将空气源热泵与电加热系统联合供热，会有着更加好的使用效果，也更节能。在夏天将空气能热泵运行产生的冷气输送至食堂等公共场所，可大幅度节省空调的能耗。在工程项目施工过程中选用空气能热水器能够 解决用水量大、消耗电量大、安全系数低等问题，为工程项目工作人员提供一个健康、舒适、干净的生活环境。

2、空气源热泵的原理及组成

空气源热泵是供热热力学第一定律，利用对工质做功实现热量从冷源向热源传输的供热系统，其供热有着安全、高效、节能、适用范围广等优势。

传统的空气源热泵机组主要是选用本地监控方式，这种系统监控技术比较落后，没有完整的历史数据存储和分析功能。运用大数据、物联网及移动通讯技术，开发一套分布式机组运行实时数据监控系统，既可对空气源热泵机组的运行、故障、节能等进行实时监测，又可对收集的数据进行存储、分析，形成自动控制、故障提醒、节能建议、便捷维护等指令，实现空气源热泵的运行管理模式现代化。

空气能热泵系统选用增压泵循环，热水箱储水方式，系统运行稳定。空气能热泵系统主要由空气源热泵、不锈钢保温水箱、循环系统、温控系统、补水系统和管道配件等组成。机组连接加热水箱，恒温水箱连接热水管路通向用水单元。空气源热泵有着以下优势：不易磨损；使用寿命长；有着过流保护；有着缺相保护；有着过温保护；抗液击能力强；高低压保护等功能。保温水箱选用不锈钢储热水箱，保温层为5CM厚高密度聚氨酯整体发泡，保温防水效果好，保温效果持久。温控系统能够 实时调节水温，水温可在35～60℃之间设定。当使用热水时，水温低于所设定温差时，温控系统自动启动，热泵热水器工作，当达到所设定温度时，系统自动关闭，确保热水全天候供应。

补水系统选用自动补水方式，保温水箱设有高低水位控制器，当使用热水时，水箱自动补水，保温水箱补满水后自动停止。

3、含电加热装置的光热储热时长优化思路

现阶段的光热电站在设计时多以本体储热系统的最优来确定储热时长，对于“最优”的一个重要判据就是度电成本最低。电加热装置加入后，多能互补系统对储热时长的要求发生变化，为满足弃电转换的热量存储需求，光热电站的储热时长需要结合电加热功率进行优化。

直观来讲，储热时长不变的情况下，电加热功率变化，能够得到一条光热度电成本曲线，曲线最低点对应的电加热功率即为该储热时长下的最优电加热配置功率；不同的储热时长对应不同的最优电加热功率，从而能够从一组曲线中得到多能互补系统中储热时长和电加热功率最优配置。

具体优化思路如下：对于固定储热时长，拟定电加热功率系列，进行生产模拟计算，得到每个电加热功率对应的光热发电量，同时将电加热装置投资计入光热电站总投资，计算含电加热装置的光热电站度电成本；增加储热时长，计算不同电加热功率对应的光热发电量，绘制度电成本曲线；以度电成本最低点对应的储热时长和电加热功率作为最优参数组合。

根据上述优化思路，含电加热装置的光热电站确定最优储热时长和电加热功率，主要包括三个步骤：

（1)初始输入：拟定电加热功率系列Phdi∈{Phd1，Phd2，...，Phdn}，储热时长系列Tcspj∈{Pcsp1，Pcsp2，...，Pcspm}。

（2)生产模拟：储热时长为Tcspj，计算不同电加热功率Phdi对应的光热电站发电量Q'cspji和度电成本c'cspji，其中i∈{1，2，...，n}，j∈{1，2，...，m}。

（3)方案输出：寻找度电成本最小点min{c'cspji}对应的储热时长Tcspj和电加热功率Phdi输出。

4、空气能热泵与辅助电加热系统的联合应用

4.1联合供热系统

目前我国指导热泵工程设计的文献将冬季室外温度为-3℃规定为空气源热泵所能使用的最低温度。低于-3℃会出现结霜现象，影响设备运行。电加热系统由加热棒、循环时间继电器、温度控制器等原件组成，其特点是环保、清洁、无污染、无噪音。非取暖期3月下旬、4月上旬、10月下旬和11月上旬空气气温低，昼夜温差大，尤其在夜间空气源热泵单独运行无法满足生活用热水需求，同时气温低，空气源热泵运行效率低，并不比电加热节省，此时增加电加热辅助系统就非常必要。将电加热辅助系统投入运行，形成以空气源热泵为主、电加热系统为辅的联合供热系统。这样可以最大程度地利用了空气源热泵，将水加热后存储至保温水箱中，白天空气温度较高时以空气源热泵运行为主，在极端天气下，两系统同时运行。

经测算在空气温度为3℃时，空气源热泵耗电量与电加热系统相同。采用夜间以电加热系统为主、白天以空气源热泵的为主的联合加热方式最为节能。夏季将空气源热泵产生的冷气输送至职工食堂，起到一机两用的效果，减少4台空调的运行，为职工提供了舒适的就餐环境。经测算采用空气源热泵加辅助电加热的系统比原来使用锅炉加热和使用空调降温的系统整体节能30%。节能效果非常显著。

4.2远程集控系统

系统采用组态软件对房建设施温度和电加热器工作状态进行集中监控，SCADA组态软件是数据采集与过程控制的专用软件，它是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件能支持各种工控设备和常见的通讯协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。

该系统通过数据电台和串口通信模块将电加热控制柜内数据采集模块采集到的数据传回上位机，站内值班人员可以在上位机实时监控各房建设施电加热器温度、外界环境温度、电加热器工作状态，并能点击屏幕按钮开启和关闭电加热器进行加热工作。可以设定不同房建设施内安装的电加热器控制温度范围，如果超过温度控制范围上下限即发生报警。

结语：

综上所述，光热电站加装电加热装置对进一步减少弃风弃光具有一定的积极作用，但光热电站和电加热装置之间存在一定的耦合关系。空气源热泵无法单独使用，增加辅助电加热系统能很好地满足工作需求。另外，使用联合加热系统，合理用电避峰就谷会起到更好的节能效果，对在北方较寒冷地区有很好的借鉴作用。