太阳能空气源热泵系统设计
空气源热泵热水系统方案(象山某宾馆)(DOC)
余姚市某宾馆空气源热泵热水工程工程方案方案编号：项目负责人：联系电话：手机：二O一一年十月二十九日一、空气源热泵热水器工作原理传统的热水器（电热水器，燃油、燃气热水器）具有能耗大、费用高、污染严重等缺点；太阳能热水器的运行又受到特殊气象条件的制约；而热泵热水器以空气、水、太阳能等为低温热源，以电能为动力从低温侧吸取热量来加热水，热水通过循环系统直接送入用户作为热水供应。
它利用设备内的冷媒从自然环境空气中采集热能并通过热交换器使冷水升温，同时排放冷气。
其工作原理如图1所示：图1 热泵热水器工作原理二、产品特点本公司空气源热泵热水器的核心部件：压缩机，全部选用copeland谷轮公司生产的高效涡旋压缩机，适用于热泵热水器上使用。
空气源热泵热水器的关键配件，均选用ALCO商业制冷及空调系统配件。
热泵热水器与传统热设备相比，有以下显著特点：2.1 高效节能空气源热泵热水器能效比COP 值在5~6 之间（标准工况下），即使在冬季超低温情况下也达到 1.8（-7℃），全年综合能效比COP 值在5~5.5 间。
高于市面上一般的热泵热水器。
2.2 使用安全加热方式完全不同于普通电加热，从根本上杜绝了普通电加热漏电、干烧等安全隐患；电路只有控制线路而无强电线路连接，实现了完全水电分离。
2.3 健康环保无任何有害气体排放；无温室气体排放；无致酸雨气体排放；无废热污染。
2.4 技术先进采用先进的控制技术，整个系统处于自动控制的运行状态之中。
2.5 运行稳定、维护简单，维护费用极低空气源热泵热水器系统简单；无需专人管理、维护，因而可极大降低维护、维修费用。
2.6 清洁无垢小温差传热，不结垢，清洁方便。
三、工程方案设计3.1 工程概况根据本工程现场了解的情况，目前宾馆房间65间，主要供应热水为日均12m³。
3.2 设计依据根据机组在余姚冬季时使用的最低环境温度5℃，以及机组在对应的环境温度下的制热量而对应选型，设计自来水进水最低温度10℃，设定热水出水温度为55℃。
空气源热泵空调系统设计方案
空气源热泵空调系统设计方案第1章绪论改革开放以来，随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的大幅度提高，能源的消耗越来越大，其中建筑能源占相当大的比例。
据统计，我国历年建筑能耗在总能耗的比例是19%～20%左右，平均值为19.8%。
其中，暖通空调的能耗约占建筑总能耗的85%。
在发达城市，夏季空调、冬季采暖与供热所消耗的能能量已占建筑物总能耗的40%～50%。
特别是冬季采暖用的燃煤锅炉、燃油锅炉的大量使用，给大气环境造成了极大的污染。
因此，建筑物污染控制和节能已是国民经济发展的一个重大问题。
热泵空调高效节能、不污染环境，真正做到了“一机两用”（夏季降温、冬季采暖），进入20世纪90年代以来在我国得到了长足的发展，特别是空气源热泵冷热水机组平均每年以20%的速度增长，成为我国空调行业又一个引人注目的快速增长点。
所谓热泵，就是靠电能拖动，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。
类似于人们把水自低水头压送至高水头的机械称为“水泵”，把气体自低压区送至高压区的机械称为“气泵”（在我国习称气体压缩机），因而把这种输送热能的机械称为“热泵”。
因此，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。
热泵的发展受制于能源价格与技术条件，所以其历史较为曲折，有高潮有低潮，但热泵发展的前景肯定是光明的。
当前热泵研究的方向是向高温高效发展，即开发高温热泵并最大限度提高COP（性能系数 Coefficient of Performance）值，同时积极发展吸收和化学热泵等。
