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太阳能与空气源热泵互补应用

所属分类:常见问题    发布时间: 2020-09-21    作者:内蒙古节能设备
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一、引 言

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很好的选择方法。

呼市空气源热泵

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(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.悠久,它可追溯到18世纪初叶,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.近十几年的事情,但由于其相对传统制取热水设备的节能、环保、智能化控制、不占用..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,能以.小的电力投入获得.大的供热效益。

热泵技术是基于逆卡诺循环原理实现的,热泵热水机组工作时,蒸发器吸收环境热,压缩机吸入常温低压介质气体,经过压缩机压缩成为高温高压气体并输送进入冷凝器,高温高压的气体在冷凝器中释放热量来制取热水,并冷凝成低温高压的液体。后经膨胀阀节流变成低温低压液体进入蒸发器内进行蒸发,低温低压液体在蒸发器中从外界环境吸收热量后蒸发,变成低温低压的气体。蒸发产生的气体再次被吸入压缩机,开始又一轮同样的工作过程。这样的循环过程连续不断,周而复始,从而达到不断制热的目的。

热泵

空气源热泵工作原理图

三、太阳能与空气源热泵结合技术

3.1太阳能热泵技术

太阳能热泵一般是指利用太阳能作为蒸发器热源的热泵系统,它把热泵技术和太阳能热利用技术结合起来,可同时提高太阳能集热器效率和热泵系统性能。

太阳能热泵技术是原有的热泵技术与太阳能光热、光伏技术的结合,能通过热泵的形式,提高能效的利用,而且通过太阳能作为辅助热源可以避免空气源热泵等在室外空气温度过低时引起的供热 能力和性能系数降低的问题,提高了热泵对使用环境的适应性。

3.2太阳能与空气源热泵互补热利用技术

常规太阳能热水系统易受气候的影响,在阴雨天或春秋季,太阳辐射能热量较少,较难满足热水量的需求,不能全天使用,也影响了太阳能热水系统的推广应用。空气源热泵作为节能设备具有独特优势,它可以节省高品位电能,降低化石类能源的消耗,减少环境污染。空气源热泵是以空气为热源,通过输入少量的高品位能源(电能)来实现低品位热向高品位热转移的热泵系统,空气源热泵仅消耗少量的电能可以将数倍低温热通过压缩机的压缩变为高热。因此将热泵技术与太阳能热水系统结合起来可弥补阴雨天太阳能的不足。太阳能热水系统与热泵互补系统结合了太阳能的清洁性和空气源热泵的节能性,是一种节能。

太阳能与热泵的结合有两种工作模式:一是以太阳能加热为主,以空气能热泵加热为辅,但是前提是建筑允许放置太阳能集热板,有足够的安装面积;二是以空气能热泵加热为主,太阳能加热为辅,此种模式是为了使空气能热泵在低温环境下还能稳定、可靠运行,用太阳能作为其辅助热源或直接加热热水箱内的水或提供预热。

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