太阳能能源是清洁能源，且取之不尽用之不尽，太阳能热水器系统技术比较成熟，已被广泛运用。

空气能技术则是使用压缩机，消耗一定的电量，从环境热源中吸收低品位热能，随后转换成为较高温热释放到所需的范围内，理论能效最高达到1:4。但这两种热源都受气候环境的影响，单独使用都会有一定的局限性。所以，下面针对长江中下游地区的气候特点，将太阳能和空气能结合起来，进行全年供热水、冬天采暖方案设计，既有效地避免了太阳能本身所具备的间歇性和稀薄性等不够，又解决了空气能热泵系统冬天效率低的难题，还能提升系统对气候变化的适应能力。

本项目在安微一住宅小区某单位的一三室两厅房子实施太阳能和空气能结合供热水、采暖系统工程，使用太阳能和空气能作为热源，将热源存储在保温水箱内，经过热水管路传送至发热末端，达到生活热水和房子采暖要求，房子采暖使用铜铝复合暖气片作为散热装置。

1太阳能和空气能联供系统初步工程

1．1联供系统构成原理

太阳能和空气能联供热水、采暖的系统主要由太阳能、空气能、储热水箱、循环水泵、暖气片、控制系统及管网等构成，系统结构如图1所示。太阳能和空气能构成并联系统，当太阳辐射足够强时，不运行空气能，太阳能子系统集热能能够达到热水负载要求;当辐射不够或阴雨雪天气时，空气能子系统运行，直接对保温水箱中的水加热至额定温度。

图1太阳能和空气能联供热水、采暖系统框图

1．2联供系统安装工程

项目实施场地为安徽省六安市某住宅小区住宅，建筑面积大约106m2，实际采暖面积为62m2。试验场地平面设计图如图2所示，建筑外墙为240毫米的砖墙，外墙设有保温层。窗子为铝合金双层窗，在这当中房间1和客厅阳台有推拉玻璃门，2个阳台不属于采暖范围。地板材质为瓷砖面层，地板埋管使用混凝土预埋管。

预安装位置图

太阳能热水器使用格尚节能壁挂式集热式太阳能内置的80L承压水箱，其水箱为不锈钢保温水箱，安装于南边阳台东墙上，太阳能热水器集热板挂阳台外，集热板与外墙成30°夹角，集热面积为1．44㎡，空气能热水器位于所在楼层东北角外的一块平台。

系统使用自动控制系统控制热源的采集与使用。

将冬天房间供暖标准设为q=45W/m2，参考房间面积为S=60m2，需要配备的空气能压缩机输出功率Q=q×S=2700W，一天按15小时计算，房子屋内总需最大制热量为Q=45×60×15=40500W。

1．3采暖末端型号选择及计算

房间采暖的散热方法选用铜铝复合暖气片，其优势是散热快、易维护，更重要的是可有效的防止水质污染。项目中暖气片有5组，方案单片高度为1800mm，这样其横向占用空间小。分别装在房间1、房间2、房间3、客厅和餐厅墙上，卫生间内选用卫生间专用的铜铝复合小背篓散热片，位置如图2所示。

所选用的单根1800mm暖气片，理论散热380瓦至400瓦，可采暖面积3．8m2。房间1面积16．1m2，必须6片。房间2面积8．6m2，必须4片。房间3面积7．2m2，必须3片。客厅面积18．5m2，必须7片。餐厅面积11．6m2，必须5片。

2安装方案

2．1热水循环系统方案1

位置安装设计好后，必须设计管道预埋和热水循环水路。为发挥出太阳能热水器和空气能热水器的联合效应，小编考虑到把太阳能热水器放置于空气能热水器前面。这样太阳能热水器出来的热水温度达到设定温度时，空气能热水器就无需耗电加热。该系统的优势就在于采用可再生资源———太阳能，在一定程度上可以节省能源的消耗。方案1所设计的热水循环系统如图3所示。

将太阳能的热水出水口和空气能热水器的冷水口即进水口连接，空气能热水器的热水出水口直接与供热末端装置(如淋浴或暖气片)连接。房间1和太阳能之间有一个单向阀，热水可以流向太阳能的进水口，但冷水口的水因为单向阀的功能无法流向供暖设备，可保证热水的温度不受冷水的干扰。

2．2热水循环系统方案2

如图4所示，太阳能热水口和房间里的暖气片串联，房间3的暖气片出水口通过泵及阀2连接到空气能热水器冷水口即空气能热水器进水口，空气能热水口依次通过洗菜盆、脸盆、淋浴等装置，再经阀3(单向阀，功能同方案1)送入到太阳能冷水口，形成一个大串联回路。

阀2的功能是为冬季采暖提供水路循环，当非采暖季节，将阀2合上，阀1打开，太阳能的热水不通过各暖气片直接流入空气能热水器冷水入口，减少了热水循环线路，减少热损耗。

2．3两种热水循环系统工程项目相比

热水循环系统工程项目1中，太阳能热水器储水箱的热水与空气能入口相连接，假如热水温度达到设定温度，空气能不需要耗电加热;假如热水温度低于设定温度，空气能热水器将其加热至额定温度，供热负荷使用。在热水使用的过程中，操作水位的降低，需要凉水尽快为太阳能储水箱供水，因为补水的注入使热水温度下降，但经过太阳能和空气能两级加热，不影响生活热水及采暖热水使用。工程项目1的缺点是在非采暖季节，热水流经的线路较长，热损耗较大，且流速越快，热损耗越大。

热水循环系统工程项目2中，空气能热水器的热水经过生活热水使用装置流入太阳能储水箱入水口，太阳能热水经过房间暖气片流入空气能热水器。在非采暖季节，可将各暖气片的阀门关上，太阳能热水直接流入空气能，减少管路的热损耗。因为平板式太阳能是凉水顶热水才能够使用，在采暖季节，太阳能热水器凉水的注入虽说不影响生活热水的使用，但在大量使用热水时，会严重影响采暖效果。

热水循环系统工程项目1与热水循环系统工程项目2都是将太阳能作为预热系统，充分利用太阳能，提升 空气能入口水温，有效节省能源。两种热水循环系统工程项目不同的是:工程项目1的太阳能热水口和空气能相连接，经过两级加热送入暖气片装置，太阳能凉水的补入不影响采暖效果;工程项目2中太阳能热水经过暖气片装置流入空气能，在采暖季节，不使用生活热水即无凉水补入时，热水在系统中循环采暖，不影响房间采暖效果，若采暖同时使用生活热水，凉水的补入会降低水箱温度，因为太阳能加热的滞后性，使得暖气片中的水温迅速降低，严重影响采暖效果。综合比较，决定采用工程项目。

热水循环系统工程项目1预埋施工管道的平面图如图5所示:

图5热水循环系统预埋管道图

预埋管道热水循环系统部分参数如表1所示。

表1热水循环系统热水管道参数

3结论

太阳能和空气能联合供热、供暖系统是降低建筑能耗研究的热点，对节约能源和环境保护具有重要意义，但在具体安装施工中有许多细节值得研究和探讨。本文通过比较热水循环系统工程项目1与热水循环系统工程项目2，综合考虑生活热水及采暖效果，选用工程项目1为施工方案。热水循环系统预埋管道(如图5)，将太阳能作为预热系统，能够最大限度地发挥利用太阳能的节能潜力，同时也解决了低温环境下空气能运行工况恶劣的问题。当阴雨雪天气时，启动空气能，满足热负荷要求。