/人?日 生活热水出水温度：60℃ 冷水计算温度：5℃ 全天用水量：220X400=113440L/日 热负荷：Q＝C×M×△T×ρ=113440×（60－5）×4.187× 0.983=25680MJ 餐饮部分 考虑热负荷：500MJ 总全天热负荷：25680+500=26180MJ

太阳能辅助供暖的地源热泵经济性分析 艾衍科

太阳能辅助供暖的地源热泵经济性分析艾衍科 发表时间：2018-05-21T15:58:16.423Z 来源：《基层建设》2018年第5期作者：艾衍科[导读] 摘要：近年来，太阳能辅助供暖的地源热泵经济性问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。 山东滨州鑫诚热力有限公司山东滨州 256600 摘要：近年来，太阳能辅助供暖的地源热泵经济性问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了太阳能辅助热源热泵系统的可行性，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就实际案例展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。 关键词：太阳能辅助供暖；地源热泵；经济性；分析 1前言 作为一项实际要求较高的实践性工作，太阳能辅助供暖的地源热泵经济性的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对太阳能辅助供暖地源热泵经济性的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。 2概述 随着全球工业迅速崛起，经济发展十分迅速，城市化进程日益加快使得能源消耗增涨迅速，在许多国家，能源危机日益凸显。目前应用较多的矿物能源是石油、天然气和煤炭，核裂变能也在逐渐开发研究中。矿物能源推动了世界经济的发展，但其带来的环境问题却越发严重，节能减排已经是所有人都将重视的一个话题。 地源热泵系统是利用浅层地能进行供熱和制冷的一种新型能源利用技术。该系统利用地下土壤或地下水体中蕴藏的巨大蓄热或蓄冷能力，冬季：地源热泵系统将室内冷量转移至地下，同时将热量送至室内；夏季：再把室内热量转移至地下，同时再把冷量送至室内。一个年度形成一个冷热循环，实现绿色建筑的功能。 地源热泵系统具有高效节能，无环境污染，维护费用低，使用寿命长等优点；但在北方地区，如果长期使用地源热泵系统会使地下温度场得不到有效的恢复，造成地下土壤热不平衡的问题。 太阳能供热系统指利用太阳能集热器，收集太阳辐射能实现平时供热水或冬季供暖的系统。它具有节能环保，使用安全，不占空间等优点；但太阳能同时具有分散性，不稳定性和效率低等缺点。 3太阳能辅助热源热泵系统的可行性探讨 3.1太阳能作为辅助热源的可行性 我国每年接受的太阳能辐射量如果核算成煤的话差不多需要24000亿吨的煤，此外，我国整体太阳能分布比较平均。量足且均匀的特点就在大方向上确保了太阳能作为辅助热源的可行性。不过，我国在太阳能利用中也存在着缺点：能流密度低以及易受到各种因素的影响。 3.2太阳能作为辅助热源的必要性 举例来说：在我国的北方，由于冬季热负荷很大，如果系统以热负荷为目的的话，这个时候完全使用地源热泵供暖就会导致成本非常高，而产生的效率却比较低下，长期运行这种系统的话还会导致大地温度的下降。除了以上问题以外，由于这种系统COP值较低，所以会有很多设计的要求无法实现。 3.2.1并联式系统 并联式系统是把太阳能供热系统和地源热泵系统交替进行供热，在太阳能集热器收集的热量过多的时候可以把这些多余的热量转移到地下进行储存，通过这一方式提高了地热恢复的速度。另一方面，在阴天或者夜间等太阳能不能够满足供暖需求的时候可以使用地热进行供热。 一般来说这种系统使用主要是在地下水温度不低于15℃的地方，地热主要起到供热作用，而太阳能起辅助作用。在地热的存储中，我们的原则是夏热冬用、冬冷夏用。 3.2.2串联式系统 串联式系统中，太阳能集热器所收集的热量不像并联式系统一样存储于地下，而是将其存储于蓄热的水箱中，然后水箱中的热水经过换热的方法提升进到蒸发器入口介质的温度，最终保证系统的COP值。在这种系统中，冬天由于太阳能较弱，我们可以使用集热器所串接的蒸发器作为辅助热源。 3.2.3混联式系统 在这种系统中，太阳能集热器与地源热泵连接方式有很多种，举例来说：地源热泵可以有两个蒸发器，一个可以用于连接太阳能集热器，而另一个把空气源作为热源，这种方式可以有效地提升整个系统的COP值。在蓄水箱温度不低于25℃的时候，可以不间断地为建筑供暖，进而保证了电能的节约。 4案例分析 本文以某地区某层高为3.0m，建筑面积为207的工程为例。在最冷月即1月份中选择典型2天连续测得，室外逐时平均温度为-19.5，室外逐时平均热负荷为12.5kw，其中最大热负荷为14.8kw，日照时间内的南向平均辐射强度为374.1。该地区冬季室内供暖设计温度为20。如图1，图2。

