太阳能作为地源热泵空调系统的辅助热源切实可行

　　一、该工程引入太阳能作为辅助热源的必要性

　　该建筑物冬季热负荷较大，若完全采用地源热泵来供暖，则地埋管换热器和机组的初投资均比较高，连续运行的效率也较低。而在夏季运行时，机组容量过大，比较浪费。而且该工程冬季从大地提取的热量远大于夏季释放到大地的热量，长期运行将造成大地温度降低，热泵系统的COP值也比较低，系统将无法满足设计要求，热泵的节能效果就体现不出来。而采用太阳能作为辅助热源，不采暖的季节向大地蓄热，冬季由太阳能集热器承担一部分热负荷，以调节采暖峰值负荷，这样不但能提高热泵机组的效率，而且能大大降低地源部分的初投资。

　　二、太阳能作为辅助热源的可行性

　　该工程所在地区（山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、台湾、北京、天津）拥有较丰富的太阳能资源。这些地区年日照时间都超过2200小时，为热泵系统提供了宝贵的太阳能资源。太阳能是一种绿色环保能源，不受任何人控制和垄断，它的利用也比较灵活，规模可大可小。

　　三、该工程采用的太阳能-地源热泵空调系统的运行方式

　　该工程中太阳能作为辅助热源与地源热泵以并联方式运行。该工程由于冬、夏两季逐时动态负荷相差甚远，即冬季供暖从地下取热的累计热量远大于夏季使用空调释放到地下的累计热量，也就是负荷总量的变化特征是累积取热型，这就意味着地埋管换热器周围岩土温度会逐年下降，最终将不能运行，而对此进行调整的关键措施是增加排热。此系统在过渡季节和夏季开启土壤蓄热水泵，提高埋管区域土壤温度；冬季需要供热的时候，也就是白天高负荷时将太阳能供热系统和地源热泵系统同时启用，夜间只以小负荷开启热泵机组为公寓和值班室供暖。在初冬或初夏时节,可以直接利用太阳能与地热能直接供暖以延迟热泵启动时间。

　　四、该工程采用的太阳能-地源热泵空调系统的特性

　　该建筑属于办公建筑，建筑负荷的持续性弱，即在白天处于高负荷；在中午较短的时间内转为低负荷；下午上班后恢复到高负荷；下午下班到第二天上班前和节假日负荷降低至最小或者为零，这个时段为地源热泵地埋管换热器的恢复期，太阳能与地源热泵系统联合运行，灵活性很强，弥补了热泵作为单独热源的不足。太阳能一年四季可以利用，提高了装置的利用系数。太阳能的总量虽然很大，但其能流密度较低，如果本工程单独采用太阳能供暖系统或者地源热泵与太阳能交替使用，势必会造成采集热量所需的集热器面积较大。同样如果单独采用地源热泵系统，也会势必造成地埋管地下换热器投资巨大；同时由于太阳辐射强度随着季节、早晚、昼夜会有规律地变化，因此太阳能利用还存在着间歇性及不稳定性的问题，这些问题都可通过与地源热泵系统的联合运行得到解决。太阳能－地源热泵空调系统优势明显

　　一、太阳能集热器作为辅助热源供热时，机组的蒸发温度提高，使得热泵压缩机的耗电量减少，可节省运行费用。

　　二、在冬季运行时由于蒸发温度提高，使得用户供暖系统的出水或空气出口温度上升，从而使居室的舒适性提高。

　　三、在系统设计时，地源热泵系统可以按照夏季工况进行设计，从而减小了地下换热器的容量，减少了地源热泵地下部分的投资。

　　地源热泵系统在这所学校的应用情况显示，地源热泵技术在我国设计和应用方法上的研究还很不够，受基础研究及实践经验限制，有些内容只能引用国外文献，以致很多国内地源热泵系统工程设计只能靠经验和文献，搞暖通的人没有与搞地质地勘的人很好结合，从而导致系统设计不完善，系统无法正常运行。

　　通过该工程的调试运行，笔者找出了该工程出现问题的原因，结合该工程的应用，笔者认为，太阳能作为辅助热源是解决问题的主要方式，而我国处于利用太阳能较有利的区域内，只要具有一定的技术水平和必要的资金投入就可以自由利用。因此采用太阳能－地源热泵技术不仅会极大地减少我国石化能源的消费量，使我国的能源结构得到优化，实现可持续发展计划；而且将是解决我国能源和环境问题的重要措施之一，将会成为21世纪暖通行业的主流方向。同时太阳能作为地源热泵的辅助热源与低温水地板辐射供暖以及风机盘管及空调机组冬季联合运行在工程中的应用实例，对今后该技术的推广和借鉴具有参考价值。还望在今后的运行中积累经验，提高管理水平，为业主提供优质服务的同时节约运行成本。期待着该系统的使用能达到社会效益、环境效益和经济效益兼赢的局面。 胡利剑