上海海事大學(xué)商船學(xué)院 ■ 劉家林 鄭學(xué)林

能源是人類(lèi)社會(huì)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要支撐，也是世界各國(guó)面臨的大問(wèn)題[1]。我國(guó)能源總量供不應(yīng)求，供需差距越來(lái)越大，供需矛盾日益突出。同時(shí)由于粗放型增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)模式，能源利用效率低，污染和浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，我國(guó)的能源利用率僅為33%。因此，節(jié)約與合理的利用能源已經(jīng)成為我國(guó)的一大熱點(diǎn)問(wèn)題。暖通空調(diào)工程作為主要用能技術(shù)之一，必須立足于能源的合理利用和有效的節(jié)能措施。

一 冷凝熱回收的意義

空調(diào)的冷凝熱是空調(diào)系統(tǒng)制冷量與制冷機(jī)輸入功率之和?？照{(diào)設(shè)計(jì)中一般取冷負(fù)荷指標(biāo)為100～150W/m2，壓縮式的冷凝熱量一般為冷負(fù)荷的1.3倍左右，吸收式的冷凝熱量一般為冷負(fù)荷的2.5倍[2]，可見(jiàn)，制冷機(jī)的冷凝熱是相當(dāng)龐大的。通常情況下，空調(diào)冷凝熱直接排入到大氣，造成能量巨大浪費(fèi)[3]，直接加劇了室外大氣的熱污染和城市的“熱島效應(yīng)”[4]。

冷凝熱回收，一方面可減輕大氣環(huán)境污染，改善生態(tài)環(huán)境[5]；另一方面，對(duì)于水冷冷水機(jī)組而言，可減少冷卻塔的散熱量，節(jié)省系統(tǒng)冷卻塔風(fēng)機(jī)的耗電量[4]。

目前，在一些特殊場(chǎng)所，例如瑞典的一些大型商場(chǎng)，食品的儲(chǔ)藏間需要制冷，而經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所往往卻需要加熱。這時(shí)，常常把回收的冷凝熱用于加熱經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所的空氣，可為人員提供舒適的工作條件[6]。但冷凝熱回收主要用于提供生活熱水和再生除濕干燥劑。賓館、醫(yī)院、學(xué)校等公共場(chǎng)所，每天需要大量的生活熱水。通過(guò)回收的冷凝熱對(duì)水進(jìn)行預(yù)熱或加熱，可降低煤氣、電能、煤等高品位能源或化石能源的消耗，從而達(dá)到節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展的目的。

在干燥工業(yè)以及房間除濕領(lǐng)域中，常常需要移除干燥劑吸收的水分，即實(shí)現(xiàn)干燥劑的再生，從而能夠使干燥劑連續(xù)不斷進(jìn)行除濕。利用回收的冷凝熱再生除濕干燥劑，同樣可達(dá)到節(jié)約其他能源的目的。

近年來(lái)對(duì)冷凝熱的回收越來(lái)越多，但復(fù)合太陽(yáng)能的冷凝熱回收技術(shù)研究較少。在這種情況下，提出了一種復(fù)合太陽(yáng)能的冷凝熱回收技術(shù)，以期達(dá)到更好地充分利用低品位能源的目的。

二 空調(diào)冷凝熱回收系統(tǒng)

1 冷凝熱熱回收的分類(lèi)

冷凝熱利用方式主要可分為直接式和間接式。直接式是指制冷劑從壓縮機(jī)出來(lái)后進(jìn)入熱回收器直接與自來(lái)水換熱制備生活熱水。間接式是指利用常規(guī)空調(diào)的冷凝器側(cè)排出的高溫空氣或37℃的水來(lái)加熱制備生活用水。間接式由于要增加的設(shè)備比較多，換熱效率比較低，所以該技術(shù)不易推廣。

