太陽能熱泵

聶德平

太陽能熱泵一般是指利用太陽能作為蒸發器熱源的熱泵系統，區別于以太陽能光電或熱能發電驅動的熱泵機組。它把熱泵技術和太陽能熱利用技術有機的結合起來，可同時提高太陽能集熱器效率和熱泵系統性能。集熱器吸收的熱量作為熱泵的低溫熱源，在陰雨天，直膨式太陽能熱泵轉變為空氣源熱泵，非直膨式太陽能熱泵作為加熱系統的輔助熱源。因此，它可全天候工作，提供熱水或熱量。　　太陽能熱泵的分類
3 y' M" m" X- N4 V$ |% x　　根據太陽集熱器與熱泵蒸發器的組合形式，可分為直膨式(direct-expansion soalar assisted heat pump，DX-SAHP)和非直膨式。在直膨式系統中，太陽集熱器與熱泵蒸發器合二為一，即制冷工質直接在太陽集熱器中吸收太陽輻射能而得到蒸發。在非直膨式系統中，太陽集熱器與熱泵蒸發器分立，通過集熱介質(一般采用水、空氣、防凍溶液)在集熱器中吸收太陽能，并在蒸發器中將熱量傳遞給制冷劑，或者直接通過換熱器將熱量傳遞給需要預熱的空氣或水。根據太陽能集熱環路與熱泵循環的連接形式，非直膨式系統又可進一步分為串聯式、并聯式和雙熱源式。串聯式是指集熱環路與熱泵循環通過蒸發器加以串聯、蒸發器的熱源全部來自于太陽能集熱環路吸收的熱量；并聯式是指太陽能集熱環路與熱泵循環彼此獨立，前者一般用于預熱后者的加熱對象，或者后者作為前者的輔助熱源；雙熱源式與串聯式基本相同，只是蒸發器可同時利用包括太陽能在內的兩種低溫熱源。
　　太陽能熱泵的技術特點
6 z6 M2 _" ^9 |6 a　　太陽能熱泵將太陽能利用技術與熱泵技術有機結合起來，具有以下幾個方面的技術特點：
% C% V5 f0 }, T  l% g4 ~　　1)同傳統的太陽能直接供熱系統相比，太陽能熱泵的最大優點是可以采用結構簡易的集熱器，集熱成本非常低。在直膨式系統中，太陽集熱器的工作溫度與熱泵蒸發溫度保持一致，且與室外溫度接近，而非直膨式系統中，太陽能集熱環路往往作為蒸發器的低溫熱源，集熱介質溫度通常為20℃～30℃，因此集熱器的散熱損失非常小，集熱器效率也相應提高。有研究表明，在非寒冷地區即使采用結構簡單、廉價的普通平板集熱器，集熱器效率也高達60%～80%，甚至采用無蓋板、無保溫的裸板集熱器也是可以的。
7 ^5 s7 e, z8 [) y& i　　2)由于太陽能具有低密度、間歇性和不穩定性等缺點，常規的太陽能供熱系統往往需要采用較大的集熱和蓄熱裝置，并且配備相應的輔助熱源，這不僅造成系統初投資較高，而且較大面積的集熱器也難于布置。太陽能熱泵基于熱泵的節能性和集熱器的高效性，在相同熱負荷條件下，太陽能熱泵所需的集熱器面積和蓄熱器容積等都要比常規系統小得多，使得系統結構更緊湊，布置更靈活。
; O! z/ Y! f9 B& O, v　　3)在太陽輻射條件良好的情況下，太陽能熱泵往往可以獲得比空氣源熱泵更高的蒸發溫度，因而具有更高的供熱性能系數(COP可達到4以上)，而且供熱性能受室外氣溫下降的影響較小。
　　4)由于太陽能無處不在、取之不盡，因此太陽能熱泵的應用范圍非常廣泛，不受當地水源條件和地質條件的限制，而且對自然生存環境幾乎不造成影響。
　　5)太陽能熱泵同其它類型的熱泵一樣也具有“一機多用”的優點，即冬季可供暖，夏季可制冷，全年可提供生活熱水。由于太陽能熱泵系統中設有蓄熱裝置，因此夏季可利用夜間谷時電力進行蓄冷運行，以供白天供冷之用，不僅運行費用便宜，而且有助于電力錯峰。
　　6)考慮到制冷劑的充注量和泄漏問題，直膨式太陽能熱泵一般適用于小型供熱系統，如戶用熱水器和供熱空調系統。其特點是集熱面積小、系統緊湊、集熱效率和熱泵性能高、適應性好、自動控制程度高等尤其是應用于生產熱水，具有高效節能、安裝方便、全天候等優點，其造價與空氣源熱泵熱水器相當，性能更優越。
5 e# ]' O' Q* P　　7)非直膨式系統具有形式多樣、布置靈活、應用范圍廣等優點，適合于集中供熱、空調和供熱水系統。易于與建筑一體化。

聶德平

看起來不錯，不知道實際應用效果如何
4 X  {, n3 Z  T: i1 ^1 H6 N7 K2 K懂行的說說