空气源热泵热水机组的制造、推广和使用在我国只是最近10年的事，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。
太阳能与空气源热泵技术应用标准
太阳能与空气源热泵技术应用标准随着全球能源危机和环境问题的日益严重，可再生能源和节能技术成为了研究的热点。
太阳能和空气源热泵技术作为两种重要的可再生能源技术，在建筑、农业、工业等领域得到了广泛应用。
为了规范太阳能和空气源热泵技术的应用，提高其性能和安全性，制定相应的技术应用标准至关重要。
本报告将详细介绍太阳能与空气源热泵技术应用标准，以期为相关领域的研究和实践提供参考。
本报告详细介绍了太阳能与空气源热泵技术应用标准，包括太阳能热水系统标准、太阳能光伏发电系统标准、空气源热泵机组标准和空气源热泵热水系统标准等。
这些标准的制定和实施将有助于规范太阳能与空气源热泵技术的应用，提高其性能和安全性。
同时，随着技术的不断进步和创新，未来太阳能与空气源热泵技术的应用将更加广泛和深入。
我们期待在未来的发展中，太阳能与空气源热泵技术能够为全球能源危机和环境问题提供更加有效的解决方案。
一、太阳能与空气源热泵技术应用标准太阳能热水系统标准太阳能热水系统是利用太阳能将水加热的系统，广泛应用于家庭、学校、医院等场所。
为了确保太阳能热水系统的性能和安全性，应遵循以下标准：（1）系统设计应考虑到当地的气候条件、建筑结构、使用需求等因素，确保系统能够充分利用太阳能资源。
（2）太阳能集热器应选用高效、耐用的材料，并具备防冻、防腐蚀等功能。
（3）热水系统应配备适当的保温措施，减少热量损失。
（4）系统应具备自动控制和安全保护功能，确保使用安全。
太阳能光伏发电系统标准太阳能光伏发电系统利用太阳能光照射在光伏电池上产生电能，为建筑物提供电力。
为了确保太阳能光伏发电系统的性能和安全性，应遵循以下标准：（1）系统设计应考虑到当地的光照条件、建筑结构、电力需求等因素，确保系统能够充分利用太阳能资源。
（2）光伏电池应选用高效、耐用的材料，并具备防风、防雨等功能。
（3）发电系统应配备适当的保护措施，防止过载、短路等故障。
（4）系统应具备自动控制和远程监控功能，方便管理和维护。
深圳市某小学宿舍增加太阳能热水系统设计介绍
深圳市某小学宿舍增加太阳能热水系统设计介绍深圳市某小学宿舍增加太阳能热水系统设计介绍摘要：本文以深圳市某小学宿舍太阳能热水系统设计案例进行分析，探讨如何控制太阳能与辅助热源之间的关系，使太阳能利用最大化，并得出太阳能热水系统设计注意事项。
关键词：太阳能热水系统、太阳能集热器、太阳能保证率、空气源热泵、控制原理。
中图分类号： S214.2 文献标识码： A 文章编号：一．引言由于人类社会的不断发展，世界能源供应形势越来越严峻，地球的环境压力也越来越大，低排放的再生清洁能源在能源供应中占越来越重要的地位。
太阳能具有以下优点：可直接开发和利用、无污染、用之不竭等。
深圳市太阳能辐照量丰富，年均约为5225MJ/㎡。
本文以深圳市某小学宿舍增加太阳能热水系统工程对太阳能热水系统设计进行研究与分析。
二．工程概况。
本项目地处深圳市南山区，性质为学生宿舍，地上6层，建筑高度21.6m，总建筑面积为2000㎡，屋面建筑面积为426㎡。
三．太阳能热水系统介绍。
本项目热水系统采用定时供水系统，每天16：00～20：30时段供应热水。
本项目屋顶设置太阳能热水系统供本栋宿舍的淋浴使用，辅助热源采用空气源热泵。
系统设计原理为：冷水进入贮热水箱，当集热器进出口温差大于6℃(可调)时，开启集热系统循环泵使贮热水箱的水经过集热器被不断加热；如此循环往复，直至贮热水箱的水温达到设定值时，再由供热水箱补水泵将贮热水箱中达到设定温度的热水强制送入供热水箱；供热水箱在各个设定时段应该储存一定量的热水，若供热水箱水温小于60℃，热泵启动，直至供热水箱内水温达到60℃；在定时供水时段，用户再直接从供热水箱中获取满足要求的热水。
