太阳能与空气能互补热水供给系统在建筑施工生活用水中的应用分析

陈楠楠

摘 要 太阳能是一种绿色可再生能源。太阳能的作用应用广泛，可用于热水及取暖方面，同时还具有长远的使用价值，应用太阳能还能够降低对环境的污染。但是太阳能有一个缺点，即对阳光过于依赖不能单独成为一个能源供体，从而需要以其他物质作为辅助来维持一个稳定的供热系统。本文参考主体为太阳能，空气能热水器作为探讨对象，提出合理方案设计。

关键词 太阳能;空气能热水器;热水供给系统

随着国家的经济建设不断地发展深入，应用能源日渐减少。节能环保的新能源及新材料作为战略新兴产业为国家优先扶持的，这在我国“十二五”规划中有明确的规定。本项目位于海门市余东镇，建筑面积为5017.55m2，高度20.35m，是一栋五层的宾馆建筑。项目共34间客房，每日总热水用量为11.8t。项目采用太阳能与空气能互补的双能源设计系统供给热水来降低成本。由此展开了太阳能与空气能热水系统结合的应用实践研究。

1应用简介

真空管式太阳能热水器是由集热管、水箱、排气口、上水口、下水口和支架等构成。集热管利用的原理是热水的上浮以及冷水的下沉。

空气能热水器，又名“空气源热泵热水器”。“空气能热水器”只需要极少的电能便可将其驱动，把空气中的低温热量吸收进来，经过氟介质气化，然后通过压缩机压缩后增压升温，再通过换热器转化给水加热，压缩后的高温热能以此来加热水温[1]。

2工作分析

2.1 基本参数

客房内人员为68人，每日热水用量一般聚集在19点到24点。一般为淋浴，每人每天用热水量约为120L，客房热水用量为8160L，厨房用热水量为3800L，总用热水量按12000L計算，此用水量根据《建筑给排水设计规范》计算得出。因此项目中应配备全玻璃三高真空管集热器70组，每组 10根真空管，集热面积2.47m2/组，以及2.2kW热泵4台，同时还需要一个保温水箱，容量为12t。

项目的进行需要统计地区过去几年的天气及温度的变化详情，查资料可知本地区属北亚热带季风气候区，四季分明，雨水充沛，光照较足。年平均气温15.6℃，1月份为全年最冷月，极端年份最低平均气温0℃;7月为全年最热月。冷水温度：该地区水源采用地表水，平均温度为5℃。空气能热水器只要在零摄氏度以上，就可以24小时全天候承压运行。因此，本地区是适合采用太阳能和空气能双供热系统的[2]。

2.2 工作方式介绍

阳光充足时，冷水通过管道进入太阳能热水器内，经过集热板，集热板能收集太阳能，将太阳能转化为热能，然后把冷水加热至60℃（可调）。由于冷水的比重比热水的比重大，热水会自动上升，形成一个循环动力，水就在集热板那逐渐升温，达到一定温度后就能进入储热水箱，需要热水的时候就能供应热水。

当阳光不足时，若保温水箱内的热水水位在上午10：30～11：30

之间还未达水位的40%，热泵加热系统将自行启动，并向其中注入60℃的热水，以此达到设定的水位值时，热泵系统停止工作。12：30～13：30保温水箱的水位值应为70%，15：30～18：30保温水箱的水位值应为100%，依照上述工作进行[3]。

3节能分析与效益对比

3.1 数值分析计算

太阳能与空气能互补热水供给系统的特性：阳光充足，太阳能加热;阳光不足，取均值并由太阳能将热水加热至30℃，之后由空热泵加热至60℃;雨天时，利用空气能热泵加热。根据下表参数进行计算：

3.2 与其他加热方式费用比对

能源单价与工作环境参数：

4项目优点

环保安全、节能减排在太阳能与空气能互补热水系统在施工生活用水中的应用中充分体现了出来。两者都是属于绿色无污染且易取得的能源，而水不直接与加热元件直接接触解决了漏电的危害，同时避免了燃气爆炸与中毒的危险。

5结束语

本项目弥补了太阳能依赖阳光及阴雨天使用电能能耗高的弊端，也使得太阳能在一定程度上更好地发挥作用。空气能热水器就是以空气作为热源，不受室内外环境、天气所影响。太阳能与空气能互补热水供给系统在建筑施工生活用水中的应用，节约了成本的同时更是做到了节能环保，是目前最为节能合理的系统。

参考文献

[1] 何鑫，康琼仙，张英.高层建筑节能节水措施探讨——以长江大学人才公寓为例[J].长江大学学报：自科版，2018，15（21）：4-5，17-22.

[2] 王丽文，李营，龙垚.天津地区太阳能与空气能互补供暖系统优化[J].资源节约与环保，2019，（7）：23-24.

[3] 李效禹，李钢，徐乐，等.多能互补热水系统供暖效果测试与分析[J].住宅产业，2018，（5）：56-60.

[4] 王彬.空气能采暖和太阳能热水在煤矿取暖和用热水中的应用[J].蒲白科技，2017，（1）：69-71.