太阳能热水系统控制及原理

太阳能热水系统控制及原理 一、智能型太阳能、热泵互补热水系统原理说明： 注：进水在集热器入口，集热循环水泵出口，集热水箱底部出水供用户使用。 太阳能供水系统原理说明 新能源太阳能中央热水器由以下四大部分组成： 太阳能集热器：吸收太阳能，将光能转化为热能，使冷水在集热器内被加热； 保温水箱：储存热水，可保温3天，内胆为不锈钢，外包8厘米保温层，最外层是铝合金外壳； 热泵辅助加热系统：用于阴雨天辅助加热；

供热水管道：将经过增压泵加压后的热水引向各用水点，主管道有保温层，未端有回水管。 晴天，当太阳能把集热器内的冷水加热至55℃时（该温度可调），冷水管上的电磁阀门自动打开，冷水被自来水压力压入集热器内，集热器内的热水被挤出，然后进入到保温水箱中储存待用，当冷水到达集热器出口处的温度探头时，探头温度底于55℃，电磁阀门就立刻关闭，冷水停留在集热器内继续被太阳能加热，2-5分钟后，水温又达到55℃时，电磁阀门再次打开，集热器内的热水又被挤到保温水箱中，按此规律，一次又一次的产生热水进入水箱，水箱内热水逐渐增加，一直增加到水箱水满为止。水箱水满后，就停止进水，如果还有太阳，为了充分利用太阳能，循环泵会自动启动，把水箱内55℃的热水抽出来，经过太阳能集热器循环加热，使水温进一步升高至60-70℃，当水温达到70℃时，就停止循环加热，限制水温不要超过70℃，以免烫伤人，又可防止结水垢（产生水垢的温度条件是水温超过80℃）。 热泵加热系统只有在太阳能光照不足时才启动，为最大限度地利用太阳能，减少电能的消耗，我们将设定3个时间段检测保温水箱的水位。在上午10：30～11：30，如果保温水箱内热水水位还不到40%的位置，则自动启动热泵加热系统，往保温水箱补充50℃的热水，如果水位达到设定值，则热泵系统停止工作。

