一、說(shuō) PVT 系統(tǒng)：一個(gè)設(shè)備干兩件事太陽(yáng)能熱水 ，但毛病不少
咱們先聊個(gè)太陽(yáng)能領(lǐng)域的常見(jiàn)設(shè)備 ——PVT 光伏光熱系統(tǒng)太陽(yáng)能熱水 。你可能沒(méi)聽(tīng)過(guò)這名字，但它的功能很實(shí)在：一邊用太陽(yáng)能發(fā)電，一邊收集熱量燒熱水，相當(dāng)于一個(gè)設(shè)備干兩件事，聽(tīng)著挺劃算對(duì)吧？
可這東西有兩個(gè)大毛病，特別影響日常使用太陽(yáng)能熱水 。第一個(gè)是 “看天吃飯”，太陽(yáng)好的時(shí)候還能正常產(chǎn)熱，一到陰雨天或者晚上，就沒(méi)法持續(xù)供熱量了。你想啊，要是晚上想洗個(gè)熱水澡，或者陰天一連好幾天，它供不上熱水，多鬧心。第二個(gè)問(wèn)題更隱蔽，它發(fā)電時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，這些熱量散不出去，會(huì)讓太陽(yáng)能電池板的背板溫度越來(lái)越高。溫度一高，發(fā)電效率就往下掉，本來(lái)能發(fā) 10 度電，最后可能只發(fā)了 8 度，這不就虧了嘛。
二、“幫手” 解決問(wèn)題：PVT + 地源熱泵太陽(yáng)能熱水 ，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)
那有沒(méi)有辦法解決這兩個(gè)問(wèn)題呢？還真有，就是把 PVT 系統(tǒng)和地源熱泵湊到一塊兒用太陽(yáng)能熱水 。先給你簡(jiǎn)單說(shuō)下地源熱泵是啥：它不燒煤也不燒電直接加熱，而是利用地下土壤里的熱量。地下溫度一年四季都比較穩(wěn)定，冬天能把地下的熱量抽上來(lái)給室內(nèi)供暖，夏天還能把室內(nèi)的熱量排到地下降溫，是個(gè)挺節(jié)能的設(shè)備。
把這倆結(jié)合起來(lái)，好處一下子就顯出來(lái)了太陽(yáng)能熱水 。首先，能解決 PVT 系統(tǒng) “看天吃飯” 的問(wèn)題。太陽(yáng)好的時(shí)候，PVT 系統(tǒng)自己就能發(fā)電又產(chǎn)熱，多余的熱量還能存起來(lái)；等沒(méi)太陽(yáng)的時(shí)候，地源熱泵就頂上，繼續(xù)提供熱水或者熱量，保證你啥時(shí)候用都不耽誤。其次，地源熱泵還能幫 PVT 系統(tǒng) “降溫”。它能及時(shí)把電池板背板的熱量帶走，讓電池板溫度降下來(lái)，這樣發(fā)電效率就不會(huì)受影響了。而且，PVT 系統(tǒng)收集的熱量還能當(dāng)場(chǎng)地源熱泵的 “熱源”，讓地源熱泵工作起來(lái)更高效，一舉兩得。
三、拆解組合系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)不復(fù)雜太陽(yáng)能熱水 ，模式還靈活
再給你拆解下這個(gè)組合系統(tǒng)的工作邏輯，其實(shí)一點(diǎn)都不復(fù)雜太陽(yáng)能熱水 。整個(gè)系統(tǒng)主要有太陽(yáng)能集熱器、地源熱泵的壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和蓄熱水箱這幾個(gè)部分。簡(jiǎn)單說(shuō)就是：有一種特殊的液態(tài)工質(zhì)在蒸發(fā)器里吸收熱量，變成低溫低壓的蒸汽；這些蒸汽被壓縮機(jī)壓縮后，變成高溫高壓的氣體；接著高溫氣體進(jìn)入冷凝器，把熱量傳遞給冷水，冷水被加熱成熱水，存到蓄熱水箱里供你使用。
這里有個(gè)特別聰明的設(shè)計(jì)：把太陽(yáng)能集熱器和熱泵的蒸發(fā)器合二為一太陽(yáng)能熱水 。這樣一來(lái)，工質(zhì)能直接在集熱器里吸收熱量變成蒸汽，不用額外的換熱設(shè)備，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單了不少，成本也能降一點(diǎn)。
而且這個(gè)系統(tǒng)還分兩種工作模式，能根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)切換，特別靈活太陽(yáng)能熱水 。
第一種是定溫加熱模式，平時(shí)大部分時(shí)候都用這個(gè)太陽(yáng)能熱水 。太陽(yáng)足的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)設(shè)定一個(gè)水溫（比如你家習(xí)慣用 50℃的熱水），等集熱器里的水溫升到 50℃，控制器就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)冷水閥，把冷水放進(jìn)集熱器底部，同時(shí)把頂部已經(jīng)達(dá)標(biāo)的熱水頂進(jìn)蓄熱水箱；要是水溫低于 50℃，冷水閥就會(huì)關(guān)上，繼續(xù)加熱。這樣反復(fù)操作，蓄熱水箱里就能一直存著夠溫度的熱水。
第二種是溫差循環(huán)模式，一般在蓄熱水箱滿了之后用太陽(yáng)能熱水 。要是集熱器里的水溫比水箱里的高，循環(huán)水泵就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，把水箱里溫度低的水抽進(jìn)集熱器再加熱，然后把集熱器里溫度高的水送回水箱。這樣能把太陽(yáng)能的熱量最大限度存起來(lái)，不浪費(fèi)。等你用了熱水，水箱水位下降，系統(tǒng)又會(huì)自動(dòng)切回定溫加熱模式，特別省心。
