張軍

摘要：通過(guò)對(duì)幾種常見的熱水系統(tǒng)的具體分析，我們發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)能+空氣源熱泵年消耗的費(fèi)用較低，年運(yùn)行費(fèi)用也相對(duì)較少，這在一定程度上表示了空氣源熱泵對(duì)于太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的輔助功能逐漸成效，同時(shí)這方面專業(yè)技術(shù)條件還處于可行狀態(tài)，在節(jié)能減排的基礎(chǔ)上還可以做到增加經(jīng)濟(jì)收益，是一種可以推廣的生活用水熱化的系統(tǒng)模式。本文在對(duì)空氣源熱泵+太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)做了一定的研究，并進(jìn)行了相應(yīng)的利益簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：效益研究；空氣源熱泵；太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)

隨著人們的生活水平日漸提高，因此對(duì)于日常使用的生活用品要求也日漸升高，家庭熱水的使用量也逐年增加，在生活熱水能耗居高不下的狀況下，尋找最優(yōu)的生活熱水制備的方法便是如今關(guān)注的焦點(diǎn)。在全球變暖的大環(huán)境下，是否能找到節(jié)約能源消耗、保護(hù)環(huán)境的安全的技術(shù)方法，如何改變當(dāng)前能源消耗現(xiàn)狀也迫在眉睫[1]。

一、常用熱水系統(tǒng)場(chǎng)所的特點(diǎn)分析

在人們的日常生活中，對(duì)于熱水量的需求在日漸增加，不單是提供熱水洗浴或大型商務(wù)酒店等地會(huì)大量使用熱水，更多的小區(qū)、學(xué)校都開始提供了熱水服務(wù)，通過(guò)實(shí)地調(diào)查，表示一般賓館、酒店等大型營(yíng)業(yè)場(chǎng)所采用的不是中央熱水系統(tǒng)，但剩余的一些小區(qū)住宅及商場(chǎng)、學(xué)校等密集場(chǎng)所已經(jīng)都開始采用節(jié)能環(huán)保的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。

二、太陽(yáng)能、空氣熱源泵的基本介紹

太陽(yáng)能資源是大自然賦予人類的珍貴寶藏，有著取之不盡用之不竭的優(yōu)點(diǎn)，政府也在積極出臺(tái)了對(duì)于利用太陽(yáng)能的相關(guān)條例，規(guī)定了一部分住宅要按照規(guī)定，統(tǒng)一安裝太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，最大程度的開展對(duì)太陽(yáng)能資源的利用情況，在太陽(yáng)輻照充足的情況下，太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)十分顯著，其可以僅消耗水泵的能源，使得其他的耗能基本為零。但同時(shí)我們也不得不承認(rèn)太陽(yáng)能自身帶著不可避免的硬性缺點(diǎn)，介于它的不確定性，會(huì)有可能受到天氣原因的影響，從而導(dǎo)致輻照量不足，無(wú)法形成完整的用水加熱需求[2]。

空氣熱源泵是以環(huán)境空氣中豐富低品位太陽(yáng)潛能作為其能源，特點(diǎn)是任何地方都有，可以隨時(shí)用隨時(shí)取走。同時(shí)也還不會(huì)受到天氣陰晴變化的影響，所以其在供熱方面的使用利用率很高，工藝研制的技術(shù)也相對(duì)成熟。但由于在室外溫度隨著季節(jié)變化，會(huì)伴隨著一定的變化，在室外溫度開始降低的同時(shí)，熱泵的供熱量也會(huì)隨之減弱，當(dāng)遇到更嚴(yán)重的零下天氣時(shí)，容易因結(jié)霜情況的發(fā)生使機(jī)器機(jī)組損壞，因此此系統(tǒng)有一定的使用局限性[3]。

三、空氣熱源泵與太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)結(jié)合的特點(diǎn)介紹及效果說(shuō)明

太陽(yáng)能集熱器及輔助加熱空氣源熱泵機(jī)組是中央熱水系統(tǒng)的主要組成部分，其他用于輔助功能的設(shè)備還包括太陽(yáng)能循環(huán)水泵、儲(chǔ)熱水箱及連接管道控制器等。

空氣源熱泵輔助太陽(yáng)熱水系統(tǒng)的運(yùn)行基本有四種情況：

（一）太陽(yáng)能集熱器直接加熱生活用水。在日照充足的白天，太陽(yáng)能資源較為方便收集，通過(guò)系統(tǒng)的控制器來(lái)調(diào)節(jié)使得太陽(yáng)能熱水循環(huán)泵啟動(dòng)，讓太陽(yáng)能儲(chǔ)熱水溫達(dá)到一定的溫度，這樣的熱量收集都來(lái)自于太陽(yáng)能的利用，因此能耗最少。

（二）空氣源熱泵輔助太陽(yáng)能集熱器加熱生活用水。在一些陰雨天氣的時(shí)候，太陽(yáng)能資源不充足，不足以加熱生活用水。水箱感溫元件會(huì)自動(dòng)檢測(cè)水溫不足同時(shí)開啟空氣源熱泵機(jī)組加熱，在空氣能的作用下使溫度達(dá)到一定的設(shè)定值，從后機(jī)組自動(dòng)關(guān)閉，這種模式是日常系統(tǒng)工作中使用最頻繁的工作狀態(tài)。