太阳能系统与地源热泵系统联合供热

太阳能系统与地源热泵系统联合供热 太阳能系统与地源热泵系统联合供热的原则是；以地源热泵系统为主，太阳能系统为辅助热源，但在运行控制上要优先采用太阳能，并加以充分利用。在供热运行模式下，北区试验区域采用的散热器采暖系统与办公区域采用的地面辐射采暖系统串联运行，以提高太阳能的利用率。 （一）太阳集热系统 北区采用140m2平板型太阳集热器，采用太阳能与建筑一体化技术，使太阳集热器与建筑完美结合。本示范工程将太阳集热器设置在建筑的南立面上，与玻璃幕墙融为一体，这样既丰富了建筑的立面效果，又起到了利用太阳能的作用。北区冬季热负荷大于夏季冷负荷，可以采用太阳能辅助供热，解决地下的热量不平衡问题，提高地源热泵系统的运行效率。 在北区，太阳能除冬季与地源热泵系统联合供热外，其它季节，在不供热时，采用季节性蓄热技术将热量储存在蓄热水池中，供冬季采暖使用。 （二）联合供热方案比较 太阳能系统与地源热泵系统联合供热的方式有两种：并联和串联方式。并联方式示意图如图1所示： 图1 太阳能系统与地源热泵系统并联供热方式 串联方式示意图如图2所示： 并联运行模式与串联运行模式相比，存在以下弊端： （1）当太阳能系统与地源热泵系统同时运行时，系统的循环水量为两者之和，太阳能系统能否直接供热，直接影响系统的循环水量，进而影响热泵机组的可靠性。 （2）在并联运行模式下，当T g温度低于50℃时，太阳能不能被直接利用，只能去加热土壤，提高热泵机组蒸发器侧的温度。而在串联模式下，当T g温度低于50℃，而 高于40℃时，可以与地源热泵机组串联运行，充分提高地源热泵机组的COP值。 基于串联运行模式的优点，本示范工程采用串联运行模式。其运行策略为：在供暖初始时，由于采用了季节性蓄热的技术，同时，在室外温度较高的情况下，采暖负荷较小，此时，经过太阳能加热后的供水温度T g较高，若温度高于50℃，则利用太阳能直接采暖；若供水温

介绍地源热泵地下热能失衡与太阳能补热方法

介绍地源热泵地下热能失衡与太阳能补热方法中国泵业网地源热泵采暖技术其节能环保性受到广大用户的青睐。可是近年部分地源热泵项目出现了地下热量失衡的严重问题，给地源热泵推广蒙上了阴影，本文针对此问题进行探讨，为广大同仁分享一些解决办法。 1地下换热钻井施工 由于各地区地质千差万别，地下物质导热系数相差悬殊，没有统一计算方式，钻勘探井测试地质导热系数，只能计算相对较短时间内地质放热系数，几乎无法预算热泵运行多年后结果，凭借多年的施工经验及参考地源热泵成功案例非常重要。 1.1钻井间距 地埋管式换热系统国家标准及规范中指出地下换热系统中对钻井间距为4~6m，考虑到成本及占地面积，一般工程施工时钻井间距≤4m。 换热井与井之间的地质就是蓄热空间，决定地埋管换热系统取热的年限，假如在3年期间换热井之间温度短路区易发生短路现象，该系统很快进入地下温度失衡状态，造成系统能效比下降甚至无法运行。热泵在冬季长时间处在取热状态，每口井周围温度在逐渐降低，特别是地下流层不丰富甚至没有流层的地况，换热井间距大小直接影响井与井之间温度短路时间。如图1所示。

1.2钻井群形状 地下换热系统设计人员主要考虑便于管网连接及连接机房距离，大部分采暖工程在钻井施工时，把所有换热井口集中到一起，大型采暖项目需钻井数量非常庞大，地下换热井会形成井群。特别是圆形或方形井群如果井间距过小容易造成严重取热不足，井群中心呈扩散状，中心位置温度区温度很低，几年后可能低于0℃。前几年运行的地源热泵项目，部分出现井水温度过低现象，甚至机组无法运行。如图2所示。

2合格的地埋管式换热系统 根据现场情况，尽量加大换热井距离，4口井间做不对称形状，井间距需≥4m。大中型地源热泵项目，地下连接管网庞大，地下主管道间距需≥1m，以减少大量进出水主管道间热量短路现象。管网埋设深度，北京地区冻层0.8m左右，管网应埋设在低于冻层以下1m处，尽量减少主管道对地层的热损。如图3、图4 所示。

太阳能热泵热水系统方案设计

实用标准文档 文案大全目录 一、太阳能集热器技术参数 (1) 二、空气源热泵机组技术参数 (2) 三、设计方案 (3) 四、工程报价汇总表 (6) 五、工程项目和造价明细表 (7) 六、售后服务 (11)

