太阳能与空气源热泵双热源联合热水系统的应用 吕露

发表时间:2020/11/2   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:吕露
[导读] 摘要:随着人们生活质量的不断提升,我国的能源形势也越发严峻,而生活热水使用存在的电能源消耗量较大的问题也亟待解决。
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        摘要:随着人们生活质量的不断提升,我国的能源形势也越发严峻,而生活热水使用存在的电能源消耗量较大的问题也亟待解决。在本文之中,我们首先对太阳能与空气源热泵双热源联合热水系统的组成进行了深入的分析,然后探究了系统的运作机理和系统应用的重点与要点,并从多个角度出发,对相关系统应用的趋势进行了展望,希望能对相关行业的从业人员起到应有的启发作用。
        关键词:太阳能;空气源仍泵;双热源联合热水系统
        一、太阳能与空气双热源热泵的系统组成分析
        (一)辅助加热机组
        辅助加热机组的工作原理在于实际运行过程之中,以加热器为基础,加入辅助换热体系,如果说系统温度处于较低的环境之下,那么则将进入到热泵加热模式之下,通过相应的热交换体系对太阳能热水加以处理,并对相应的设备设施进行热交换,从而获取温度情况,对相应的温度加以控制,使制冷剂的作用得到充分发挥,达到改善工作条件的作用。在对太阳能辅助加热空气源热泵和普通空气源热泵的特点进行分析时我们可以看到,太阳能辅助加热体系能够使整个系统的蒸发温度得到全面提升,从而达到提升机组制热性能的作用,除此之外,这种系统辅助的方式也可以降低系统的除霜时间,防止蒸发器出现结霜情况,另一方面,也能够使除霜时间得到有效的控制,进一步降低点能的消耗,确保相应机组能够在不间断的情况下得到持续运转,最后,辅助加热机组也能够达到改善空调压缩机工作环境的作用。空调压缩机的压缩比往往会受到环境和温度的影响,一般而言,低温条件之下压缩比较高,而排气湿度容易超过系统可承载的范围,导致压缩机出现停止工作的问题,对整个系统的正常运转、工作性能的保持以及机组的稳定性造成不良影响。如果应用太阳能作为辅助热源,怎能够使系统蒸发温度得到有效提升,同时也能够对低温环境下压缩机的正常使用问题加以合理处理,从而使机组的使用性能得到全面提升[1]。
        (二)太阳能集热器设备
        太阳能集热器的有效热量获取往往会受到太阳能集热器总面积的影响,而如果太阳能资源与自然环境条线相同,那么在较小区域之下安装太阳能集热器则能够获取更多的热量,需要我们能够选择效率更高的集热器,进而获取预期的回报。另外,为了能够满足冬季供暖供水的要求,太阳能供暖系统也应该采取封闭式循环系统,同时要对其承压能力加以有效控制。
        二、太阳能与空气双热源热泵热水系统的运作机理
        (一)太阳能加热
        在日照条件较为良好的环境之下,太阳能循环泵的作用需要系统控制器与太阳能热水器和集热器温度的有机融合,确保集热器能够对热量进行全面收集,并对换热器的热量加以输送[2]。
        (二)太阳能辅助热泵机组加热
        在阴雨且多云的天气之下,太阳能集热往往比水箱的温度要低,这也导致人们难以通过太阳能体系进行水的加热处理,而在这种情况之下,热泵机组会开始运转,对水箱之中的水进行加热。在我国秋冬季节之下,室外温度较低,而这也会对热泵机组的正常运行造成较为不利的影响,对热泵机组供热效率的提升造成一定的阻碍,严重时甚至会出现蒸发器表面结霜的问题,这也就要求热泵辅助能够发挥自身作用,使比环境温度要搞得太阳能热水进入到机组体系之中,对系统的工作流程起到应有的辅助作用,进而使热泵的效率得到全面提升,达到防治蒸发器表面结霜的作用,从而使热泵机组的能量消耗得到一定限度的控制。
        (三)太阳能与热泵机组同时加热
        在日照条件较为良好的情况下,热水其的热量消耗较大,而太阳能集热体系难以满足其实际需求,太阳能集热器相对较少,在这种情况下,可以通过太阳能与热泵机组同时工作的模式来满足热水供热系统的实际需求[3]。


        (四)热泵机组加热