四．太阳能热水系统设计计算。
本项目设计用水规模按500人设计，全楼公共淋浴间共75个淋浴器。
平均日用水量取40m³，最高日用水量取50m³。
年平均太阳能辐射量取5225MJ/m ，贮水箱和管路的热损失率不大于0.22。
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。
空气源热泵空调系统设计方案
空气源热泵空调系统设计方案第1章绪论改革开放以来，随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的大幅度提高，能源的消耗越来越大，其中建筑能源占相当大的比例。
据统计，我国历年建筑能耗在总能耗的比例是19%～20%左右，平均值为19.8%。
其中，暖通空调的能耗约占建筑总能耗的85%。
在发达城市，夏季空调、冬季采暖与供热所消耗的能能量已占建筑物总能耗的40%～50%。
特别是冬季采暖用的燃煤锅炉、燃油锅炉的大量使用，给大气环境造成了极大的污染。
因此，建筑物污染控制和节能已是国民经济发展的一个重大问题。
热泵空调高效节能、不污染环境，真正做到了“一机两用”（夏季降温、冬季采暖），进入20世纪90年代以来在我国得到了长足的发展，特别是空气源热泵冷热水机组平均每年以20%的速度增长，成为我国空调行业又一个引人注目的快速增长点。
所谓热泵，就是靠电能拖动，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。
类似于人们把水自低水头压送至高水头的机械称为“水泵”，把气体自低压区送至高压区的机械称为“气泵”（在我国习称气体压缩机），因而把这种输送热能的机械称为“热泵”。
因此，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。
热泵的发展受制于能源价格与技术条件，所以其历史较为曲折，有高潮有低潮，但热泵发展的前景肯定是光明的。
当前热泵研究的方向是向高温高效发展，即开发高温热泵并最大限度提高COP（性能系数 Coefficient of Performance）值，同时积极发展吸收和化学热泵等。
空气源热泵热水机组的制造、推广和使用在我国只是最近10年的事，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。
建筑给水太阳能热泵热水供应系统
建筑给水太阳能热泵热水供应系统6．6 太阳能、热泵热水供应系统6．6．1 太阳能热水系统的选择应遵循下列原则：1 公共建筑宜采用集中集热、集中供热太阳能热水系统；2 住宅类建筑宜采用集中集热、分散供热太阳能热水系统或分散集热、分散供热太阳能热水系统；3 小区设集中集热、集中供热太阳能热水系统或集中集热、分散供热太阳能热水系统时应符合本标准第6．3．6条的规定；太阳能集热系统宜按分栋建筑设置，当需合建系统时，宜控制集热器阵列总出口至集热水箱的距离不大于300m；4 太阳能热水系统应根据集热器构造、冷水水质硬度及冷热水压力平衡要求等经比较确定采用直接太阳能热水系统或间接太阳能热水系统；5 太阳能热水系统应根据集热器类型及其承压能力、集热系统布置方式、运行管理条件等经比较采用闭式太阳能集热系统或开式太阳能集热系统；开式太阳能集热系统宜采用集热、贮热、换热一体间接预热承压冷水供应热水的组合系统；6 集中集热、分散供热太阳能热水系统采用由集热水箱或由集热、贮热、换热一体间接预热承压冷水供应热水的组合系统直接向分散带温控的热水器供水，且至最远热水器热水管总长不大于20m时，热水供水系统可不设循环管道；7 除上款规定外的其他集中集热、集中供热太阳能热水系统和集中集热、分散供热太阳能热水系统的循环管道设置应按本标准第6．3．14条执行。
