空气能加太阳能相结合系统分析
空气能和太阳能结合最佳方案
空气能和太阳能结合最佳方案1. 引言：让我们聊聊绿色能源嘿，朋友们！今天我们来聊聊一个超级酷的话题：空气能和太阳能的结合。
你有没有想过，咱们的能源来源其实可以像鸡蛋和西红柿一样，完美搭配，造出一顿美味的生态大餐？这两种能源各有千秋，咱们不妨把它们放在一起，看看能碰撞出怎样的火花！2. 空气能的魅力2.1 什么是空气能？首先，空气能可不是空气中的魔法，而是大气中蕴含的热量。
听起来很高大上，但其实就像你冬天在暖气旁取暖一样，空气能利用的就是这些“隐形”的热量。
简单来说，空气能是通过热泵把空气里的热量提取出来，然后用来加热房间、洗澡，甚至还有空调！是不是听起来就让人心动？2.2 空气能的优点说到优点，空气能可真是不容小觑！第一，它环保，几乎没有污染；第二，它使用起来也比较灵活，不受地理限制，城市、乡村都能用；第三，运行成本相对较低，长期使用的话，省钱又省心。
这就像你找到了一条省油的跑车，谁不想开着它一路飞驰呢？3. 太阳能的奇妙之处3.1 太阳能的基本知识接下来，咱们来看看太阳能。
想象一下，阳光洒在你脸上的那种感觉——舒服极了！太阳能就是利用这种自然的阳光，通过太阳能电池板把光能转化成电能，供咱们日常使用。
也就是说，咱们可以利用免费、无尽的阳光，来给家里供电，简直是天上掉下来的馅饼！3.2 太阳能的优势太阳能的优势同样不容小觑。
首先，它是一种可再生资源，咱们不怕它耗尽；其次，安装太阳能电池板后，电费可以大幅降低，简直是个“省钱大王”。
另外，太阳能系统维护简单，像是给你的电器做个小保养，轻松搞定！4. 空气能与太阳能的完美结合4.1 结合的好处现在，咱们最期待的部分来了——空气能和太阳能的结合！你有没有想过，这两者如果联手，可以带来怎样的神奇效果？想象一下，白天阳光明媚，太阳能电池板正嗡嗡作响，发电为家里提供电力；而晚上温度降低，空气能系统又悄悄地为你提供温暖。
这种完美的搭配，就像是“天作之合”一样！4.2 实际应用在实际应用中，这种结合就像是把好酒和美食搭配在一起，效果杠杠的！比如，很多家庭已经开始安装太阳能热水器，利用阳光加热水，晚上再通过空气能热泵将水温保持在舒适的范围。
170605_天舒福建厦门一中太阳能结合空气能热泵热水工程简析
54技术空间T e c h n o l o g y1项目概况福建省厦门第一高级中学，系福建省普通中学一级达标学校，省重点中学。
本工程为厦门第一中学新建学生宿舍提供生活热水，总用水量为60吨。
采用空气源热泵机组结合太阳能系统方式满足该系统生活用热水需求。
热泵机组、保温水箱及太阳能集热器与其他相关设备均安装在工程地点屋面上，采用24h供水方式，设计有回水。
系统采用P L C可编程控制，根据气候、环境温度及水箱温度自动调节热泵加热时间，使用费用极低。
2项目名称福建厦门一中太阳能结合空气能热泵热水工程（江苏天舒电器有限公司中标）3当地气候厦门常年平均气温20.6℃。
1月最冷，常年月平均气温12.6℃，平均最低气温为9.9℃。
7月最热，常年月平均气温28.0℃，平均最高气温为32.3℃。
常年日照总时数为1953小时，7月份最多（达248小时），2月份最少（达99小时）4设计参数最冷月冷水设计温度：5℃；热水最高设计供水温度：55℃；设计总用水量为60t；水的比热：C=4.187k J/K g·℃=1k J/K g·℃当地年平均日辐照量：12128k J/（m2·D）5设计计算5.1每天耗热量计算Q d=1000q r cρ（T r-T L）·M·k c/860式中：Q d———日耗热量W，Q r———热水用水定额，L/（C a p·d）或L/（B·d)；C———水的比热，C=1K J/（K g·℃）；Ρ———热水密度，K g/L；T r———热水温度，℃；T L———冷水温度，℃；M———用水计算单位数（人数或床位数）；K c———系统散热量系数，可根据当地气候，系统保温情况选取，现取1.05。