直接式又可分為兩類(lèi)：一種是只利用壓縮機(jī)出口蒸汽顯熱，蒸汽顯熱一般占全部冷凝熱的15%左右，按照熱水的需求量和顯熱量計(jì)算得出熱回收器的片數(shù)，其他冷凝熱在冷凝器中被冷卻水帶走；另一種是利用全部的冷凝熱。由于前者只利用蒸汽顯熱，熱回收器的壓降比較小，使得冷凝器中壓力比較穩(wěn)定，對(duì)制冷影響比較小。

2 空調(diào)冷凝熱熱回收技術(shù)的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，我國(guó)空調(diào)的普及率迅猛增長(zhǎng)。同時(shí)，由于人們生活習(xí)慣的改變和對(duì)清潔衛(wèi)生要求的提高，住宅建筑越來(lái)越重視衛(wèi)生生活熱水的供應(yīng)。而目前國(guó)內(nèi)家庭日常生活中所需要的熱水供應(yīng)大部分通過(guò)專(zhuān)門(mén)的熱水加熱器來(lái)提供。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)冷凝排熱熱回收制備生活熱水等的研究越來(lái)越多。我國(guó)近年來(lái)研究應(yīng)用的冷凝熱熱回收形式主要有以下幾種：

(1)雙冷凝器熱回收技術(shù)

龔七彩、常世鈞等人[6～9]從實(shí)用的角度分析了冷凝熱熱回收，并提出了雙冷凝器熱回收技術(shù)，如圖1所示。雙冷凝器熱回收技術(shù)是在壓縮機(jī)和冷凝器之間加置一個(gè)熱回收器(冷凝器)回收冷凝熱，從熱交換器流出的汽－液狀或氣態(tài)的制冷劑，由后面的冷凝器吸收其余熱量。該技術(shù)可根據(jù)要求直接回收制冷機(jī)組的制冷劑蒸汽顯熱，或顯熱與部分潛熱相結(jié)合來(lái)一次性加熱或循環(huán)加熱到水的指定溫度。該形式主要應(yīng)用于中央空調(diào)冷水機(jī)組。

家用空調(diào)器在我國(guó)應(yīng)用廣泛，數(shù)量多，是熱回收的重要方向之一。林宏[10]對(duì)家用空調(diào)冷凝熱的回收利用進(jìn)行了探討。之后，江輝民等[11]提出了家用空調(diào)器常用的熱回收技術(shù)(圖2)。該技術(shù)是將空調(diào)器中壓縮機(jī)排出的高溫高壓的制冷劑蒸汽注入到熱水換熱設(shè)備中進(jìn)行熱交換，加熱生活熱水。若換熱器的換熱能力能獨(dú)立承擔(dān)所有的冷凝熱量，則無(wú)需使用風(fēng)冷冷凝器，反之就要同時(shí)使用風(fēng)冷和水冷冷凝器來(lái)承擔(dān)所有的冷凝負(fù)荷。

(2)熱泵回收技術(shù)

余穎俊、王夢(mèng)云[12]就冷凝熱的回收途徑及可行性進(jìn)行了探討。由于空調(diào)制冷中冷卻水溫度一般在30～38℃，屬低品位熱能。要充分回收需要熱泵技術(shù)，需要由制冷機(jī)與熱泵機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行構(gòu)成一套熱回收裝置。該裝置把熱泵的蒸發(fā)器并接到制冷機(jī)冷卻水回路，比較適合在現(xiàn)有的空調(diào)冷卻水系統(tǒng)中進(jìn)行改造，控制也比較容易實(shí)現(xiàn)。

尹應(yīng)德等人[13]提出了典型的間接冷凝熱熱回收形式。當(dāng)冷水機(jī)組和熱泵同時(shí)工作時(shí)，可通過(guò)控制冷卻塔風(fēng)機(jī)的啟停來(lái)控制冷卻水回水溫度。通過(guò)電動(dòng)三通閥控制冷卻塔的冷卻水流量和熱泵蒸發(fā)器的流量比例，使熱泵的蒸發(fā)器出水溫度低于32℃，以保證冷水機(jī)組的正常運(yùn)行。該方式是在原系統(tǒng)并聯(lián)一套熱泵機(jī)組，把冷凝熱作為熱泵熱源來(lái)制備熱水。

