太阳能系统与地源热泵系统
太阳能辅助供热系统与地源热泵的联合研究
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太阳能与地源热泵互补供能的优势分析
资源环境 | RESOURCES & ENVIRONMENTI太阳能与地源热泵互补供能的优势分析李爽王一凡王杨洋王迪(吉林建筑科技学院市政与环境工程学院，吉林长春130000)摘要：通过建设相应的能源系统实现资源联合应用，能有效提高能源利用效果，达到更好的经济效益和社会效益。
文章通过查 阅文献、分析案例等方法，分析了太阳能与地源热泵互补供能的可行性及经济效益，结果表明太阳能与地源热泵互补供能系 统能够取得良好应用效果，值得推广应用。
关键词：太阳能：温室：沼气；地源热泵；建筑 文献标识码:A中图分类号:TK 01文章编号：2096>4137 (2021) 04-148-02D 0I ： 10.13535/j .cnki .10-1507/n .2021.04.61Analysis of the advantages of complementary energy supply between solarand ground source heat pumpsLI Shuang , WANG Yifan , WANG Yangyang , WANG Di(School of Municipal and Environmental Engineering, Jilin Institute of Architecture and Technology, Changchun 130000, China)Abstract : Through the construction of corresponding energy systems , the joint application of resources can be realized , which can effectively improve energy utilization and achieve better economic and social benefits . This paper analyzes the feasibility and economic benefits of the complementary energy supply of solar energy and ground source heat pump by consulting literature and analyzing cases . The results shows that the complementary energy supply system of solar energy and ground source heat pump can achieve good application effects and is worthy of popularization and application .Keywords : solar energy ; greenhouse ; biogas ; ground source heat pump ; building 热泵是一种新型空调技术，研宄发现，热泵能够减少对 资源的消耗，减少对环境的污染，达到更好的绿色环保节能 效果。
太阳能-地源热泵联合系统
行业曲线 industry
影响力
真实度
行业关联度
太阳能—地源热泵联合系统
太阳作为地球最稳固的热源，其散发的太阳能具有储量大、无害、 使用长久、清洁等特点，被国际公认为是未来最具竞争性的能源之一。 地热能作为一种新型的洁净可再生能源，具有分布广泛、储量丰富、 单位成本低等特点。两种清洁能源的结合如太阳能—地源热泵联合系 统，是当今建筑节能领域的关键。
城市的热效应
采用太阳能地源热泵式空调比普通空调的能耗低，这样 可以降低城市的热效应，减缓城市热岛，而且对于改善局部 的气候也有帮助，甚至可以降低城市的大气污染。
太阳能—地源热泵联合系统的常见问题