6．6．2 太阳能集热系统集热器总面积的计算应符合下列规定：1 直接太阳能热水系统的集热器总面积应按下式计算：式中：A jz——直接太阳能热水系统集热器总面积(m2)；Q md——平均日耗热量(kJ／d)，按本标准式(6．6．3)计算；f——太阳能保证率，按本标准第6．6．3条第3款确定；b j——集热器面积补偿系数，按本标准第6．6．3条第4款确定；J t——集热器总面积的平均日太阳辐照量[kJ／(m2·d)]，可按本标准附录H确定；ηj——集热器总面积的年平均集热效率，按本标准第6．6．3条第5款确定；η1——集热系统的热损失，按本标准第6．6．3条第6款确定。
新型太阳能—空气复合热源热泵的实验研究的开题报告
新型太阳能—空气复合热源热泵的实验研究的开题报告题目：新型太阳能—空气复合热源热泵的实验研究一、研究背景在全球变暖、环保节能等现代社会，太阳能、空气能等可再生能源被广泛关注，成为新能源市场的热点。
在热泵技术中，空气源热泵具有应用广泛、适用范围广、安装维护简单等特点。
但是，它的效率受到室外温度的影响较大，当气温低于零度时，其效率会显著下降。
为了克服这一问题，将太阳能与空气能相结合，形成“太阳能—空气复合热源热泵”成为了研究的热点之一。
该技术能够使热泵在低温环境下仍然具有较高的效率，为热泵技术的发展开辟新的途径。
二、研究目的和意义本研究旨在设计一种新型太阳能—空气复合热源热泵系统，并进行实验研究。
通过实验结果的分析，探究该系统的热效率、性能稳定性以及减少环境污染等方面的特点。
研究成果将为太阳能与空气能相结合的热泵技术的发展提供新思路和新经验，对于推动我国可再生能源的研究和应用具有积极意义。
三、研究内容和方法本研究主要包括以下内容：1.设计新型太阳能—空气复合热源热泵系统，并进行系统优化设计，使其具有较高的效率和稳定性。
2.利用实验室制作的实验平台，对该系统进行实验研究。
测定系统的运行参数，如制冷量、制热量、能耗等指标，分析系统的热效率和运行稳定性。
3.通过对实验结果的分析，总结太阳能—空气复合热源热泵系统的特点和优劣，进一步完善和优化其设计。
研究方法主要包括文献调研、实验研究、数据分析等。
通过对相关文献的综合分析，理论上掌握太阳能—空气复合热源热泵系统的设计与优化方法；通过实验研究，确定系统的运行参数，并获取系统的性能数据；通过数据分析，全面评估系统的性能和特点。
四、预期研究结果预期研究结果包括以下几个方面：1.设计出一种新型太阳能—空气复合热源热泵系统，并进行系统优化设计，使其具有较高的效率和稳定性。
2.通过实验研究，获得系统的运行参数，如制冷量、制热量、能耗等指标，分析系统的热效率和运行稳定性。
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ＣＨＩＮＡ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｊａｎ．２０１６中国科技信息２０１７年第２期 １０万一３０万⑨ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—８９７２ ２０１７．０２．０１３ 可实现度 可替代度