        在特殊的天气条件之下,比如说长时间的降雪或者降雨的环境之下,空气源热泵机组往往需要可提供热水系统的热量才能对水箱加热,而在这种情况之下,太阳能则会处于待机状态。
        三、太阳能与空气双热源热泵热水系统分析
        (一)运行的可靠性
        在热水系统之中,空气双热源热泵以及太阳能都是较为重要的组成部分,而随着近几年研究的不断深入,相应的技术也得到了全面的革新和完善,融入了环保理念和可持续发展思想,使系统能发发挥出太阳能与空气双热源热泵的技术优势和性能优势,确保原有的系统功能得到去哪名完善,从而达到提升系统工作效率和系统运行稳定性的目的。
        (二)节能效益较高
        通过对太阳能与空气源双热源热泵双热源热量消耗数据的分析,我们可以结合太阳能体系和热水体系的平均热量对集热面积加以确定。在一般条件之下,太阳能供热体系能够满足热水系统大部分环境下的热量需求,而剩余的热量需求则是由太阳能辅助热泵与空气源热泵机组加以实现的,可以说整个系统运作过程之中,太阳能集热器的运作效率可以接近于百分之百,其效率较高,而其辅助加热功率的消耗较低。相比于传统的能源热水系统而言,太阳能与空气双热源热泵水系统的节能效益更加显著,与我国环境保护的要求相符,能够确保系统使用寿命得到延长,其工作效率更高,为相关系统在我国的全面推广与深入应用提供了更加良好的保障[4]。
        四、太阳能与空气源热泵双热源联合热水系统的发展趋势
        太阳能与空气源热泵双热源联合热水系统在运行过程之中有着一定的节能性和可靠性,其本身也是通过诸多先进技术的有机融合,以太阳能和空气源为运行基础,在不断联合后应运而生的全新技术体系。相比于传统技术,这种技术系统的应用每年能够节省百分之68以上的电能,能够使电力能源消耗得到全面控制,进而达到节能环保的作用,使人们日益增长的热水需求得到全面满足。然而,根据我们的调研分析来看,在太阳能与空气源热泵双热源热水系统的应用过程之中仍然存在着一些尚未解决的问题,而今后相关系统的发展方向也就在于去解决系统问题,提升用户体验和应用范围之上。首先要能够对系统内部和外部的特性参数加以深入分析,了解相关参数对系统运行能够造成的影响;其次,要能够在太阳能辐射强度、空调负荷和热水温度变化的情况之下,对系统工作状态加以调整和优化,并确保系统运行的安全性与稳定性。最后要能够确保系统设计的科学性和合理性,做好试运行和运行性能测试工作,通过仿真系统的构建,对系统的内部特性和外部特性加以全面分析。除此之外,也要通过实际工作状况参数的输入,将多种测试结果与实际测试结果进行对比分析,从而了解到内部和外部运行参数对总体性能产生的影响,并以仿真测试要求为基础,对设计进行不断的优化与调整,从而达到提升系统节能效应的目的,确保系统的应用能够为使用者带来更加良好的体验,使其能够在应用过程之中获取更加良好的经济效益、社会效益以及环境效益,这也是太阳能与空气源热泵双热源联合热水系统在未来最为重要的发展趋势。
        五、结束语
        综上所述,在城市化进程不断推进的今天,人们对于热水的使用质量和使用效率有着更高的要求,而传统的供热体系存在着耗电量较大,能源利用效率较低的缺陷,而为了达到节能环保的目的,我们可以科学的引入太阳能与空气源热泵双热源系统,从而使用户的热水使用需求得到全面满足,提升系统的使用寿命,对电力资源的使用情况加以合理控制,为我国可持续发展战略的全面部署提供更加有力的保障。
        参考文献
        [1]屠丽.太阳能与空气源热泵双热源联合热水系统的应用[J].智能城市,2020,6(4):121-122.
        [2]王晓楠.太阳能与空气源热泵双热源联合热水系统的应用[J].中国给水排水,2015,31(14):50-53.
        [3]佟建南.太阳能与空气源双蒸发器热泵复合供能系统性能实验研究[D].北京:北京工业大学,2017.
        [4]杨前明.直膨式太阳能辅助热泵复合机控制策略与系统性能实验研究[D].山东:山东科技大学,2009.
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