熱泵回收冷凝熱技術(shù)比較適合在現(xiàn)有的空調(diào)系統(tǒng)改造中應(yīng)用，但投資較大，運(yùn)行費(fèi)用高。由于控制復(fù)雜，應(yīng)用時(shí)容易出現(xiàn)問(wèn)題，熱水溫度往往達(dá)不到設(shè)計(jì)溫度，影響利用效果。

(3)利用相變材料回收空調(diào)冷凝熱

西安交通大學(xué)的劉紅娟等人[14]提出利用相變材料回收空調(diào)冷凝熱熱回收形式。熱回收用蓄熱器代替雙冷凝器熱回收技術(shù)中壓縮機(jī)出口的冷凝器，與常規(guī)風(fēng)冷冷凝器(或冷卻塔)采用串聯(lián)連接，利用冷卻塔排除熱回收系統(tǒng)不能儲(chǔ)存的剩余熱量。熱回收用蓄熱器中相變材料的溫度受冷凝溫度影響。開(kāi)始時(shí)，常規(guī)風(fēng)冷冷凝器(或冷卻塔回路)關(guān)閉，熱回收蓄熱器利用制冷劑過(guò)熱段的顯熱和冷凝潛熱對(duì)相變材料進(jìn)行加熱，此時(shí)冷凝壓力隨熱回收蓄熱器中相變材料溫度的升高而升高。當(dāng)系統(tǒng)冷凝壓力達(dá)到限定值時(shí)，開(kāi)啟風(fēng)冷冷凝器以釋放多余的制冷劑冷凝潛熱，降低系統(tǒng)的冷凝壓力。此時(shí)熱回收蓄熱器仍能利用蓄熱器管內(nèi)流過(guò)的氣態(tài)制冷劑過(guò)熱段的顯熱放熱加熱相變材料，進(jìn)一步提高相變材料的溫度。當(dāng)相變材料溫度達(dá)到某一設(shè)定值后(可利用相變材料溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)器測(cè)得)，系統(tǒng)恢復(fù)原冷凝器(冷卻塔)冷凝運(yùn)行模式。

目前相變材料回收空調(diào)冷凝熱應(yīng)用中還存在著一些問(wèn)題：首先，相變材料回收空調(diào)冷凝熱技術(shù)中的蓄熱器在國(guó)外已廣泛應(yīng)用，在我國(guó)也逐漸發(fā)展起來(lái)，但對(duì)高效率、低成本的相變蓄熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算尚無(wú)統(tǒng)一的方法，因此，對(duì)蓄熱器的設(shè)計(jì)也處于摸索階段；其次，我國(guó)對(duì)蓄熱材料的開(kāi)發(fā)有待進(jìn)一步加強(qiáng)。對(duì)蓄熱物質(zhì)的要求是：熱容量大、蓄熱能力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，熔點(diǎn)低，對(duì)人體、動(dòng)植物無(wú)害、價(jià)格低廉；最后， 應(yīng)盡可能使制冷裝置在較低的冷凝溫度下運(yùn)行。在設(shè)計(jì)中選取的冷凝溫度是定值，而實(shí)際運(yùn)行中的冷凝溫度是變化的。冷凝溫度與環(huán)境溫度有關(guān)，不僅隨季節(jié)變化，且每天晝夜也在不斷變化。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮各種不利因素，選擇適當(dāng)?shù)睦淠郎囟?，保證制冷裝置在高效率下節(jié)能運(yùn)行。

三 復(fù)合太陽(yáng)能的空調(diào)冷凝熱回收技術(shù)

1 復(fù)合太陽(yáng)能的空調(diào)冷凝熱回收熱水供應(yīng)系統(tǒng)

由于單靠回收冷凝熱加熱生活用水，難以保證生活熱水供應(yīng)的可靠性，必須有其他的輔助熱源，并在冷凝熱回收系統(tǒng)中匹配一定容量的蓄熱水槽。通常的輔助熱源為電能、燃油、燃?xì)?、生物質(zhì)燃料等。在我國(guó)南部地區(qū)，通過(guò)對(duì)空調(diào)冷凝熱的回收，全年可提供約70%的生活熱水，但仍有約30%的熱水需要其他能源來(lái)獲得。