一、太阳能集热器技术参数 主要功能特点（多项国家专利）： 优中选优的材料： ●外壳材料：高品质不锈钢板 ●内胆材料：进口SUS304 2B食品级不锈钢 ●防漏：“O”形翻边 ●保温层：机械聚胺脂整体发泡 50㎜ ●配套的支架：高品质不锈钢方管、全不锈钢紧固件 独特实用的设计： ●水槽内胆独有椭圆形封头设计：完全采用高频焊机和自动焊机自动焊接，杜绝手工焊的粗糙和渗漏的可能性，极大的增强封头的抗拉抗剪性——寿命更长； ●水嘴〖进口SUS304 2B食品级不锈钢材质〗与独有椭圆形封头高强度的连接：完全采用高频焊机机械焊接，杜绝手工焊的粗糙和渗漏的可能性，极大的增强水嘴的抗拉抗剪性——寿命更长； ●超宽的孔距、加长的水嘴、加宽的水槽——更利于现场施工和安装； ●“O”形翻边设计更利于防漏、数控冲床配套复合模具生产精确度更高；

二、空气源热泵机组技术参数

三、设计方案 残疾人康复中心安装节能热水系统，方案设计如下： 1 2、系统功能配置 1）太阳能中央热水系统构成设计： 太阳能中央热水系统工程包括太阳能主体加热系统和辅助加热系统：主体工程主要由集热器矩阵、不锈钢保温水箱、水箱底座、集热器支架等组成；辅助加热系统主要由热泵热水机组、自动供热水装置、自动控制装置、管道及保温等组成。 根据各楼层建筑结构，为保证产水和供水质量，同时便于今后太阳能系统规范检修，采用温差式强制循环方式受热。

太阳能热泵工作原理

太阳能热泵工程原理图 太阳能热泵原理及技术分析 热泵技术是一种新型的节能制冷供热技术，长期以来主要应用于建筑物的采暖空调领域。因热泵制热在节能降耗及环保方面的良好表现，卫生热水供应系统也越来越多的采用热泵设备作为热源。其中以室外空气为热源的空气源热泵，结构简单，不需要专用机房，安装使用方便，在卫生热水供应方面具有不可替代的优势，除了比较大型的空气源

热泵热水系统外，现在已有多个品牌的小型的家用空气源热泵热水器也投放市场。但空气源热泵的一个主要缺点是供热能力和供热性能系数随着室外气温的降低而降低，所以它的使用受到环境温度的限制，一般适用于最低温度-10℃以上的地区。 将热泵技术与太阳能结合供应生活热水，国内外进行了许多这方面的研究，主要有两种方式，一种是直接以空气源热泵作为太阳能系统的辅助加热设备，另一种是利用太阳能热水为低温热源或将太阳能集热器作为热泵的蒸发器的太阳能热泵系统。前者以太阳能直接加热为主以空气源热泵为辅，解决太阳能供热的连续性问题，但仍旧无法摆脱环境温度对热泵制热性能的影响；后者完全以太阳能作为热泵热源，大大提高了太阳能的利用效率，但太阳能资源不足时仍需要增加其它辅助热源，并且热泵供热能力受太阳能集热量的限制，规模一般比较小。 在大型的太阳能中央热水系统中，空气源热泵无疑是一种比较理想的辅助加热设备，为了改善空气源热泵在低温环境下制热运行的性能，扩大它的使用区域，结合国内外太阳能热泵研究中的先进经验，我们研制了一种适合于低温环境中工作的太阳能—热泵中央热水系统。该系统采用一种新型的采用低温太阳能辅助的空气源热泵机组和太阳能集热系统结合，太阳能和热泵互为辅助热源，最大限度的利用太阳能，解决阴雨天气及冬季环境温度较低太阳能资源不足时热水供应保证率，做到全年、全天候供应热水。 1．太阳能—热泵中央热水系统组成 1.1太阳能—热泵中央热水系统基本组成 太阳能—热泵中央热水系统的主要组成部分为太阳能集热器和太阳能辅助加热空气源热泵机组，其他辅助设备与常规的中央热水系统相同，包括太阳能循环泵、热水加热环泵、换热器、热水箱及控制器等。 1.2太阳能辅助加热空气源热泵机组 1.2.1太阳能辅助加热空气源热泵机组工作原理 为使空气源热泵在低温环境中高效、稳定、可靠的运行，国内外众多科研单位和生产企业进行了研发和改进，归纳起来主要有三种方式。 一是依靠外界辅助热源来提高热泵低温制热性能，比如通过电加热提高热泵制热出水温度、采用燃烧器辅助加热室外换热器、在压缩机周围敷设相变蓄热材料以增加低温条

