一、水及热水系统特点分析

1.冷水的特点

一般冬春季冷水的温度低，夏秋季冷水温度高，则冷水加热至相同的目标温度，所需要的热量相差很大。由以上可得出太阳能热水系统与热泵热水机组的结合存在很大的问题：在每天下午检测热水是否达到设定的目标温度，如果配置大加热功率的热泵热水机组可满足使用要求，但投资成本会大幅度增加；如果配置小加热功率的热泵机组很难或根本不能满足卫生热水使用要求或辅助加热运行时间过多而造成能源的浪费。

2.卫生热水使用的特点

人的皮肤温度基本恒定，卫生热水温度与人体皮肤温度接近或稍高即可；但由于热水从花洒出来到人的皮肤上有一段距离及洗浴房间存在的固有空间会影响热水的温度，因此气温越高所需要的热水温度越低，气温越低由于需要加热周围环境中的空气其所需要的热水温度越高；所以热水的需求量刚好与太阳的辐射度相反，即冬季、春秋季和阴雨天气热水

需求量大。

3.太阳能热水系统产水能力的特点

只有白天有太阳时才能有辐射照射能量，且全年变化大，一般夏季最大、春秋季次之、冬季最小，相应地单位太阳能采光面积的产水量也为夏季最大、春秋季节次之、冬季最小。

其制取热水的能力跟阳光的强度成正比。

4.热泵热水系统产水能力的特点

空气源热泵加热效率随气候变化而变化，同样的设备，气温越低，加热功率越小。其制取热水的能力跟环境温度成正比。

二、如何选配太阳能耦合空气能热泵中央热水系统

根据上述分析可知，太阳能+空气源热泵的结合才是最节能环保的中央热水系统。现把客户用热水寻求特点及太阳能、热泵产水特点结合起来考虑，发现太阳能、热泵的产水能力正好与客户热水需求量相反，如此看来太阳能+热泵是不能随意结合的，那么到底怎样结合才算合理？我们先看看传统的结合方式，传统的太阳能热水系统配备太阳能面积时一般以太阳能年平均产50-55℃热水量90Kg/日/m2全额来配备，这样配备存在以下几个缺点。

1.冬春季太阳能制取热水并不能满足用热水使用需求，不足部份还得必须靠热泵辅助提供。

2.夏秋季太阳能产能较大，6-10月阳光辐射强度大，晴天制取50-55℃热水最高可达130 Kg /m2/日；而尤其广东地区6-10月洗浴用热水水温要求较低(35-38℃)且自来水进水温度(20-25℃)较高，实际用热水量仅相当于冬天的70%，这样持续的热量累积将会使太阳能集热器内储存的热水温度达到80℃以上的高温热水，因水箱内热水本身用不完，则这高温热水无任何利用价值。

3.凝结水垢：太阳能集热器内的热水温度超过80℃时，集热器内会产生水垢，需要定期清理，否则集热器的产水能会大的降低，清理的同时还会产生费用，这也就是太阳能用户常说的太阳能热水器使用一年后特别耗能（吸热效率下降后辅助加热系统工作时间增加）及维护费用高的原因。

4.长期可持续使用性能较差：除垢清理时的酸性液体及水垢对管壁腐蚀作用会导致太阳能集热器的使用寿命缩短（主要针对平板型太阳能集热器）。

针对以上太阳能热水系统与热泵热水系统结合的中央热水系统存在的问题，我司经大量的数据调研、认真分析并结合实际工程应用研究分析，总结出一套既能充分利用太阳能的优点又避免传统设计的问题之解决方案：将两者有机结合，优势互补。优先利用太阳能集热器制取热水，如遇阴雨天或夜间超量用水时再利用热泵热水机组制取热水替代传统太阳能热水系统的电、燃油、燃气热水器辅助加热系统，这样可达到最大限度的节能效果及充分满足热水需求，使热水系统运行成本大大降低，实际效益反而大大提高。

太阳能产热水能力与客户热水需求量是矛盾的，即太阳能产热水量最多的时候客户需求量最小，而太阳能产热水量最少的时候客户需求量最大。如果按100%标准配置进行设计，则一年中有最少半年的时间里太阳能产生的热水会超出实际使用量，即太阳能集热器造成投资浪费。如按照70%的用量进行设计，则一年中有半年以上的时间可以100%满足客户用水需求，有大概3个月的时间可以满足70%的需求，另外有3个月左右的时间可以满足50%的热水需求。因此，按照70%的用量配置进行设计是合理的，不但可以满足客户的用水需求，还能节省投资，最大限度地利用太阳能而不浪费太阳能资源。以夏秋季为标准配置太阳能集热器（即标配全额的70%），以春冬季为标准配置热泵机组，效果如下：

A.夏秋季：太阳能集热器的产能足以满足每天所需热水无需起用辅助系统辅助加热。

B.冬春季晴天时，太阳能集热器优先产热水，最大限度地利用太阳能，再有不足则启用热泵辅助加热。

C.阴雨天、夜间及冬春季利用热泵直接加热，同样节能，如有峰谷电价还可以充分利用夜间低谷电价来加热洗浴热水，更省钱。

D.避免水垢：水箱内的热水温度不超过70℃，达不到水垢的凝结条件，有效避免了凝结水垢的隐患；集热器管壁在夏季时仍无法完全避免产生水垢，但在太阳能集热器的配置面积降低后，结垢的可能性大幅下降至有效的可控范围内。