太陽(yáng)能能源是清潔能源，且取之不盡用之不盡，太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)技術(shù)比較成熟，已被廣泛運(yùn)用。

空氣能技術(shù)則是使用壓縮機(jī)，消耗一定的電量，從環(huán)境熱源中吸收低品位熱能，隨后轉(zhuǎn)換成為較高溫?zé)後尫诺剿璧姆秶鷥?nèi)，理論能效最高達(dá)到1:4。但這兩種熱源都受氣候環(huán)境的影響，單獨(dú)使用都會(huì)有一定的局限性。所以，下面針對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)的氣候特點(diǎn)，將太陽(yáng)能和空氣能結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行全年供熱水、冬天采暖方案設(shè)計(jì)，既有效地避免了太陽(yáng)能本身所具備的間歇性和稀薄性等不夠，又解決了空氣能熱泵系統(tǒng)冬天效率低的難題，還能提升系統(tǒng)對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力。

本項(xiàng)目在安微一住宅小區(qū)某單位的一三室兩廳房子實(shí)施太陽(yáng)能和空氣能結(jié)合供熱水、采暖系統(tǒng)工程，使用太陽(yáng)能和空氣能作為熱源，將熱源存儲(chǔ)在保溫水箱內(nèi)，經(jīng)過(guò)熱水管路傳送至發(fā)熱末端，達(dá)到生活熱水和房子采暖要求，房子采暖使用銅鋁復(fù)合暖氣片作為散熱裝置。

1太陽(yáng)能和空氣能聯(lián)供系統(tǒng)初步工程

1．1聯(lián)供系統(tǒng)構(gòu)成原理

太陽(yáng)能和空氣能聯(lián)供熱水、采暖的系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能、空氣能、儲(chǔ)熱水箱、循環(huán)水泵、暖氣片、控制系統(tǒng)及管網(wǎng)等構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。太陽(yáng)能和空氣能構(gòu)成并聯(lián)系統(tǒng)，當(dāng)太陽(yáng)輻射足夠強(qiáng)時(shí)，不運(yùn)行空氣能，太陽(yáng)能子系統(tǒng)集熱能能夠達(dá)到熱水負(fù)載要求;當(dāng)輻射不夠或陰雨雪天氣時(shí)，空氣能子系統(tǒng)運(yùn)行，直接對(duì)保溫水箱中的水加熱至額定溫度。

圖1太陽(yáng)能和空氣能聯(lián)供熱水、采暖系統(tǒng)框圖

1．2聯(lián)供系統(tǒng)安裝工程

項(xiàng)目實(shí)施場(chǎng)地為安徽省六安市某住宅小區(qū)住宅，建筑面積大約106m2，實(shí)際采暖面積為62m2。試驗(yàn)場(chǎng)地平面設(shè)計(jì)圖如圖2所示，建筑外墻為240毫米的磚墻，外墻設(shè)有保溫層。窗子為鋁合金雙層窗，在這當(dāng)中房間1和客廳陽(yáng)臺(tái)有推拉玻璃門，2個(gè)陽(yáng)臺(tái)不屬于采暖范圍。地板材質(zhì)為瓷磚面層，地板埋管使用混凝土預(yù)埋管。

預(yù)安裝位置圖

太陽(yáng)能熱水器使用格尚節(jié)能壁掛式集熱式太陽(yáng)能內(nèi)置的80L承壓水箱，其水箱為不銹鋼保溫水箱，安裝于南邊陽(yáng)臺(tái)東墻上，太陽(yáng)能熱水器集熱板掛陽(yáng)臺(tái)外，集熱板與外墻成30°夾角，集熱面積為1．44㎡，空氣能熱水器位于所在樓層?xùn)|北角外的一塊平臺(tái)。