对于太阳能系统，最重要的是太阳能的集热器，和发电 系统，而且我国长江中下游地区每年会出现两三个月的梅雨 季节，太阳辐射水平低，普通太阳能系统收集不到太多的太 阳能，而且存在普遍的价格昂贵问题。应着力对该系统的研 究工作加强。该系统最重要的还有储热技术，对于太阳能系 统，可以采用导热系数较小的保温材料，可以增加水箱的个 数，提高热水容量来解决这个问题。如果长期使用地源热泵 系统造成地下冷热源的不均匀，从而使整个系统的效能降低， 解决这个问题，则必须要保证冷热源之间的协调平衡。对于 现在的太阳能地源热泵联合系统还没有一个最佳的耦合方 式，而且初期成本高，和设备安装等问题都有待解决。而且， 未来如何让每个人都可以有机会，有能力享受到这份绿色资 源是未来发展的重要课题。
以弥补单独采用太阳在自然环境恶劣的条件下运行的不利条 件。在高海拔、低气压的高原地区，往往会出现土壤温度场 的不均衡的问题，这对于整个地源热泵系统的运行有着很大 的影响，同时也会破坏整个地区的生态平衡。但将地源热泵 与太阳能进行合适的耦合后，在采暖季运行时土壤温度场的 波动幅度相对较小，温度场比较均衡。这使得热泵机组装置 本身效率更高，太阳能对机组的效率提升也会大有帮助。
建筑节能设计中的太阳能与地源热能利用
建筑节能设计中的太阳能与地源热能利用简介：在当前全球能源危机以及对环境保护意识的提高背景下，建筑节能已经成为各国发展建筑行业的重点之一。
太阳能与地源热能作为可再生能源的重要代表，在建筑节能设计中发挥着重要作用。
本文将重点探讨太阳能与地源热能在建筑节能设计中的应用与优势。
一、太阳能在建筑节能设计中的应用太阳能是一种免费且无限的能源来源，通过充分利用太阳能，建筑可以有效减少对传统能源的依赖，并降低能源消耗。
以下是太阳能在建筑节能设计中常见的应用方式：1. 太阳能热水系统：通过安装太阳能热水器以及相关的储能和循环系统，可以利用太阳能为建筑提供热水，减少燃气或电能的使用，起到节能的效果。
2. 太阳能光伏系统：太阳能光伏系统通过将太阳能转化为电能，为建筑提供电力需求，实现能源的自给自足。
3. 太阳能被动设计：太阳能被动设计是通过调整建筑的朝向、空间布局和窗户设计等，最大限度地利用太阳能的热量和光照，减少对空调和照明等设备的依赖。
二、太阳能在建筑节能设计中的优势太阳能在建筑节能设计中具有许多显著优势，下面将具体介绍其中的几点：1. 绿色环保：太阳能是一种绿色环保的能源来源，不会产生二氧化碳等有害气体，对环境没有污染，符合可持续发展的原则。
2. 节能降耗：通过利用太阳能提供的热量和电力，可以减少对传统能源的消耗，降低能源开支，为建筑节约大量成本。
3. 长久可靠：太阳能源源不断地从太阳获得，不受能源供应紧张问题的影响，具有长期稳定的特点，保证了建筑能源的可靠供应。
4. 独立运行：太阳能光伏系统可以实现建筑的能源自给自足，不需要依赖外部能源供应，提高了建筑的独立性和灵活性。
三、地源热能在建筑节能设计中的应用地源热能是一种利用地下的热能进行采暖和制冷的技术，通过将地下蓄热层的热能引入建筑，可以实现对室内温度的调节。
以下是地源热能在建筑节能设计中常见的应用方式：1. 地源热泵系统：地源热泵系统是一种利用地下热能进行供暖、制冷和热水供应的系统，通过地下水循环和热泵的工作，可以实现能源的高效利用。
简析太阳能系统和地源热泵系统连接方式
简析太阳能系统和地源热泵系统连接方式我们当前正面临着巨大的能源挑战，提高能源的利用率，节能减排政策加快实施，新能源和可再生能源合理、有效的研发应用，将会是我们人类实现可持续发展的有效途径。
据不完全统计到2035年，世界对一次能源需求量将会上升36%，相当于使用167 t 石油[1]。
近年来，大多数国家都将重心转移到可再生能源和新能源的合理开发利用，这将是未来很长一段时间内一项重要的可持续发展战略[2]。
太阳能和地热能将会是人类历史中取之不尽用之不竭的新能源和可再生能源，对其合理、有效的利用将会是今后能源发展的一个重要方向.我国地域辽阔，年日照时间大于2000h的地区占全国面积的2/3，处于利用太阳能较有利的区域内[3]，但太阳能的利用还存在着一定的局限性，太阳辐射受昼夜、季节、海拔高度等自然条件的限制以及阴雨天气等随机因素的影响较大，存在着很大的不稳定性和间歇性。
因此若要长期单独只用太阳能作为热源运行系统，必须靠辅助热源才可以保证系统稳定运行。
"地源热泵"的概念，最早是在912 年由瑞士的专家提出[4]，它利用地下埋管换热器与大地进行热量交换，把大地作为低位热源和排热场所的热泵装置。