近年來(lái)，太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，我國(guó)已成為太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)和安裝數(shù)量的最大國(guó)，但普及率比發(fā)達(dá)國(guó)家較低。單靠太陽(yáng)能全年能夠保證55%的生活熱水供應(yīng)量。太陽(yáng)能熱泵供水系統(tǒng)以其獨(dú)特的優(yōu)越性受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。而太陽(yáng)能冷凝熱回收系統(tǒng)的研究相對(duì)較少。若能把太陽(yáng)能和冷凝熱聯(lián)合起來(lái)加熱生活用水，必會(huì)更進(jìn)一步減少能源的消耗，并且提高水溫。

鑒于目前我國(guó)大多數(shù)安裝空調(diào)的地方，也安裝有太陽(yáng)能熱水器，只需對(duì)其管路進(jìn)行改造，其經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益會(huì)十分顯著。

(1)普通太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)

太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)可分為分體式系統(tǒng)、緊湊式系統(tǒng)和整體式系統(tǒng)等。由于對(duì)太陽(yáng)能和建筑結(jié)合提出了新的要求，因此分體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。而分體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)恰恰更易與空調(diào)冷凝熱回收系統(tǒng)聯(lián)合。圖3為分體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的原理圖。若管路中加泵，可把水箱放置在室內(nèi)等其他較低的位置。

(2)復(fù)合太陽(yáng)能的冷凝熱回收生活熱水系統(tǒng)

從圖4所示的分體式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)原理圖可以看出，在水箱與集熱器之間有一段上循環(huán)管和一段下循環(huán)管，倘若把這兩段管中的一段與空調(diào)冷凝熱回收系統(tǒng)中的熱回收冷凝器進(jìn)行換熱，就可充分利用太陽(yáng)能和冷凝熱來(lái)共同加熱熱水，降低輔助加熱器的能量消耗。由于下循環(huán)管與熱回收器的傳熱溫差較大，因此把熱回收器與下循環(huán)管路換熱。

與單純的冷凝熱回收系統(tǒng)相比，復(fù)合太陽(yáng)能的冷凝熱回收雖能夠減少其他高品位、化石能源的消耗量，但仍避免不了采用輔助能源。這是因?yàn)椋阂环矫?，在早晨用水時(shí)，一般空調(diào)未工作，且此時(shí)太陽(yáng)能利用最弱；另一方面，在陰雨天氣也存在類(lèi)似的問(wèn)題。因此，必須設(shè)置輔助能源，且能夠滿(mǎn)足滿(mǎn)負(fù)荷熱水供應(yīng)。如果配備保溫性能良好的蓄熱水箱，把多余的熱量?jī)?chǔ)藏的熱量轉(zhuǎn)移到早晨使用，會(huì)在一定程度上解決需水與供水的不同步問(wèn)題。

由于存在上述問(wèn)題，冷凝熱回收系統(tǒng)無(wú)法簡(jiǎn)化，但在冬季，可使下循環(huán)管不經(jīng)過(guò)熱回收冷凝器，設(shè)置旁路使水經(jīng)過(guò)水箱直接進(jìn)入到集熱器。此時(shí)，系統(tǒng)將成為兩套互不干涉的熱泵系統(tǒng)和太陽(yáng)能熱水供應(yīng)系統(tǒng)。

2 復(fù)合太陽(yáng)能的冷凝熱回收再生干燥劑的除濕系統(tǒng)

(1)太陽(yáng)能－除濕機(jī)聯(lián)合干燥系統(tǒng)