系統(tǒng)使用自動(dòng)控制系統(tǒng)控制熱源的采集與使用。

將冬天房間供暖標(biāo)準(zhǔn)設(shè)為q=45W/m2，參考房間面積為S=60m2，需要配備的空氣能壓縮機(jī)輸出功率Q=q×S=2700W，一天按15小時(shí)計(jì)算，房子屋內(nèi)總需最大制熱量為Q=45×60×15=40500W。

1．3采暖末端型號(hào)選擇及計(jì)算

房間采暖的散熱方法選用銅鋁復(fù)合暖氣片，其優(yōu)勢(shì)是散熱快、易維護(hù)，更重要的是可有效的防止水質(zhì)污染。項(xiàng)目中暖氣片有5組，方案單片高度為1800mm，這樣其橫向占用空間小。分別裝在房間1、房間2、房間3、客廳和餐廳墻上，衛(wèi)生間內(nèi)選用衛(wèi)生間專用的銅鋁復(fù)合小背簍散熱片，位置如圖2所示。

所選用的單根1800mm暖氣片，理論散熱380瓦至400瓦，可采暖面積3．8m2。房間1面積16．1m2，必須6片。房間2面積8．6m2，必須4片。房間3面積7．2m2，必須3片?？蛷d面積18．5m2，必須7片。餐廳面積11．6m2，必須5片。

2安裝方案

2．1熱水循環(huán)系統(tǒng)方案1

位置安裝設(shè)計(jì)好后，必須設(shè)計(jì)管道預(yù)埋和熱水循環(huán)水路。為發(fā)揮出太陽(yáng)能熱水器和空氣能熱水器的聯(lián)合效應(yīng)，小編考慮到把太陽(yáng)能熱水器放置于空氣能熱水器前面。這樣太陽(yáng)能熱水器出來(lái)的熱水溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，空氣能熱水器就無(wú)需耗電加熱。該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)就在于采用可再生資源———太陽(yáng)能，在一定程度上可以節(jié)省能源的消耗。方案1所設(shè)計(jì)的熱水循環(huán)系統(tǒng)如圖3所示。

將太陽(yáng)能的熱水出水口和空氣能熱水器的冷水口即進(jìn)水口連接，空氣能熱水器的熱水出水口直接與供熱末端裝置(如淋浴或暖氣片)連接。房間1和太陽(yáng)能之間有一個(gè)單向閥，熱水可以流向太陽(yáng)能的進(jìn)水口，但冷水口的水因?yàn)閱蜗蜷y的功能無(wú)法流向供暖設(shè)備，可保證熱水的溫度不受冷水的干擾。

2．2熱水循環(huán)系統(tǒng)方案2

如圖4所示，太陽(yáng)能熱水口和房間里的暖氣片串聯(lián)，房間3的暖氣片出水口通過(guò)泵及閥2連接到空氣能熱水器冷水口即空氣能熱水器進(jìn)水口，空氣能熱水口依次通過(guò)洗菜盆、臉盆、淋浴等裝置，再經(jīng)閥3(單向閥，功能同方案1)送入到太陽(yáng)能冷水口，形成一個(gè)大串聯(lián)回路。

閥2的功能是為冬季采暖提供水路循環(huán)，當(dāng)非采暖季節(jié)，將閥2合上，閥1打開(kāi)，太陽(yáng)能的熱水不通過(guò)各暖氣片直接流入空氣能熱水器冷水入口，減少了熱水循環(huán)線路，減少熱損耗。

2．3兩種熱水循環(huán)系統(tǒng)工程項(xiàng)目相比

熱水循環(huán)系統(tǒng)工程項(xiàng)目1中，太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)水箱的熱水與空氣能入口相連接，假如熱水溫度達(dá)到設(shè)定溫度，空氣能不需要耗電加熱;假如熱水溫度低于設(shè)定溫度，空氣能熱水器將其加熱至額定溫度，供熱負(fù)荷使用。在熱水使用的過(guò)程中，操作水位的降低，需要涼水盡快為太陽(yáng)能儲(chǔ)水箱供水，因?yàn)檠a(bǔ)水的注入使熱水溫度下降，但經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能和空氣能兩級(jí)加熱，不影響生活熱水及采暖熱水使用。工程項(xiàng)目1的缺點(diǎn)是在非采暖季節(jié)，熱水流經(jīng)的線路較長(zhǎng)，熱損耗較大，且流速越快，熱損耗越大。

