PVT热泵系统的季节性能因子超过3

光伏光热（PVT）集热器是9月中旬在德国弗莱堡举行的Eurosun会议的重要议题。会议设有三个相关环节，展示了该领域的新进展和新项目。其中，来自德国哈梅尔太阳能能源研究所（ISFH）的Bharat Chhugani和来自法国PVT集热器制造商Dualesun的Laetitia Brottier的报告尤为宝贵。两场报告均提供了PVT辅助热泵供暖系统的详细监测结果，证明季节性能因子可以远高于3。这两个机构均参与了德国研究项目IntegraTE XL。。照片来源：Bärbel Epp / ISFH

PVT集电器减少所需的地环路面积

Chhugani展示了一套结合盐水-水热泵、PVT集热器和地环的供暖系统，应用于德国哈梅林附近的两栋多户住宅。这两栋预制木结构建筑具有高度隔热的建筑结构，共有18套公寓。ISFH研究员报告称：“由于已有成熟树木，花园中只有有限的区域，每栋建筑最多可容纳532平方米作为地面环路。”

在系统设计过程中，Chhugani计算了通过在屋顶安装PVT集热器，在保持3.52季节性能系数的情况下，所需的地环面积可以减少多少（见图1）。计算显示，每栋建筑安装20平方米的PVT集热器，将使所需的接地环路面积减少约20%。配备40 平方米 的PVT集热器时，接地环路面积可减少多达38%。开发商哈梅尔纳工业公司最终选择了385平方米的地面环线面积，面积比38%小。管道间距缩短至0.5米，安装了48 平方米 的PVT集热器。集电器由德国公司TWL-Technologies提供。建筑设计的目标是开发两座完全相同的建筑，既可以串联预制，又能独立运行。

图1：设计变体实现季节性能系数3.52，地环管间距0.7米。图片/图片来源：ISFH

监测确认了模拟性能

该系统设计在运行中已被证明非常成功。即使在2026年2月这个特别寒冷的月份，系统也实现了月度性能指数3.2。7月这一数字上升至3.74，是迄今为止表现最好的月份（见图2）。在六个月的监测期内，平均性能因子为3.4，接近模拟值3.5。

所谓的电网性能因子，考虑了屋顶光伏系统产生的电力，并由热泵直接使用，从热泵总用电需求中扣除，分析期间的电量范围从2月的3.53到6月的9.12不等。2月至8月这六个月内，电网性能系数的平均为6.3。

图2：2026年2月至8月一栋多户住宅的监测数据来源：ISFH

PVT集热器作为孚日山脉唯一的热源

Laetitia Brottier展示了法国东北部孚日山脉一栋独栋住宅的真实数据，该地是该国较寒冷的地区之一（见图3）。这座100平方米的建筑于2020年竣工，由法国供应商Arkteos提供的9.6千瓦（B0/W35）热泵供暖，该热泵可运行至-20°C的盐水温度。 它唯一的热源是一组带鳍片的15台Dualsun Spring4 Max 425电池阵列。热泵提供一个185升的家庭热水瓶和一个100升的缓冲罐用于空间供暖。编译 陈讲运

图3：沃日山区的独栋住宅及系统图。PVT集热器的盐水电路直接连接到热泵。三通阀将屋顶温度限制在25°C，因为热泵的蒸发器能耐受最高35°C的温度。照片/图示：Dualsun

Brottier分析了2025年4月至2026年3月期间的5分钟平均值，并总结如下：

• 月度表现因子从一月的2.81到七月的4.56不等，全年平均为3.2（见图4）。

• 热泵消耗的电力中有24.2%直接由建筑屋顶的太阳能发电。考虑到自用电量，电网性能因子提升至4.23，尽管系统没有专门设计为热泵优先输送光伏电力的电池或控制器。

• 该系统能够满足建筑供暖需求100%，即使在室外温度低至-11°C的情况下。 在监控期间，电备加热器从未被激活。

• 该系统的除霜功能仅在2025年12月和2026年1月被要求使用，仅占年发热量的0.5%。

  
  

图4：孚日山区单户住宅的月能耗平衡：月度性能因子从1月的2.81到7月的4.56不等。图形：Dualsun

欧陆太阳联盟上展示的两项密切监控案例研究，提供了PVT集热器作为热泵系统热源潜力的实际证据。这些项目展示了PVT如何以两种方式补充或替代热泵的热源。在使用地源系统时，PVT集热器可以再生地面并减少所需的地环面积，这在可用土地有限时尤为有价值。沃日地区的项目展示了PVT集热器也可以作为相对寒冷气候下热泵的唯一热源，系统覆盖建筑的全部供暖需求，而无需启动电备用加热器。

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