另外，也不是什么時(shí)候都要兩個(gè)設(shè)備一起轉(zhuǎn)太陽(yáng)能熱水 。要是天氣好，集熱器里的水溫夠高，而且你用熱水不多，地源熱泵就不用啟動(dòng)，直接把集熱器里的熱水給你用。這時(shí)候系統(tǒng)只需要耗一點(diǎn)電維持基本運(yùn)行，熱能利用效率特別高。但要是沒(méi)太陽(yáng)，或者集熱器里的水溫不夠，又或者你家突然用了很多熱水，水箱里的水不夠用也不夠熱，地源熱泵就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。它會(huì)把水箱里的水加熱到設(shè)定溫度，保證你有熱水用；等水箱里的水位和水溫都恢復(fù)正常，地源熱泵就會(huì)自動(dòng)停下來(lái)。雖然啟動(dòng)地源熱泵會(huì)多耗一點(diǎn)電，但比你直接用電加熱水省多了，長(zhǎng)期用下來(lái)能省不少電費(fèi)。
四、想好用這套系統(tǒng)太陽(yáng)能熱水 ？這幾個(gè)問(wèn)題必須注意
不過(guò)，這個(gè)組合系統(tǒng)要想好用，有幾個(gè)地方必須注意，不然很容易出問(wèn)題太陽(yáng)能熱水 。
第一個(gè)是蓄熱問(wèn)題太陽(yáng)能熱水 。太陽(yáng)能的熱量不是隨時(shí)都有，白天有晚上沒(méi)，晴天多陰天少，所以收集到的熱量必須及時(shí)存起來(lái)。要是蓄熱設(shè)備不行，或者蓄熱能力不夠，白天收集的熱量晚上就散光了，地源熱泵的負(fù)擔(dān)會(huì)加重，反而不節(jié)能。所以選個(gè)靠譜的蓄熱水箱，或者設(shè)計(jì)合理的蓄熱方案特別重要。
第二個(gè)是安裝限制太陽(yáng)能熱水 。這個(gè)系統(tǒng)需要裝太陽(yáng)能集熱器，要是你住的是老小區(qū)，或者樓房在設(shè)計(jì)的時(shí)候沒(méi)預(yù)留安裝位置，后期裝集熱器會(huì)特別麻煩，甚至可能裝不了。所以如果你想裝這個(gè)系統(tǒng)，最好在房子裝修或者買(mǎi)新房的時(shí)候就提前規(guī)劃好，留好足夠的安裝空間。
第三個(gè)是系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)節(jié)太陽(yáng)能熱水 。系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，進(jìn)水溫度、集熱溫度、冷水溫度還有水流速度這些參數(shù)，都得調(diào)到最合適的范圍。比如進(jìn)水溫度不能太高，不然會(huì)影響電池板發(fā)電效率；水流速度也得控制好，太快太慢都會(huì)影響熱量收集和傳遞。要是這些參數(shù)沒(méi)調(diào)好，系統(tǒng)要么發(fā)電效率低，要么供熱不穩(wěn)定，還可能白白浪費(fèi)電。
第四個(gè)是地源熱泵的地下部分太陽(yáng)能熱水 。地源熱泵能不能正常工作，關(guān)鍵看地下的管路和地質(zhì)情況。裝之前得先勘測(cè)你家地下的土壤、地下水情況，搞清楚地下巖層和含水層的傳熱規(guī)律；然后根據(jù)這些情況選合適的管路材質(zhì)，再精心設(shè)計(jì)管路的埋深和布局，施工的時(shí)候也得嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)。要是地下部分沒(méi)做好，比如管路漏水，或者傳熱效率低，地源熱泵就沒(méi)法正常工作，整個(gè)組合系統(tǒng)的效果都會(huì)大打折扣。
五、組合系統(tǒng)是好選擇太陽(yáng)能熱水 ，但規(guī)劃要提前
總的來(lái)說(shuō)，把 PVT 光伏光熱系統(tǒng)和地源熱泵結(jié)合起來(lái)，確實(shí)是個(gè)解決太陽(yáng)能使用痛點(diǎn)的好辦法太陽(yáng)能熱水 。它既解決了 PVT 系統(tǒng)不能連續(xù)供熱水、發(fā)電效率受溫度影響的問(wèn)題，又讓地源熱泵工作起來(lái)更高效，還能幫你省電費(fèi)。
從實(shí)際使用效果來(lái)看，加了地源熱泵之后，同樣消耗一度電，系統(tǒng)能產(chǎn)出更多的熱量，節(jié)能效果很明顯太陽(yáng)能熱水 。而且不管是晴天陰天、白天晚上，系統(tǒng)都能穩(wěn)定運(yùn)行，不會(huì)出現(xiàn)用不上熱水或者發(fā)電量突然掉下來(lái)的情況。
不過(guò)你要是想裝這個(gè)系統(tǒng)，得提前把我剛才說(shuō)的那幾個(gè)問(wèn)題考慮清楚太陽(yáng)能熱水 。比如家里有沒(méi)有地方裝集熱器，當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件適不適合裝地源熱泵，選什么樣的蓄熱設(shè)備。把這些都規(guī)劃好，這個(gè)系統(tǒng)才能真正發(fā)揮作用，給你省麻煩又省錢(qián)。
《太陽(yáng)能 碳中和技術(shù)概論教學(xué)課件.pdf》
歡迎大家自行學(xué)習(xí)，在此不再贅述太陽(yáng)能熱水 。
說(shuō) PVT 系統(tǒng)：一個(gè)設(shè)備干兩件事，但毛病不少咱們先聊個(gè)太陽(yáng)能領(lǐng)域的常見(jiàn)設(shè)備 ——PVT 光伏光熱系統(tǒng)太陽(yáng)能熱水 。