地源热泵在连续运行时会因埋地管在土壤中的连续取热或者放热而导致埋管周围土壤的温度的相对降低或者升高，从而引起热泵蒸发温度和冷凝温度的变化，系统的运行效率的降低；另一方面，土壤的导热系数比较小，换热强度弱，在相同的负荷情况下所需要的换热面积大，因此埋管用量多，占地面积大[5-7]。
太阳能和地源热泵系统单独应用时存在的缺陷最好的办法是结合使用两种能源，互相弥补自身不足，提高资源利用率。
本文主要是对太阳能和地源热泵联合运行方式的探究。
1.系统结构和联合运行原理太阳能-地源热泵系统如图1所示。
本文主要研究的是供暖季下该系统的联合运行模式。
2.系统联合运行模式太阳能-地源热泵系统联合运行有三种不同的运行模式：一、串联模式；二、并联模式；三、蓄热模式。
太阳能与地源热泵系统联合应用
太阳能与地源热泵系统联合应用• 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建筑的政策方针，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，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。
5$)0山东録特空谓*饥哺限公司http:// • 太阳能是永不枯竭的清洁能源，量大，资源丰富，绿色环保，也是可再生能源应用的主要应用方向之一，但太阳能也具有一些缺点：太阳能集热器占地面积大且太阳能是一种辐射能源具有间歇性和不可靠性，在夜间或阴雨天气无法利用必须即时转换成其它形式能量才能利用和储存。
•针对地源热泵和太阳能自身存在的这些局限性，我公司将这两种能源联合使用，这样既能互相弥补自身的不足，又能提高资源利用率。
第一部分、太阳能蓄热在联合系统中的功能•利用太阳的蓄热作用，可实现五个功能•(1)为系统补热，提高系统水升温速度。
即在开机以前一段时间内，如果太阳能的水温高于系统水温，通过控制系统将太阳系统里的水与系统会充分混合，以提高系统水温，以减少机组的提温时间。
•(2)实现太阳能达到设定温度后的采暖循环。
即当太阳能水温达到设定水温时，太阳能系统参与到大的系统循环当中，当系统水温低于一定温度时，太阳能退出大的系统循环。
•(3)参与系统防冻。
如在节假日期间机组可以不开机，单纯利用太阳能的蓄热防冻。
•（4）维护地下温度场。
热不平衡的问题是设计土壤源热泵系统过程中经常遇到的问题 ,本系统对于只要求采暖或吸热量大于放热量的地埋管工程，能较好的解决地下温度场的热平衡问•（5）提供生活热水。
建筑节能施工规范太阳能与地源热泵系统应用要求
建筑节能施工规范太阳能与地源热泵系统应用要求随着环境保护意识的提高和对能源的需求不断增加，建筑节能已成为当今社会的重要议题。
太阳能和地源热泵系统，作为可再生能源的代表，被广泛应用于建筑领域。
本文将介绍建筑节能施工规范下太阳能与地源热泵系统的应用要求。
一、太阳能系统的应用要求太阳能系统是利用太阳能转换为电能或热能的技术装置。
在建筑节能施工过程中，太阳能系统应按照以下要求进行设计和应用：1. 太阳能发电系统太阳能发电系统是通过光伏电池将太阳能转换为电能的装置。
在建筑节能施工中，太阳能发电系统应满足以下要求：（1）选用高效的光伏电池板，确保光电转换效率达到标准要求，能够充分利用太阳能资源。
（2）选择合适的逆变器，将直流电转换为交流电，以满足建筑用电的需求。
（3）合理规划太阳能电池板的布局，考虑建筑的朝向、倾角等因素，最大限度地吸收太阳能。
2. 太阳能热水系统太阳能热水系统是利用太阳能将水加热的装置。
在建筑节能施工中，太阳能热水系统应满足以下要求：（1）选用高效的太阳能集热器，确保充分吸收太阳能，并将其转化为热能。
（2）合理设计热水储存和输送系统，保证热水的供应稳定，并尽量减少能量损失。
（3）考虑使用辅助加热装置，确保太阳能不足时仍能提供稳定的热水供应。
二、地源热泵系统的应用要求地源热泵系统是利用地下能源进行供暖、制冷和热水加热的装置。
在建筑节能施工中，地源热泵系统应满足以下要求：1. 地源热泵供暖系统地源热泵供暖系统是将地下热能通过热泵技术转化为建筑供暖的装置。
在建筑节能施工中，地源热泵供暖系统应满足以下要求：（1）合理选择地热井的位置和设计参数，确保地下热能的充分利用。
（2）采用高效的地源热泵机组，提高供暖效率并降低能耗。
