太阳能加吸收式热泵供暖技术

技术前沿 | 太阳能加吸收式热泵供暖技术

在太阳能丰富的地区，比如西藏、青海等，对于大型商业建筑、公共建筑，由于建筑功能上的限制不能满足被动式太阳能供暖的建筑形式要求时，也可以采用主动式太阳能供暖方式。一种方式是通过太阳能热水器采集热量，再通过热水循环向室内供热。通过设置蓄热水箱，还可以蓄存热量，在没有太阳时继续供热。这种方式在层高不超过六层，并且有足够空间设置蓄热水箱时，利用屋顶的空间设置集热器，可以满足建筑供暖要求。近年来国内又已经研发出一种新型的太阳能主动式供暖系统，见图4-65，其由太阳能集热器、蓄存太阳能热量的相变蓄热装置，空气源吸收式热泵、采暖末端所组成。
采用槽式太阳能集热器通过聚集和一维的追踪，可以利用太阳能加热循环的油，获得170~180℃的热量。高温热油进入吸收式热泵，吸收室外空气中的热量，可以产生35~45℃循环热水的低温热量。这时的吸收式空气源热泵的制热COP可以达到1.8~2.2，也就是一份太阳能热量通过吸收式热泵可产生1.8~2.2份用于供热的低温热量。循环热水再经过地板供暖或者风机盘管向室内供热，实现建筑供暖。热油循环系统还接入由高温相变材料制成的蓄热装置，可以蓄存太阳能多出的热量。在没有太阳时可以从蓄热装置中取热，继续驱动空气源吸收式热泵。这样，所存储的一份热量同样可以产生1.8~2.2份供暖用低温热量。这也就使得蓄热装置的蓄热能力得到充分利用，一份蓄热量可以获得两份供暖热量。
当蓄热装置容量足够大时，每平方米集热面积可以满足15㎡以上的建筑供暖要求。这样即使是12层的大型公建，只要在屋顶布满槽式太阳集热器，在顶层留下足够的空间安装吸收式热泵和蓄热装置，也可以实现主动式太阳能供暖。这种方式系统比较复杂，初投资将达到每平方米建筑面积500元左右。但相比于燃气锅炉供暖，当天然气价格达到5/m3时，十年内可以回收初投资。

图4-65所示的太阳能空气源吸收式热泵能够良好运行的一个重要条件是所供暖地区的冬季空气干燥，而我国太阳能丰富的西北地区正好满足冬季室外空气干燥这一条件。
总的来说，相比直接利用太阳能集热器供暖的系统，利用太阳能集热装置与高温油的蓄热系统相结合，可以蓄出较高温度的热量，从而利用较高温的热量驱动空气源的吸收式热泵从空气中取热，这种应用方式即克服了太阳能不能连续供热的困难，又提高了太阳能转化为热的温度，从而实现了1份太阳能供1.8~2.2份的热，提高了太阳能的利用率，是我国西北太阳能丰富地区、冬季空气干燥地区太阳能利用的一种较佳方式。