60t冷水加热到55℃的日耗热量按公式计算得：3663k W。
以机组工作20h计，小时耗热量为183.15k W。
5.2太阳能集热面积太阳能集热面积需：A c=Q r d cρr(T r-T L)F/[J tη(1-ΗL)] =60000×4.1868×1×（55-5）×45%/[12128×0.5×（1-0.2）]=1165m2式中A c———直接加热供水系统集热器总面积，m2；Q r d———设计日用热水量，L/D；C———水的比热，4.1868k J/（k g·℃）；Ρr———热水密度，k g/L；T r———集、贮热水箱内热水设计温度，℃；T L———冷水温度，℃；J t———当地集热器采光面上的年平均日太阳辐照量，k J/（m2·D）；F———太阳能保证率；根据系统使用期内的太阳辐照、系统经济性及用户要求等因素综合考虑后确定，宜为30%~80%；Η———集热器年平均集热效率；经验值为0.45~0.50，具体取值应根据集热器产品的实际测试结果而定；ΗL———集热系统热损失率，经验取值为天舒福建厦门一中太阳能结合空气能热泵热水工程简析55技术空间T e c h n o l o g y0.15~0.30。
空气能供暖与太阳能光伏发电的整合应用
空气能供暖与太阳能光伏发电的整合应用随着人们对环境保护的追求和对可再生能源的需求增加，空气能供暖和太阳能光伏发电作为清洁能源的代表逐渐受到人们的关注。
空气能供暖利用自然界中的热能，太阳能光伏发电则利用太阳辐射转化为电能。
将这两种可再生能源进行整合应用，不仅可以提高能源利用的效率，还可以减少对传统能源的依赖，从而实现能源可持续发展。
本文将就空气能供暖与太阳能光伏发电的整合应用进行探讨。
一、空气能供暖和太阳能光伏发电的原理空气能供暖利用空气作为冷源，通过空气能热泵将周围的热能转移到室内，实现供暖的效果。
太阳能光伏发电则是通过光伏电池板将太阳辐射转化为直流电，再通过逆变器将直流电转化为交流电，进而为家庭和建筑物提供电力。
二、空气能供暖和太阳能光伏发电的特点和优势1. 环保：空气能供暖和太阳能光伏发电都是利用自然资源进行能源转换，不产生污染物和温室气体排放，对环境影响较小。
2. 可再生：空气和太阳辐射都是可以再生的资源，不会像化石能源一样存在枯竭的问题，具有可持续发展的优势。
3. 高效节能：空气能供暖通过热泵技术，可以以低能耗的方式提供高效的供暖效果；太阳能光伏发电可以将太阳辐射几乎完全转化为电能，具有高能量利用率。
4. 能源互补：空气能供暖和太阳能光伏发电可以相互补充，太阳能光伏发电在白天将足够的电力供给家庭使用，而空气能供暖可以在夜间或阴天为家庭提供供暖服务。
三、空气能供暖与太阳能光伏发电的整合方式1. 系统整合：将空气能供暖系统与太阳能光伏电池板系统相连接，通过智能控制系统实现对能源的合理分配和利用。
当太阳能光伏发电系统产生的电力大于家庭的用电需求时，多余的电力可以被空气能供暖系统吸收并转化为热能，储存起来；当太阳能电力不足时，空气能供暖系统可以自动切换为传统的供暖方式。
2. 空气能热泵与太阳能光伏并联：将空气能热泵与太阳能光伏电池板进行并联连接，共同供给家庭的能源需求。
这种方式可以充分利用太阳能电力和热能，提高整体运行效率。
27070338_太阳能-空气源热泵耦合供暖系统组合形式
太阳能作为一种清洁能源，愈发被人们重视，充分利用太阳能来满足建筑所消耗的大量能耗，具有较好的社会效益和经济效益。