太阳能与空气双热源联合供热水的解决方案.

太阳能与空气双热源联合供热水的解决方案 肖香见骆名文 （广东美的商用空调设备有限公司） 摘要：通过对当前国内各热水制取方式的系统性能、安装工艺、成本分析，总结出太阳能与空气源联合使用的优点。分析现有太阳能与空气双热源联合热水的现状，总结太阳能与空气双热源联合热水的系统设计原则，并设计出可行性较强的热水系统 关键词：太阳能；空气源热泵；联合热水 The solution of solar and air heat source water heater Xiao Xiangjian Luo Mingwen (Guangdong Midea Commercial Air-conditioner Equipment Co., Ltd Abstract: According to the analysis of the existing system for water heating systems in performance, installation techniques and cost, summed up the air and solar sources water heater’s advanta ges. Analysis of the existing air and solar water heating combined two-heat the status quo, summing up the air and solar energy combined two-heat the hot water system design principles, and design a water heating system with high feasibility. Key words: solar source; air source heat pump; joint water heater 1 前言 上世纪七十年代以来，世界能源形势变得日益严峻，能源的大量消耗对环境恶化也日益加剧。今年世界各国政府也越来越重视环境保护及废气的排放，联合国政府间气候变化专业委员会第27次全体会议指出全球气候变暖已经成为不争的事实，我国政府也出台了诸多相应的政策法规。

太阳能与空气源热泵结合在浙江应用案例分析

太阳能与空气源热泵在浙江应用案例分析 杭州普桑能源科技有限公司/袁新毓徐平 北京四季沐歌太阳能技术集团有限公司/宋利波李帅 一、引言 由于我国太阳能资源十分丰富，年日照时间为2500小时的地区占国土面积的2/3以上，有的地区高达3000小时，开发利用太阳能潜力巨大，在能源危机和环境污染双重压力下，太阳能逐渐成为可再生能源中最引人注目、研究开发最多、应用最为广泛的清洁能源，在太阳能技术的研究利用中，太阳能热水系统是太阳能利用中最成熟、最具经济性的利用方式，也是目前经济上最具有竞争力的绿色能源技术。随着能源紧缺日益扩大，人们的节能意识逐渐增强。近几年国家和地方政府纷纷出台相应的政策法规，鼓励或规定在建筑中优先使用太阳能热水系统。而空气源热泵技术也是一种很好的节能型供热技术，是利用少量高品位的电能作为驱动能源，从低温热源空气中高效吸取低品位热能，并将其传输给高温热源，以达到加热的目的。随着人们对获取生活用热水的要求日趋提高，具有间断性特点的太阳能难以满足全天候供热。要解决这一问题，热泵技术与太阳能利用相结合无疑是一种好的选择方法。 二、空气源热泵技术 所谓热泵，就是靠电能驱动，迫使热量从低位热源流向高位热源的装置。也就是说，热泵可以把不能直接利用的低品位热能(空气、土壤、井水、河水、太阳能、工业废水等)转换为可以利用的高位能，从而达到节约部分高位能(煤、石油、燃气、电能等)的目的。在矿物能源逐渐短缺、环境问题日益严重的当今世界，利用低位能的热泵技术已引起人们的关注和重视。 空气源热泵的历史以压缩式空气源热泵最悠久。它可追溯到18世纪初叶，可以说1824年卡诺循环的发表即奠定了热泵研究的基础。空气源热泵热水机组的制造、推广和使用在我国只是最近十几年的事情，但由于其相对传统制取热水设备的高效节能、环保、安全、智能化控制、不占用永久性建筑空间等优点而引起了市场日益广泛的关注。热泵热水机组以清洁再生原料（空气＋电）为能源，既不使用也不产生对人体有害的气体，同时也减少了温室效应和大气污染。目前，在我国电力资源短缺的前提下，采用热泵热水机组制取热水，既能以最小的电力