（三）太陽(yáng)能和熱泵組同時(shí)加熱生活用水。在太陽(yáng)能輻照基本良好的時(shí)候，如果對(duì)于熱水的需求量過(guò)大，太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)不足以滿足使用需求時(shí)，太陽(yáng)能和熱泵機(jī)組則可以同時(shí)啟動(dòng)工作來(lái)滿足用水需要。空氣能屬于太陽(yáng)能的輔助供給，在可以保證水溫的情況下，為太陽(yáng)能提供后續(xù)資源支持，在盡量節(jié)省空氣源的情況下使用太陽(yáng)能資源。

（四）空氣源熱泵機(jī)組直接加熱生活用水。如果遇到持續(xù)的陰雨天氣或雨雪天氣，太陽(yáng)能輻照量不足以啟動(dòng)加熱系統(tǒng)，則只能完全由空氣源熱泵機(jī)組提供用水加熱工作，此情況是完全靠熱泵機(jī)組工作，消耗相比較最大。

四、空氣源熱泵+太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的效益研究

（一） 浙江地區(qū)氣候特點(diǎn)

浙江位于我國(guó)東部沿海，處于歐亞大陸與西北太平洋的過(guò)渡地帶，該地帶屬典型的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。氣候特點(diǎn)可以概括為：季風(fēng)較為顯著， 四季分明，全年溫度相對(duì)適中， 太陽(yáng)光照較多， 雨量豐沛， 空氣屬于濕潤(rùn)地帶， 雨熱季節(jié)變化同步，氣候資源配制多樣。

（二）從經(jīng)濟(jì)性分析空氣源熱泵+太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的效益

我們?nèi)粘Ｉ钪?，生活熱水的溫度一般?0℃-60℃之間左右，這種熱能的需要屬于較低溫度的熱能需要，如果大量利用電能或燃?xì)獾饶茉磥?lái)滿足生活熱水使用則有些大材小用，所謂“殺雞焉用宰牛刀”，可見這種模式是極為不合理的。

因此國(guó)家相應(yīng)文件也明確提出法律法規(guī)，在建筑物的設(shè)計(jì)方面要加大、強(qiáng)制使用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，使用太陽(yáng)能復(fù)制空氣源熱泵系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于能量消耗的降低使用，在基本技術(shù)已經(jīng)設(shè)計(jì)選擇之后，還要進(jìn)行分析其經(jīng)濟(jì)性的相關(guān)情況。在工程經(jīng)濟(jì)學(xué)中，常用動(dòng)態(tài)投資法來(lái)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。在其中可以假設(shè)利率，來(lái)估算系統(tǒng)的使用年限、使用費(fèi)用等，最后得出年費(fèi)用，來(lái)進(jìn)行各個(gè)熱水系統(tǒng)的年使用費(fèi)用。系統(tǒng)的總投資主要包括設(shè)備的親前期準(zhǔn)備工作費(fèi)用，再者系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用指在使用系統(tǒng)中的維護(hù)及能耗費(fèi)用等，進(jìn)行完整的一套模擬計(jì)算。通過(guò)對(duì)各種方式的研究分析發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)能+空氣源熱泵年消耗費(fèi)用最低，年運(yùn)性的費(fèi)用也相對(duì)較少，可見此方案選擇的經(jīng)濟(jì)性最好，可以實(shí)現(xiàn)用較少的投入來(lái)滿足最少的能源消耗情況。

（三）從節(jié)能環(huán)保性分析空氣源熱泵+太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的效益

由于各種能源消耗的增加，大量的燃料燃燒釋放出的CO2急劇增加，使得空氣環(huán)境污染嚴(yán)重，同時(shí)能源的不可再生性也讓熱水系統(tǒng)使用的成本也日漸提高，這一資源的消耗即無(wú)法保證長(zhǎng)久的熱水使用又對(duì)環(huán)境造成了極為嚴(yán)重的影響。經(jīng)過(guò)對(duì)于幾項(xiàng)消耗能量的方案分析，發(fā)現(xiàn)空氣源熱泵+太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的消耗最低，其特點(diǎn)是可以減少CO2的排放，在不同天氣的變化中也可以切換模式及時(shí)做出反應(yīng)。節(jié)能環(huán)保是當(dāng)今社會(huì)不變的熱點(diǎn)話題，在日常的使用減少建筑消耗，保障環(huán)境的質(zhì)量安全對(duì)于日后的發(fā)展有著重要意義。

五、結(jié)語(yǔ)：

空氣源熱泵+太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是目前年消耗最少的一種模式，在專業(yè)技術(shù)方面也有了較為成熟的技術(shù)支持，其帶來(lái)了不光是經(jīng)濟(jì)上的節(jié)省同時(shí)還減少了有害氣體的排放，兩個(gè)系統(tǒng)的完美組合也實(shí)現(xiàn)了靈活運(yùn)用科學(xué)技術(shù)的重要性，雖然此系統(tǒng)存在著投資有些高的問(wèn)題存在，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)打算考慮，再結(jié)合其他的因素影響，此系統(tǒng)仍是保證人們?nèi)粘崴枨蟮恼_選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]虞良偉.空氣源熱泵原理及應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2018，37（32）：153-155.

[2]聞旭強(qiáng)，鄭文亨.空氣源熱泵熱水系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及展望[J].節(jié)能，2018，37（12）：117-121. DOI：10.3969/j.issn.1004-7948.2018.12.038.

[3]韓喜蓮，朱垚宇，李超， 等.太陽(yáng)能-空氣源熱泵供暖系統(tǒng)研究[J].低溫建筑技術(shù)，2018，40（11）：118-120. DOI：10.13905/j.cnki.dwjz.2018.11.032.