空气能作为低品位能源，具有方便易得、无任何污染等优点，但存在环境适应性问题。
空气源热泵技术是一种成熟并被广泛使用的空气能利用技术手段，但在低温环境下，空气源热泵系统很难达到高效节能。
太阳能是间歇性的，能量密度低，并且分布不均匀。
将两者有效结合成一种新型加热系统，效率将大幅度提升。
根据空气源热泵和太阳能集热器之间的组合形式可分为两类：一类是直接膨胀式，另一类是非直接膨胀式。
在非直膨式太阳能热泵系统中，太阳能与空气源热泵系统分为3种方式：串联、并联和混联。
一、直接膨胀式耦合功能系统
直接膨胀式耦合供能系统原理是将供能的蒸发器用太阳能集热器代替。
高温高压气态工质从压缩机出来，然后通过冷凝器中释放热量，经过膨胀阀后在太阳能集热蒸发器内吸收热量，进而将热量从室外传递到室内。
这种形式的系统由于受太阳辐射影响比较大，具有不稳定性。
直接膨胀式耦合热泵系统结构如图1所示。
图一 直接膨胀式耦合热泵系统图
太阳能-空气源热泵耦合供暖系统组合形式
空气源热泵的优势，在未来推广上更好发展。
农村地区“太阳能+空气源热泵”采暖系统案例分析
太阳能+Solar energy +摘要：本文以保定农村地区“太阳能+空气源热泵”采暖系统示范点为案例，介绍一种将太阳能技术和空气能技术有机结合在一起、利用空气源热泵与之联合运行、辅助供暖的采暖技术实施方案。
系统分析了其设计方案、技术参数、经济效益、技术优势等特点，为北方农村推广“太阳能+空气源热泵”采暖提供了参考。
关键词：农村；太阳能；空气源热泵；采暖1 前言目前，我国北方地区清洁采暖比例较低，特别是部分农村地区冬季大量使用散烧煤采暖，污染物排放量大，已成为我国北方地区冬季雾霾的重要原因之一。
《北方地区冬季清洁采暖规划（2017-2021年）》明确提出：“农村地区应优先利用地热、生物质、太阳能等多种清洁能源供暖，有条件的发展天然气或电供暖，适当利用集中供暖延伸覆盖。
2019年，清洁采暖率达到20%以上；2021年，清洁采暖率达到40%以上”[1]。
在诸多采暖方式中，太阳能采暖技术是最为绿色、清洁的采暖方式。
太阳能采暖系统是指以太阳能作为供暖系统的热源，利用太阳能集热器将太阳能辐射能转换成热能，供给建筑物冬季供暖和全年其他用热的系统。
在我国北方农村地区大力推广太阳能采暖系统成为优选。
但是太阳能受昼夜、季节、纬度和海拔高度等自然条件限制和阴雨天气等随机因素影响较大，而且太阳能热流密度低，因此若要实现较高的采暖保证率，所需太阳能集热面积及储热容量均较大。
结合农村居住建筑的实际需求和经济条件，从控制成本、便于推广的角度来看，太阳能与其他可再生能源相结合，是降低采暖系统生命周期费用的有效途径。
[2-4]本文以保定某地“太阳能+空气源热泵”采暖系统试点为案例，对其系统设计、运行效益、技术特点等进行了研究分析。
2 项目概况河北省印发了《河北省农村地区太阳能取暖试点实施方案》，并确定石家庄市、阜平县要先行试点示范。
“太阳能+空气源热泵”采暖系统试点位于河北省保定市阜平县某农村居民住宅。
阜平县气候为大陆性季风气候，暖温带半湿润地区，冬季寒冷、干燥、少雪，年均气温为12.6℃。
太阳能与空气源热泵完美结合的中央热水系统
太阳能与空气源热泵完美结合的中央热水系统太阳能与空气源热泵完美结合的中央热水系统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，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。