新疆北疆和东疆沿天山一带属于严寒地区，每年用于供 暖的能耗非常巨大，燃煤取暖造成大量的环境污染，建筑节 能势在必行。空气热能具有分布广泛，利用方便等特点，因此， 空气源热泵系统理应成为一种良好的供暖空调方式，但是由 于该系统存在低温环境适应性差的问题，在严寒地区几乎不 适用。近年来行业内从改进制冷循环部件性能、制冷循环的 改进与优化控制、采用新型制冷剂、改进融霜技术等几个方 面进行了大量的研究工作，这些工作使得该问题很大程度上 的改善。考虑到严寒地区供暖期总热负荷中有较大比例对应 的室外温度还相对较高，现有的低温空气源热泵产品可以高 效地保障供暖需求，同时新疆具有丰富的太阳能资源，将太 阳能蓄热供暖与低温空气源热泵系统进行有机复合，这样既 可以克服空气源热泵低温适应性差的问题，又可以显著降低 太阳能蓄热供暖系统的容量，使得初投资大大降低，系统的 实用性明显增强，便于系统的推广应用。该系统的设计与应 用将有助于转变严寒地区以单一热源热泵系统为主的传统应 用理念，有助于探索适用于新疆地区的可再生能源供暖空调 系统及其配套的工程应用技术，推进新疆地区节能减排事业 的发展。 示范工程的基本情况 建筑概况 项目实施地点在乌鲁木齐市高新区甘泉堡工业园内， 位于北纬４４．４。，东经８７．７。。实验建筑为热泵技术实验 室，如图１所示，该实验室于２０１４年９月建成，建筑面积 ２００ｍ ，一层砖混结构，空心砖墙厚度３７ｃｍ。房屋整体密 封性较好，外墙以及屋顶均有１０ｃｍ保温层，共有６个窗户 ４１一 单框双玻，每个面积约２－２５ ｍ ：２樘单扇钢制入户门每樘 面积１．８ ｍ ，１樘双扇钢制入户门面积３ ｍ 。计算平均热 负荷２３Ｗ／ｍ 。实验室内沿墙壁四周，均匀布置了１Ｏ组钢 制散热片，每组长１ｍ高０．６ｍ；热风管道采用厚度０．８ｍｍ 镀锌铁皮，卷成直径啦！２０ｍｍ圆桶型风道，由屋顶引入室内， 在窗台下部做４个排风口。
气象条件 乌鲁木齐市地处欧亚大陆腹地，在ＧＢ５０１ ８９—２００５ 《公共建筑节能设计标准》中属于严寒地区Ｂ区，在 ＧＢ５０３５２—２００５《民用建筑设计通则》中属于ＶＩＩ气候区。 其气候特征表现为夏季炎热，冬季寒冷，昼夜温差大，具有 寒冷干燥多变的特点，冬长夏短，春秋不明显，光照充足， 热量充沛，气温日差大。供暖期由１０月１５日至次年４月 １５日，长达１８２天，相比之下全年需要供冷的时间相对较短， 一般情况下由６月１日至次年９月１日，约为９０天，空调 单位面积冷负荷与供暖单位面积热负荷相比较小。 我国太阳能资源带分类如表，１所示，按照表中规 定的指标，经统计乌鲁木齐地区年平均太阳总辐射量为
图１示范工程现场图 蕊 ◎１ ０万一３０万 中国科技信息２０１ ７年第２期．ＣＨＩＮＡ ＳＣｔＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥｃＨＮＯＬ。Ｇ、，ＩＮＦＯＲＭＡＴＩｏＮ Ｊａｎ．２０１ ７ 表１太阳能资源带分类 年辐射总量指标 分类 地区 ｋＷｈ／（ｍ２１ａ）
西藏大部、新疆南部及青海、甘肃、 最丰富带 ≥１７５０ 内蒙西部
很丰富带 １４００～１７５０ 新疆大部、青海、甘肃东北等 较丰富带 １０５０～１４００ 黑龙江、吉林、辽宁等 —般带 ＜１０５０ 四川中部、贵＇￣Ｉｔ：ＩＩＧ部、湖南西北
图２系统原理图 １ ３７２ｋＷｈ／（ｍ２．８），属于太阳能资源较丰富地区。
系统设计及工作原理 系统原理图如图２所示，该系统有两个热源，其中空气 集热器整列和风道组成热源一，空气源热泵和蓄热水箱组成 热源二。该系统冬季供暖时包含３种运行模式。 运行模式１：太阳能热风直接供暖模式，当冬季气温较 低且阳光较好时，温度探头检测太阳能空气集热的温度，若 ＞４０℃则启动风机，风道内的空气被太阳能真空玻璃管直接 加热，热空气通过风道进入房间，房间温度随热空气温度升 高，通过回风口太阳能空气集热器循环加热房间内空气，如 果空气集热的温度＜３５℃则停止向室内供热。 运行模式２：空气源热泵供暖模式，当阳光不好的时候 启动空气源热泵加热蓄热水箱。当水箱温度低于４５℃时， 启动空气源热泵和循环泵２，并加热蓄热水箱，直到蓄热水 箱温度达到５５℃时停止加热。