太阳能系统与地源热泵系统

太阳能系统与地源热泵系统- 暖通论文 摘要：随着我国能源的紧缺和《可再生能源法》的颁布和实施，太阳能、地热能作为可再生能源，在建筑中的应用越来越受到人们的重视，但应用的范围仅限于太阳能提供生活热水，或单独利用地源热泵系统提供采暖、空调，而两者联合运行的实际工程很少，联合运行模式不合理。本文针对北京市某示范工程中应用的太阳能－地源热泵技术进行阐述，分析了太阳能系统与地源热泵系统联合运行的技术可行性及如何充分的利用太阳能提高地源热泵系统的效率，强调了可再生能源综合利用的必要性。关键词：可再生能源太阳能地源热泵综合利用 1 引言能源和环境是影响国民经济可持续发展的关键因素，能源供应形势直接关系到国家的安全和社会稳定。建筑领域消费的能源，主要是煤炭、石油和天然气等石化能源。这些能源，资源有限，不可再生，终究要枯竭，而且传统能源会对环境造成严重的污染。我国人口众多，人均资源占有量低于世界平均水平，与经济发展和人民生活消费的需求相比，能源供应的缺口很大，而且能源消费结构不合理，以煤为主的能源供给造成了严重的大气污染和温室气体排放，我国目前的CO2排放量居世界第二位。我国是“京都议定书”的签约国，目前的这种能源消费方式，已受到国际社会的高度关注，加大了我们保护环境和改变经济增长模式的压力。因此，节约能源和开发利用清洁、可再生能源的任务十分紧迫。由于能源问题对国家安全和经济发展所起的重要作用，中央提出了建设节能省地型住宅的政策方针，因此，可再生能源在建筑中的应用是建筑业技术进步和行业发展的需要。随

着2006年1月《可再生能源法》的正式颁布与实施，太阳能、地热能在建筑行业中的应用越来越受到人们的重视。地源热泵技术是可再生能源应用的主要应用方向之一，即利用浅层地热能资源进行供热与空调，具有良好的节能与环境效益，近年来在国内得到了日益广泛的应用。随着《地源热泵系统工程技术规范》的实施，地源热泵系统工程的市场更加规范化，能更好的发挥其节能、环保效益。但地源热泵系统存在土壤温度场的恢复问题，即随着地源热泵系统连续长期的运行，会从地下过多的取热或过多的散热，造成地下温度场的波动，降低机组的COP值，增加系统的能耗。太阳能技术也是可再生能源应用的主要应用方向之一。北京属于太阳能资源比较丰富的区域，太阳能年辐射总量在5600MJ/m2～6000 MJ/m2，年日照时数在2600小时～3000小时，所以太阳能技术在北京有很好的发展前景，并且太阳能在建筑中的应用是现阶段太阳能应用中最具有发展潜力的领域。太阳能是永不枯竭的清洁能源，量大，资源丰富，绿色环保。但太阳能也具有一些缺点：（1）太阳能的能流密度低。虽然到达地球表面的太阳能有102000TW，但即使在太阳能资源较丰富的沙漠地区，考虑到太阳集热系统的效率和热损失，每平米集热器面积实际采集到的年平均太阳能辐射照度不到100W，而且它因地而异，因时而变。（2）太阳能具有间歇性和不可靠性。太阳能的辐照度受气候条件等各种因素的影响不能维持常量，如果遇上连续的阴雨天气太阳能的供应就会中断。此外，太阳能是一种辐射能，具有即时性，太阳能自身不易储存，必须即时转换成其它形式能量才能利用和储存。地源热泵技术和