（3）合理规划供暖管道系统，减少能量损失，确保建筑内的供暖均匀和稳定。
2. 地源热泵制冷系统地源热泵制冷系统是将地下热能通过热泵技术转化为建筑制冷的装置。
在建筑节能施工中，地源热泵制冷系统应满足以下要求：（1）合理选择地热井的位置和设计参数，确保地下热能的充分利用。
太阳能-地源热泵复合系统的性能分析及优化
太阳能-地源热泵复合系统的性能分析及优化太阳能-地源热泵复合系统的性能分析及优化近年来，随着能源需求的不断增长和环境保护的迫切需求，太阳能和地源热泵等可再生能源技术受到了广泛关注。
太阳能和地源热泵可以相互结合，形成太阳能-地源热泵复合系统，为建筑提供热水供应和空调服务。
本文将对该复合系统的性能进行分析和优化。
首先，我们先来了解太阳能-地源热泵复合系统的工作原理。
该系统由太阳能热水器和地源热泵组成。
太阳能热水器通过太阳能热能的收集和转换，将热水供应给建筑。
当太阳能热水器无法满足热水需求时，地源热泵将参与工作。
地源热泵通过地下的地热能量，利用热泵工作原理将低温热能提升为高温热能，为建筑供应热水和空调。
通过对太阳能-地源热泵复合系统的性能进行分析，我们可以发现一些可以优化的问题。
首先，太阳能-地源热泵复合系统在不同环境条件下的性能有所差异。
例如，在寒冷的冬季，太阳能热水器的效果可能受到影响，需要增加地源热泵的使用量。
在这种情况下，可以考虑增加太阳能热水器的面积或者提升地源热泵的效能，以提高整个系统的性能。
其次，太阳能-地源热泵复合系统在热交换过程中的效率也是需要优化的一个方面。
在太阳能热水器中，太阳能的收集效率和转换效率直接影响热水供应的质量和数量。
因此，可以考虑使用更高效的太阳能热水器技术，如真空管太阳能热水器，以提高太阳能的利用率。
在地源热泵中，优化热泵的工作参数，如蒸发器的供热温度和冷凝器的供冷温度，可以提高热泵的效能，减少能量的浪费。
此外，对太阳能-地源热泵复合系统的运行管理也是优化的一个关键方面。
及时维护和保养太阳能热水器和地源热泵设备，定期清洗和检查热交换器，清理管道中的污染物等都是保持系统性能稳定的重要措施。
另外，采用智能控制系统，可以根据不同的需求，灵活调整整个系统的运行模式，达到最佳的能源利用效果。
综上所述，太阳能-地源热泵复合系统的性能分析和优化是实现可持续发展和节能减排的重要途径。
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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
太阳能技术自身存在的这些局限性，如果两种能源能够联合使用，这样能互相弥补自身的不足，提高资源利用率。
2 太阳能－地源热泵技术应用的条件应用太阳能－地源热泵技术的原则：（1）在经济许可的前提下最大限度地利用太阳能。
太阳能是完全免费的，在利用过程中，仅消耗水泵能耗，运行费用最低，所以在经济许可的情况下，尽可能增大太阳集热器的面积，以提高太阳能的利用率。
（2）太阳能－地源热泵技术适宜供全年生活热水、冬季供暖、夏季制冷的全年综合利用。
在实际工程中，采用新能源后，系统初投资较高，尤其是对太阳集热器，全部是增量成本，最好能全年综合利用。
例如：太阳集热器冬季供热、夏季制冷，在过渡季，不设空调时，太阳能除提供生活热水外，将多余的热量储存起来，供冬季供热。
这样的做法既可以做到太阳能的综合利用，又可以避免太阳集热器的空晒，增加了太阳集热器的寿命。
（3）新能源利用的前提是必须采用节能建筑，以降低系统的初投资。
太阳能的能流密度较低，太阳集热系统的价格在目前仍然偏高；地源热泵系统与常规系统相比，初投资也较高。
为了尽可能减少系统的初投资，必须保证建筑围护结构符合节能规范的要求，以降低供暖、空调系统的负荷需求。
（4）与供水温度要求低的末端系统配套使用。
目前高温型的地源热泵机组COP值较低，对于常规地源热泵机组来说，供热时，出水温度较低。
同时，太阳集热系统的集热效率与集热系统的出水温度有关，温度越高热损失越大，集热效率降低，因此在选择供暖系统时应优先选择供水温度要求低的形式。
下载全文：00f0f776d3506e7108cea3be9f0e4cb6.pdf00f0f776d3506e7108cea3be9f0
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