房间温度如果低于设定温度 ２０℃，则开启室内循环泵１，直到房间温度达到设定温度， 保持房间温度恒定。 运行模式３：太阳能热风与空气源热泵联合供暖模式， 当春、秋季来临时，白天房间温度不需要太热时，可以切换 风道转换开关，使热风直接吹向带风道夹层的蓄热水箱，把 太阳能的热量转移到蓄热水箱中。如果蓄热水箱温度达不到 设定值，则打开空气源热泵给水箱加热，保持蓄热水箱在设 定的温度。蓄热水箱温度升高后，房间的温度由室内温度探 头感知，如果温度低于２０℃，则打开循环泵１对室内进行 供暖，保持房间温度恒定。 主要设备参数 空气源热泵采用的制热介质有：Ｒ２２、Ｒ４１７Ａ、 Ｒ４１０Ａ和ＣＯ２热媒，其中ＣＯ２介质的空气源热泵机组低 温适应性较好在，一般在一２０℃时ＣＯＰ值在３以上，但输 出功率一般都在５０ｋＷ以上，且机组价格最贵。目前国内普 ４２一 通的空气源热泵在气温低于一１ ５℃时就无法工作了。本项目 选取了一台美琳达Ｍ Ｈ一５／Ｄ型超低温空气源热泵，采用普 通Ｒ２２制冷剂，能够在一２５℃下正常工作。室内循环水泵 和空气源热泵循环泵各１台，均选用威乐ＰＨ一１０１ＥＨ热 水循环泵。主要设备型号及参数见表２和表３。 表２空气源热泵参数 制热量 输入功率 进水温度 出水温度 环境温 型号 电源Ｖ ｋｗ ｋｗ ℃ ℃ 度℃ ＭＨ一５／ １５ ４．１７ ５ ７－８ ５．１ ３８Ｏ一３Ｎ一 Ｄ ５ＯＨｚ 表３水泵参数 介质 最大 最大 额定 型号 功率ｗ 重量ｋｇ 温度℃ 扬程ｍ 流量ｍ。 流量ｍ。 ＰＨ一１Ｏ１ＥＨ ２００ １ＯＯ ５ ７．８ ５ １ ８．５ 普通太阳能集热器使用水做为循环介质，冬季采用排空、 系统防冻循环或伴热带来解决防冻，但这些措施都不能很好的 解决系统冻结问题。有的太阳能集热系统采用防冻液循，使用 防冻液循环同时带来了系统腐蚀的问题，在夏季集热系统过 热时防冻液沸腾、蒸发，防冻液的各项比例变化，品质变差。 本系统采用了空气作为集热系统的循环介质，通过玻璃真空管 集热器加热空气，空气由风道进入换热夹层水箱，或由风道 直接送入室内提升室内温度，这样就彻底解决系统冻结的问 题。太阳能集热部分的主要参数：集热器阵列由６台储能式 空气式集热器组成，每台集热面积４ ｍ ，总集热为２４ ｍ 。 因为房屋的朝向为南偏东３０。，为了使安装效果美观，太阳 能集热器也架设成为这个方向。为了避免冬季积雪影响使用 效果，选择集热器倾角为４５。。太阳能储能式空气集热器采 用３０支直径５８ｍｍ，长度１８００ｍｍ双通型玻璃真空管、储 热棒、上下工程联箱构成。储热棒内封装有相变蓄热材料， 每支储热量１．３ＭＪ长１７００ｍｍ直径３０ｍｍ。太阳能集热夹 层水箱高２０００ｍｍ，直径１２００ｍｍ，风管接口０１ １０ｍｍ， 水管接口ＤＮ２５ｍｍ。风机选择ＣＹ一１８０型离心风机、风 量１３８０ｍ３／ｈ、风压９４１ｐａ，功率７５０Ｗ。风道采用直径 １ １ ０ｃｍ镀锌铁皮分段拼装制成，在房间内设置三通以及风阀 开关，可以手动切换转换开关打开位置。控制器选用温差控制 器，可以探测温度一５０～３００Ｅ，温度差可调。 示范工程于２０１４年９月份建成，屋顶架设太阳能集热 器，室外放置空气源热泵，夹层水箱等设备如图４所示，室 内布置控制台与出风口如图５所示。
运行情况测试分析 为了考察系统运行性能，对系统情况进行了跟踪测试， 测试时间从２０１４年１０月１５日至２０１５年４月１５日。测 试期间选取典型气候情况为２０１４年１２月１０日至２５日， 测试期间控制室设定温度为２０℃，数据分析如下。
能效比的测试 冬季室外平均温度一１ １℃，空气源热泵测试期间出水 流量为１．８ｍ。／ｈ，进出口温差５Ｅ，耗电功率Ｐｒ＝４．３ｋＷ，