平板集热器是应用比较早的一种太阳能集热装置，一直以来也是世界太阳能市场的主导产品，广泛应用于各种低温热水加热领域，但随着真空管太阳能集热器的出现，受其自身结构的局限，在集热效率上已不具备优势，因防冻问题以及集热性能受季节和环境影响较大，目前主要在南方冬季气温较高的地区应用，在北方寒冷地区冬季运行效果欠佳，不推荐在大型热水工程中应用。
U型管式真空管集热器、热管式真空管集热器和直流式真空管集热器是在全玻璃真空管集热器基础上发展起来产品，三者的共同特点都具有比较高的集热效率，以金属作为吸热体，可以承压运行，但从集热效率、防漏、防垢、耐久性、安全性、可靠性、安装维护难度等方面进行综合评价，热管式真空管集热器是最适宜在中央热水供应系统中采用的太阳能集热器类型，U型管式真空管集热器和直流式真空管集热器次之。
热管式真空管集热器利用热管传热，干性连接，管内不走水，具有热容小、传热快、耐冰冻、耐热冲击、承压强、保温好、无渗漏、易维护等优点，U型管式真空管集热器和直流式集热器利用真空管内同心套管直接对工质加热，除了具有运行温度高、承压能力强和耐热冲击性能好等特点外，其集热效率高于其它形式的集热器，并且可以水平安装，简化安装支架，减少安装场地面积，避免集热器影响建筑外观，在太阳能和建筑结合方面具有较强的适应性，但其安装程序比热管式真空管集热器复杂，接口较多，运行中有漏水隐患，系统维护成本相对较高。
太阳能和空气源热泵联合供热系统合用储热水箱容积的探讨
太阳能和空气源热泵联合供热系统合用储热水箱容积的探讨作者：谭春来源：《房地产导刊》2014年第07期【摘要】通过攀西地区的工程实例，对太阳能加热系统和空气源热泵联合制热系统合用储热水箱有效容积的设置进行了探讨，并得出结论。
【关键词】太阳能空气源热泵储热水箱1.1太阳能和空气源热泵联合制热系统为响应国家节能减排，发展清洁能源的号召，减少雾霾的产生,当在太阳能资源比较丰富的地方应设置太阳能热水系统。
攀西（攀枝花和西昌）地区贴近云南，日照充足，晴天居多，属于冬暖夏热的区域，非常适合太阳能和空气源热泵的设置。
《建筑给水排水规范》GB50015-2003(以下简称建水规范) [3]对于太阳能加热系统和空气源热泵热水供应系统储热水箱有效容积都有特定公式可查。
但对于某些中小型建筑，为节省投资，太阳能和空气源热泵通常合用一个储热水箱。
建水规范对于这种合用水箱的容积没有一个特定标准。
下面以一个工程实例对此进行分析。
2.1工程实例某宾馆位于西昌市，设计床位m=350人，时变化系数内插法计算得Kh=3.2，热水定额取qr=140L/人•日。
用水时间T=24小时，采用太阳能和空气源热泵系统联合供热。
宾馆设计热水日用水量： =49m3/d宾馆设计热水最大小时用水量 =6.53m3/h2.1.1通过太阳能系统计算储热水箱：公式1式中：Ajz——直接加热集热器总面积(m2)；qrd——设计日用热水量（L/d），以140L/人•日计C——水的比热容，C=4.187（kJ/kg. ℃）；ρr——热水的密度，取ρr=0.9832kg/L；tr——热水温度（℃），tr=60℃；t1——冷水温度（℃），四川地区t1=7℃；Jt——集热器采光面上年平均日太阳辐照量(kJ/m2.d)，参照昆明地区Jt=15551kJ/m2.d；f——太阳能保证率，取f =50%；ηj——集热器年平均集热效率，取ηj =50% ；η1——贮水箱和管路的热损失率，取η1 =20%；代入数据可得，Ajz为859.3m2，太阳能水箱集热系统储热水箱有效容积公式2式中Vr——储热水箱容积（L）qrjd——单位采光面积平均日的产热水量（L/m2.d），直接供水系统qrjd=40～100L/m2.d，根据我国太阳能资源分区及分区特征，攀西地区属于太阳能条件资源一般地区，取60 L/m2.d。