在上世紀(jì)80、90年代，通過(guò)利用直曬式太陽(yáng)能再生裝置和間曬式太陽(yáng)能再生裝置，用于再生固定干燥劑(硅膠)，可對(duì)芳香揮發(fā)性物料進(jìn)行干燥。福建省林業(yè)科學(xué)研究所通過(guò)太陽(yáng)能－除濕機(jī)聯(lián)合裝置對(duì)木材進(jìn)行干燥，獲得了良好的節(jié)能效果。

(2)復(fù)合太陽(yáng)能的冷凝熱回收再生干燥劑的房間空調(diào)除濕系統(tǒng)

在熱帶國(guó)家，例如泰國(guó)，為維持家庭房間的舒適性，空調(diào)消耗的電能占家庭總用電量的70%，用于除去房間的顯熱和潛熱。為減少潛熱，可在傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)中加入除濕過(guò)程。而除濕系統(tǒng)中干燥劑的再生過(guò)程，必須有額外的能量輸入。通常用回收的冷凝熱對(duì)干燥劑進(jìn)行再生，考慮到太陽(yáng)能資源的優(yōu)越性，可通過(guò)聯(lián)合太陽(yáng)能和冷凝熱來(lái)共同再生干燥劑。

圖5為一套復(fù)合太陽(yáng)能的空調(diào)冷凝熱回收再生干燥劑系統(tǒng)，該系統(tǒng)中主要由房間、除濕和再生機(jī)組、空氣混合機(jī)組、空調(diào)系統(tǒng)和太陽(yáng)能光伏/熱空氣熱聚集器五部分組成。該系統(tǒng)把太陽(yáng)能聚集的熱量和冷凝器中回收的熱量進(jìn)行混合用于再生干燥劑，可降低18%的空調(diào)系統(tǒng)耗電量。通過(guò)不斷移除集熱器上面的熱量，能夠使太陽(yáng)電池在較低穩(wěn)定的溫度下工作，提高了電能的輸出，增加6%的電能。

該系統(tǒng)具備的優(yōu)勢(shì)：太陽(yáng)能豐富時(shí)，空調(diào)工作，冷凝熱和太陽(yáng)能共同提供再生熱量，能夠完成干燥劑的再生，而不需要其他輔助能源。

3 復(fù)合太陽(yáng)能－熱泵熱回收技術(shù)的最新研究進(jìn)展

太陽(yáng)能－熱泵是一種把太陽(yáng)能作為低溫?zé)嵩吹奶厥鉄岜?。在太?yáng)能熱泵中，太陽(yáng)能技術(shù)和熱泵技術(shù)相結(jié)合，彌補(bǔ)了兩種系統(tǒng)各自的缺點(diǎn)，并以其節(jié)能、高效等諸多優(yōu)點(diǎn)備受各國(guó)研究人員的注意和研究。

(1)國(guó)內(nèi)對(duì)復(fù)合太陽(yáng)能－熱泵技術(shù)的研究情況

國(guó)內(nèi)關(guān)于太陽(yáng)能熱泵方面的研究起步較晚，但在短短的十幾年時(shí)間內(nèi)，上海交通大學(xué)、天津大學(xué)、青島理工大學(xué)、上海交通大學(xué)等在此方面的研究取得了豐碩的成果。

天津大學(xué)的趙軍等人對(duì)串聯(lián)式太陽(yáng)能熱泵供熱水系統(tǒng)分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論分析，結(jié)果表明，其所建立的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一年四季均能可靠運(yùn)行，能夠穩(wěn)定地向用戶(hù)提供50℃生活熱水，COP達(dá)到2.64～2.85(冬季)，2.61～3.5(夏季)。

青島建筑工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了單層蓋板的平板集熱器并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，在整個(gè)供暖測(cè)試期間，盡管室外溫度在-10～4℃變化，室內(nèi)溫度仍能保持在16～22℃，平均為19.32℃。經(jīng)過(guò)計(jì)算得到，平均集熱效率高達(dá)67.2%。