根据空气源热泵制热量计算能效比为： 图４夹层水箱 图５控制室控制台、出风口 ＱＩ１： △『ｗ／３６００＝９．９ｋＷ （１） ｃｏＰ，Ｉ＝ＯＨ／ ＝２．３ （２） 式中，０Ｈ为热泵机组制热量，ｋＷ；Ｖ１为冷凝器侧循 环水流量 ｍ３／ｈ；ｐ为循环水密度，ｋｇ／ｍａ，Ｃ为循环水的比热，
ｋＪ／（ｋｇ．℃）；Ａｔ 为冷凝器进出水温差，℃；ＣＯＰＨ为热 泵机组制热能效比；Ｐｒ为制热工况压缩机耗功率，ｋＷ。 冬季室外平均温度一１ １℃，打开空气集热器的循环风机， 切换风道转换开关到夹层水箱。通过测量储热水箱１小时的 温度变化得到制热量，当太阳辐射＞９００Ｗ／ｍ 时。循环风 机功率Ｐｘ＝０．７５ｋＷ，蓄热水箱体积Ｖ２为０．９６ ｍ ，水箱 升温７℃，根据太阳能制热量计算能效比为： ＱＴ＝ △ ／３６００＝７．８４ｋＷ （３） ｃ ： ／ｐ ＝１０．４５ （４） 式中，０Ｔ为太阳能制热量，ｋＷ；Ｖ１为蓄热水箱体积 ｍ ；Ｐ为水密度，ｋｇ／ｍ。；Ｃ为水的比热，ｋＪ／（ｋｇ．℃）； △， 为水箱加热前后温度差，℃：ＣＯＰＴ为太阳能集热系统 制热能效比’９ Ｐｘ为太阳能制热时消耗的功率，ｋＷ。 测量１小时与集热器架设方向相同的太阳辐照量 Ｈ＝２．５６ＭＪ／ｍ２。总集热器面积为ＳＺ为２４ 。根据太阳能集热 器１小时集热总量０Ｔ，得到太阳能集热系统的制热效率，７、： ＝ ３．６／（ｓｚ Ｈ）＝４５．９％ （５） 由于示范工程所属地区夏季气温不高，没有设计夏季 制冷工作模式，根据以上计算得到空气源热泵在冬季１ ２月 份时平均制热能效比ＣＯＰ 为２．３，太阳能集热系统制平 均热能效比ＣＯＰ 为１０．４５，太阳能集热系统热效率，７ 为 ４５．９％ 常规能源替代量的计算 按乌鲁木齐市冬季供暖期为１８０天，按照空气源热泵 上的热量表计算整个冬季空气源热泵冬季制热总量为Ｑ 为 １ ２４７４ｋＷｈ，按照集热循环系统的热量表计算整个冬季的太 阳能系统总制热量为Ｑ 为５２２１ ｋｗｈ。按照标准煤热值ｑ 为２９３０６ＭＪ／ｔｃｅ，锅炉热效率ｎ。为０．７，发电效率ｎ 为０．４ 计算，来计算，常规供暖系统所消耗的能量可折合为标准煤 Ｍ 按照如下方式计算： （） ＝（） ，＋ ＝ｌ７６９５ｋＷｈ （６） ７＝ｐ ×３．６／（ｑ×， ×，７，）＝７．７６ｔｃｅ （７） 式中，Ｑｚ为系统采暖期内总能量，实际耗电量Ｑ。， 因为空气源热泵能耗比ＣＯＰ 为２．３，太阳能系统能效比 ＣＯＰ 为１ ０．４５，实际耗电量小于采暖期产生的总能量，由 系统电能表记录耗电量Ｑ。＝５９２３ｋＷｈ，采暖期实际耗电总 量０ 折合成标准煤ＭＴ为： ｚ＝Ｑ×３．６１（ｑ×，≈×，７：）＝７．７６ｔｃｅ （８） 一４３～ １０万～３０万◎ 由上述计算可得冬季采暖期内整个系统节约５．１６ ｔｃｅ。 二氧化碳、二氧化硫、烟尘减排量 该系统冬季常规能源替代量的计算结果０ ＝５．１ ６ｔｃｅ， 按以下公式计算可得二氧化碳减排量（ｔ／ａ）： ０、＝２．４７× ＝１２．７６ｔ，￣ ａ （９） 二氧化硫减排量（ｔ／ａ） ０、＝０．０２× ＝０．１０３ｔ／ａ （１０） 烟尘减排量（ｔ／ａ） ＝０．０１× ＝０．０５Ｉｔ 。ａ （１１） 冬季采暖的运行效果及经济效益 项目的总采暖面积为２００ｍ２，２０１４年１Ｏ月至２０１５ 年３月采暖季期间室外平均气温～８．４℃，测试期室外平均 温度为一１ １℃，控制室内平均温度为２０．４℃。采暖期实际 耗电量为５９２３ｋＷｈ，该系统按照居民普通电费０．５２ｋＷｈ／ 元，来计算整个冬季采暖费用为３０８０元，平均到每平方 米为１５．４元。相比冬季集中供暖２２元／ｍ ，节省采暖费 １３２０元。 太阳能热泵供暖系统总投资９４０００元，系统单位面积 成本为４７０元／ｍ ，整体来说建筑安装以及设备成本较高， 冬季采暖运行费用１５．４元／ｍ ，运行成本较低，如果能够 在完善系统设计，扩大示范面积降低系统单位面积成本，则 可以进一步试验太阳能空气源热泵采暖技术的实用性。