空气能供暖与太阳能光伏的综合能源利用
空气能供暖与太阳能光伏的综合能源利用随着全球能源需求的增长和环境问题的加剧，人们对可再生能源的利用越来越关注。
在这方面，空气能供暖技术和太阳能光伏系统成为了热门的综合能源利用方式。
本文将重点探讨空气能供暖与太阳能光伏的综合能源利用。
一、空气能供暖的原理和优势空气能供暖是一种利用空气中的热能进行供暖的技术。
其原理是通过空气能热泵将低温的空气中的热能提取出来，并通过升温系统将其转化为高温的热能，进而用于供暖。
与传统的燃煤、燃气供暖相比，空气能供暖具有以下优势：1.环保节能：空气能供暖不需要燃烧任何化石燃料，减少了对环境的污染和温室气体的排放。
同时，空气能本身可再生，可以有效利用。
2.适应性强：空气能供暖可以根据室内温度的需求进行智能调节，达到舒适的供暖效果。
而且不受地域限制，可以广泛应用于各种建筑类型。
3.使用稳定：空气能供暖系统具有稳定的运行性能和较长的使用寿命。
一旦安装完毕，基本不需要过多的维护和保养。
二、太阳能光伏的原理和优势太阳能光伏是一种利用太阳辐射能直接转化为电能的技术。
其原理是通过太阳能光伏板将太阳辐射能转化为直流电能，再经过逆变器将其转化为交流电能，供给建筑物的用电设备。
太阳能光伏系统具有以下优势：1.可再生清洁：太阳能是一种可再生能源，不会产生大气污染和温室气体排放。
在光照充足的地区，太阳能光伏系统可以提供持续稳定的电力。
2.长期回报：一旦安装完毕，太阳能光伏系统可以长期稳定地提供电力，为建筑物减少用电成本。
同时，国家政策对太阳能产业的支持力度不断增加，使得光伏发电行业的回报更为可观。
3.建筑一体化：太阳能光伏系统可以与建筑物的外墙、屋顶等部位相结合，实现建筑一体化的设计。
不仅可以提供电力，还可以起到美化建筑、隔热保温等综合效果。
三、空气能供暖与太阳能光伏的综合利用空气能供暖和太阳能光伏系统的综合利用可以实现能源互补和优化利用的效果。
具体来说，可以通过以下方式实现：1.供暖和电力联动：将空气能供暖系统与太阳能光伏系统进行联动，实现供暖和电力的互相支持。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
空气能加太阳能相结合系统分析
太阳能热水器系统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。通过全天候太阳能热水系统工程实践 的检验，其合理性及先进性均得到了行业及用户的肯定。
系统运行经济分析：不同热水设备产出 1T 热水的费用计算 1、设定计算参数 （1）能源单价：电费 0.80 元/度，柴油 6.80 元/㎏。 （2）工作环境：年平均气温 15℃，年平均水温 10℃。 （3）工作时间：全年运行时间 300 天（10 个月），阴雨天为 60 天，太阳能年有效工作时间 240 天，其余时间为放假； （4）热泵年平均效率 3.8。 （5）其它：为方便对比，仅作制热能耗计算，其它设备及系统 热损不计。 2、太阳能联合热备系统运行经济计算
- 3 -4
-3-
定制热水系统：13882155970 胡经理
3、其它形式系统的运行经济计算 （按照 10 个月 300 天计算）
系统
太阳能+空气
项目
热泵系统 燃油锅炉
能组合
电热水系统
能源
电
柴油
电
电
热值
860Kal/K 10200Kal 860Kal/Kwh 86阳能集热工程是由集热器、保温水箱、控制系统、自动上水控 制箱、循环泵、管路配件等有机组合而成的集热供水系统。整个系统 全自动运行，使用安全，维护方便。可根据用水量、安装场地、用户 要求进行灵活的排列组合。保温水箱根据用户的需要和实际情况，空 气能功能可以适当增减，满足阴雨天及冬季使用热水的要求，真正实