熱水循環(huán)系統(tǒng)工程項(xiàng)目2中，空氣能熱水器的熱水經(jīng)過(guò)生活熱水使用裝置流入太陽(yáng)能儲(chǔ)水箱入水口，太陽(yáng)能熱水經(jīng)過(guò)房間暖氣片流入空氣能熱水器。在非采暖季節(jié)，可將各暖氣片的閥門關(guān)上，太陽(yáng)能熱水直接流入空氣能，減少管路的熱損耗。因?yàn)槠桨迨教?yáng)能是涼水頂熱水才能夠使用，在采暖季節(jié)，太陽(yáng)能熱水器涼水的注入雖說(shuō)不影響生活熱水的使用，但在大量使用熱水時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響采暖效果。

熱水循環(huán)系統(tǒng)工程項(xiàng)目1與熱水循環(huán)系統(tǒng)工程項(xiàng)目2都是將太陽(yáng)能作為預(yù)熱系統(tǒng)，充分利用太陽(yáng)能，提升 空氣能入口水溫，有效節(jié)省能源。兩種熱水循環(huán)系統(tǒng)工程項(xiàng)目不同的是:工程項(xiàng)目1的太陽(yáng)能熱水口和空氣能相連接，經(jīng)過(guò)兩級(jí)加熱送入暖氣片裝置，太陽(yáng)能涼水的補(bǔ)入不影響采暖效果;工程項(xiàng)目2中太陽(yáng)能熱水經(jīng)過(guò)暖氣片裝置流入空氣能，在采暖季節(jié)，不使用生活熱水即無(wú)涼水補(bǔ)入時(shí)，熱水在系統(tǒng)中循環(huán)采暖，不影響房間采暖效果，若采暖同時(shí)使用生活熱水，涼水的補(bǔ)入會(huì)降低水箱溫度，因?yàn)樘?yáng)能加熱的滯后性，使得暖氣片中的水溫迅速降低，嚴(yán)重影響采暖效果。綜合比較，決定采用工程項(xiàng)目。

熱水循環(huán)系統(tǒng)工程項(xiàng)目1預(yù)埋施工管道的平面圖如圖5所示:

圖5熱水循環(huán)系統(tǒng)預(yù)埋管道圖

預(yù)埋管道熱水循環(huán)系統(tǒng)部分參數(shù)如表1所示。

表1熱水循環(huán)系統(tǒng)熱水管道參數(shù)

3結(jié)論

太陽(yáng)能和空氣能聯(lián)合供熱、供暖系統(tǒng)是降低建筑能耗研究的熱點(diǎn)，對(duì)節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)具有重要意義，但在具體安裝施工中有許多細(xì)節(jié)值得研究和探討。本文通過(guò)比較熱水循環(huán)系統(tǒng)工程項(xiàng)目1與熱水循環(huán)系統(tǒng)工程項(xiàng)目2，綜合考慮生活熱水及采暖效果，選用工程項(xiàng)目1為施工方案。熱水循環(huán)系統(tǒng)預(yù)埋管道(如圖5)，將太陽(yáng)能作為預(yù)熱系統(tǒng)，能夠最大限度地發(fā)揮利用太陽(yáng)能的節(jié)能潛力，同時(shí)也解決了低溫環(huán)境下空氣能運(yùn)行工況惡劣的問(wèn)題。當(dāng)陰雨雪天氣時(shí)，啟動(dòng)空氣能，滿足熱負(fù)荷要求。