新农居太阳能+地源热泵供暖制冷可行性方案设计

新农居太阳能+地源热泵供暖制冷 可行性方案 一、项目概况 随着国家经济和社会发展第十一个五年计划纲要的提出，国家加大了对农村基础设施建设的力度，为了解决新农居的供暖及制冷及生活热水要求，特进行农居利用新能源进行供暖制冷的示。 本工程为房山区新农村农居太阳能+热泵供暖制冷及生活热水示项目，建筑面积150平方米，采用太阳能+热泵的形式供暖制冷及提供生活热水。 二、建设工程主要容 太阳能热泵供暖制冷示项目主要建设容包括以下几个部分： 1、太阳能集热器采购安装； 2、地源热泵机组采购安装； 3、热泵室外换热系统安装； 4、系统所需水箱的制安； 通过以上几个部分的整体建设，最终实现新农居利用新能源实现供暖制冷并提供生活热水的。洗浴热水全部由太阳能系统提供，太阳能集热器设置在屋顶。当太阳能系统不能满足使用需求时，冬季由电加热作为辅助热源，春夏秋由热泵作为辅助能源来满足使用需求，以达到全天24小时供应生活热水的目的。

太阳能工程系统运行方案设计 一、设计思路及原则 XX实业公司秉承优先利用太阳能源、保证系统全天候供水的原则，多年来对公司太阳能工程系统及控制思路进行了最优化的整体设计，达到了较高的人性化管理。通过数百个大中型全天候太阳热水系统工程实践的检验，其合理性及先进性均得到了行业及用户的肯定。 二、设计理念及关键技术 在九阳全天候太阳热水系统设计过程中，始终贯穿着如下理念： （1）保证全天候24小时供应热水； （2）最低限度使用常规能源，运行费用达到最低； （3）优先利用太阳能（环保）； （4）全面利用太阳能（不浪费）； （5）北方地区应保证设备和系统永远不冻； （6）全自动运行、无人值守； （7）少维护、寿命长、安全可靠； （8）与建筑物易结合，整体效果协调、美观。 为了实现上述目标，经过多年探索，在系统设计安装中我们采用了如下关键

太阳能与空气源热泵供暖供热水系统

太阳能与空气源热泵供暖供热水能源监控与管理系统 新时空（北京）节能科技有限公司 2009-7

目录 一、项目概况................................................................................. 错误!未定义书签。 二、能源监控与管理系统选型......................................................... 错误!未定义书签。 三、BEMS系统功能设计 ............................................................... 错误!未定义书签。 1、组态画面图例： ................................................................................................................ 错误!未定义书签。 2、节能与减排数据分析计算依据 ....................................................................................... 错误!未定义书签。 四、各系统监控方案....................................................................... 错误!未定义书签。（一）暖通空调系统监控............................................................................................................. 错误!未定义书签。 1、太阳能集热、供热、蓄热................................................................................................ 错误!未定义书签。 2、热泵空调............................................................................................................................... 错误!未定义书签。 3、末端冷/温水循环系统 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。（二）安全与简易运行模式......................................................................................................... 错误!未定义书签。（三）计量系统 ............................................................................................................................. 错误!未定义书签。（七）集中管理 ............................................................................................................................. 错误!未定义书签。 五、总体效果................................................................................. 错误!未定义书签。 1、高效性 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 2、安全性 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 4、控制节能效果........................................................................................................................... 错误!未定义书签。 六、控制点数表.............................................................................. 错误!未定义书签。附件一、设计总则.......................................................................... 错误!未定义书签。 1、系统设计原则........................................................................................................................... 错误!未定义书签。 2、设计依据................................................................................................................................... 错误!未定义书签。附件二、新时空BEMS能源监控与管理系统的特点 ........................ 错误!未定义书签。 1、控制系统技术领先................................................................................................................... 错误!未定义书签。 2、网络可靠，结构简单 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。 3、先进的系统软件与操作显示画面.......................................................................................... 错误!未定义书签。