系统安装
项目
系统
耗电计算式（Kwh）
240 天太阳能工作
制热工作不耗电
太阳能联合 热泵热水系
统
60 天热泵工作
1000×（55-10）÷860÷ 3.8=13.8KWH/T/天
全年总耗电
13.8×60=828 kWh
吨水耗电
828 kWh÷300 天=2.76 kWh/天
吨水费用
2.76 kWh×0.80 元=2.208 元
在稻城，太阳能热水器和空气能热水器都适合.都节能环保 空气
能热水器是一种值得提倡的新开发的热源,耗电是普通电热水器的
1/4—1/3(视气温);很是节能.因其制热速度快比太阳能热水器、储水式
电热水器更方便、灵活。安装条件类似分体空调器，缺点是因有较多
的运转部件使故障发生率大大高于太阳能热水器和电热水器（如电
效率
3.8
0.85
3.8
0.95
每吨水能耗 13.77kWh 4.41 ㎏ 2.76kWh 55.08kWh
能源价格 0.8 元/kwh 6.8 元/KG 0.8 元/kwh 0.8 元/kwh
每吨水费用 11.016 元 29.988 元 2.208 元 44.064 元
30 吨水能耗 330.48 元 899.64 元 66.24 元 1321.92 元
- 1 -4
-1-
定制热水系统：13882155970 胡经理
现光电互补，微电脑智能化控制，确保 365 天全天候全自动供应足量 热水。
◆应用场合多:太阳能热水工程应用十分广泛，从一般家庭、小 单位到大企业、大集团；几十人、几百人甚至上千人的洗浴都可应用。
◆适用范围广:根据不同地域及所处纬度选择合适倾角的集热 器；根据屋面结构选择不同类别的集热器；根据不同气候配置不同真 空集热管。
每年费用 99144 元 269892 元 19872 元 396576 元
4、运行费用比较 加热方式
热泵 燃油锅炉 电热水器
- 4 -4
使用太阳能联合热泵系统 与该加热方式的费用比
1∶4.99 1∶13.58 1∶19.96
-4-
◆选择类型多:集热器串并联热水工程从经济型到宾馆型；联集 管集热模块热水工程从自然循环到变频恒压热水工程；家用太阳能热 水工程从普通型到别墅型。
◆ 经济实用:一次性投资，长期受益；一般三年左右可收回投资， 相当于免费使用十二年以上，投资回报率高。
◆ 环保节能:无公害，无污染，有利于房顶防晒；90%节电，是 绿色环保节能得首选。
太阳能中央热水器系统置于楼顶，晴天利用太阳能集热器把水 加热，然后贮存在保温水箱中通过热水管道可向多个方向同时供热 水，全自动运行，不需要人工操作，水龙头一开热水就来。在阴、雨 天，有自动辅助空气能加热，保证远远不断供应热水。
我公司独立设计的单个集热模块，通过串连与并联的组合方式， 构成了集中供应热水的系统，由集热模块，恒温水箱、辅助电加热和 控制系统四部分组成。本集热工程将现代高科技技术，真空太阳能集 热管技术有机结合，根据工程面积、现场条件，采用自然循环，具有 高效节能、升温迅速、供水量大、使用方便、降低成本等特点，真正 做到了太阳能集热系统与建筑完美结合，广泛使用于工厂、学校、医 院、宾馆、洗浴中心、游泳中心、游泳池等场所。
机、漏氟等）。太阳能热水器只要有日照基本不耗电，冬季和阴雨天
使用空气能辅助也在太阳能预热水的基础耗电，总耗电比单一的空气
能热水器省得多。缺点是使用的灵活性远不如单一的空气能热水器；
- 2 -4
-2-
定制热水系统：13882155970 胡经理
对安装条件较苛刻，使许多不住顶层的有意者欲求难得。 各有优缺 点，个人认为如有安装条件首选太阳能更节能和省心。