卡莱菲：Hybrid混合热力系统

    ‘Hybrid’一词来源于拉丁语的‘Hybrida’，指杂交产生的物种。近年来常运用于汽车行业，称为’Hybrid Vehicle’(混合动力车)，由传统的油、气能源与电能或太阳能相结合提供动力。同样，在供暖及制冷领域里也出现了Hybrid混合热力系统。

    随着全球化节能减排观念的不断加强，以及相应法规的颁布和实施，对于建筑能耗中比例较重的供暖、空调及生活热水系统也提出了更大的挑战。欧盟提出的‘2020’节能计划明确指出，到2020年时，建筑能耗的20%必须来源于可再生能源，温室气体排放必须减少20%，系统效率必须提高20%。这就意味着，需要更多地使用清洁能源，比如太阳能、地源热能、水源热能、生物燃料、热电联产等等。

    就目前大部分住宅来说，以上新能源的运用都存在一定的局限性；但是空气源热泵却不受空间、地域或法规的限制，投资小，安装简便。这也是近些年空气源热泵迅速增长的一大原因。

    不过，空气源热泵其最大的缺点是空气的温度波动太大，这就造成了它的换热效率低。当室外空气温度过低时，热泵的COP值会急剧下降，这会导致电费过高，产生单位热量的费用高于传统的天然气费用。这种情况下，使用空气源热泵就不是节能，而是更大地浪费能源了。

   电和天然气的热能费用

   了解电和天然气各自的热能费用有助于我们选择是用热泵还是燃气锅炉采暖更为经济。
 

kWh电费
 

    即每个单位电费，这取决与不同的地区和相关政策。

 

 

    天然气费通常由两个部分构成：（固定费用不管消耗多少）和实际消耗费用。

    产生每kWh热量天然气费用可按以下公式计算：

 

    其中：

    Cgas =每Nm3 天然气费

    PCI   =天然气的最低热值（kWh/N m3）

    η      =燃烧效率

    天然气的最低热值由燃气供应商在其合同内体现。

    KWh电费和kWh天然气费之间的关系

    两者之间的关系可如此表示：

    将上面的天然气费公式带入，得出：

    其中：

    C(kWh.e) =每kWh电费

    Cgas=每Nm3 天然气费

    PCI=天然气的最低热值（kWh/Nm3）

    η=燃烧效率

    燃烧效率通常分为以下几种：

    η = 0.7 – 0.8  老锅炉

    η = 0.9 – 0.95 非冷凝式新锅炉

    η = 0.95 – 1.05冷凝式新锅炉

    COP与R值的关系

    要让热泵产生热能的费用低于锅炉产生相同热能的前提条件是：

 

    也就是说，只有在热泵的COP值大于R值时，才更适合使用热泵不是锅炉。

    空气源热泵运行方式

    气-水式空气源热泵系统通常分为以下几类；

     ·无辅助电加热的单热源系统

    热泵设计为提供系统所需要的全部热量。

    这种方案只适合室外温度不会影响热泵COP值得区域。

     ·带辅助电加热的单热源系统

    热泵设计为提供系统所需要热负荷的70-80%。

    其余部分的热负荷则由电加热提供。

    与前一种方案相比，它的热泵功率更小因此更经济。

    同样，这种方案也只适合室外温度不太低的区域。

    热泵与锅炉并联的混合热力系统

    热泵设计为提供一定室外温度条件下的热负荷，低于室外温度下的热负荷则由热泵和锅炉共同提供。

    这种方案的缺点在于热泵仍然在较低COP值时工作，也就是非理想工作状态。

     ·热泵及锅炉交替式混合热力系统

    热泵设计为在一定室外温度（称为替换温度）上提供全部热负荷。在此温度下全部由锅炉提供热量。

    这种交替的工作方式保证了热泵始终在理想的COP值区域内工作。

    HYBRICAL混合热力单元 － 实现热泵和燃气壁挂炉混合热力供应的核心部件。

    混合热力单元由中控器、室外温感、电动三通分流阀、回水三通组件、预置保温壳组成。中控器根据室外温感、室内温控器反馈的信号，自动控制热泵、锅炉的启停以及电动三通阀的切换。

    HYBRICAL 混合热力单元运用于供暖及制冷系统的解决方案：

    更多技术信息请参考意大利卡莱菲第41期水力杂志。
 

    [编辑：孟扬]