上海交通大學(xué)建立了直膨式太陽(yáng)能－熱泵供熱水系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，結(jié)果表明該系統(tǒng)在各種天氣情況下均能可靠地生產(chǎn)50℃的生活熱水(熱水平均溫升達(dá)30℃以上，日均耗電量為1.68kWh，平均COP達(dá)到3.1)，說(shuō)明其熱性能較為穩(wěn)定，且具有明顯的節(jié)能效果。同時(shí)做出了直膨式太陽(yáng)能－熱泵熱水器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，在室內(nèi)模擬光源0～1000W/m2下，可得出熱水平均加熱功率為1.04kW，熱泵平均COP為4.18。

2006年上海交通大學(xué)李郁武等人針對(duì)自行設(shè)計(jì)、建造的“直膨式太陽(yáng)能－熱泵熱水器”實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行了春季運(yùn)行工況的實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，在環(huán)境溫度均值20.6℃、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度均值在954.59W/m2的室外氣象條件下，將150L水從13.4℃加熱到50.5℃只需94min，熱泵供熱性能系數(shù)達(dá)到6.61。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)的余延順等人針對(duì)太陽(yáng)能－熱泵系統(tǒng)的各種不同運(yùn)行工況進(jìn)行了分析研究，得出動(dòng)態(tài)運(yùn)行工況下總集熱量和集熱效率較靜態(tài)運(yùn)行工況分別提高23.1%和22.7%的結(jié)論。

上海水產(chǎn)大學(xué)自行設(shè)計(jì)、建立了直接膨脹式太陽(yáng)能－熱泵系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，并進(jìn)行了春季運(yùn)行工況下的實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，在空氣溫度為22～24℃，太陽(yáng)能輻照度為700～1000W/m2的室外環(huán)境下，該系統(tǒng)的熱泵性能系數(shù)COP達(dá)到了2.50～3.35。根據(jù)典型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，討論了太陽(yáng)能輻照度、環(huán)境溫度、冷凝溫度等各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的熱泵性能系數(shù)和集熱效率的影響。并利用平衡均相理論建立了太陽(yáng)能集熱器的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)測(cè)定的環(huán)境參數(shù)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了模擬計(jì)算。結(jié)果顯示，裸板式太陽(yáng)能集熱器所在系統(tǒng)的COP可達(dá)5.0～5.8；認(rèn)為若要改善此直膨式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的COP，可采用加裝透明蓋板和背面設(shè)保溫結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能集熱器及太陽(yáng)能集熱器多組并聯(lián)的型式。

(2)國(guó)外對(duì)太陽(yáng)能－熱泵的研究情況

國(guó)外有學(xué)者對(duì)帶儲(chǔ)熱罐的太陽(yáng)能－熱泵系統(tǒng)進(jìn)行了一些理論和實(shí)驗(yàn)研究。O.Camakh等人利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了帶熱儲(chǔ)罐的太陽(yáng)能－熱泵的熱力學(xué)模型，通過(guò)模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能罐內(nèi)的水量以及水與相變材料的接觸面積對(duì)儲(chǔ)存在罐中的熱量種類(lèi)(顯熱或潛熱)的作用正相反。Viovel Badescu給出了用于空間加熱的太陽(yáng)能－熱泵的顯熱儲(chǔ)熱罐的建模方法。他的初步研究結(jié)果表明：小型熱儲(chǔ)罐單位時(shí)間內(nèi)可向熱泵蒸發(fā)器提供更多的熱通量，使得小型熱儲(chǔ)罐可在負(fù)荷高的時(shí)段快速放熱；而對(duì)較大的儲(chǔ)熱罐，雖熱通量逐漸減少，但可長(zhǎng)時(shí)間放熱；隨著儲(chǔ)熱罐尺寸的增大，熱泵的COP值和放射效率降低，同時(shí)每月的儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量和熱泵能耗都要增加。M.N.A.Hawlader等人在研究中發(fā)現(xiàn)，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、太陽(yáng)輻射、集熱器面積和儲(chǔ)罐容量對(duì)系統(tǒng)的性能影響很大，且保證集熱器/蒸發(fā)器負(fù)荷同壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速之間的匹配也很重要。R.Yumrutas等介紹了一種太陽(yáng)能－土壤耦合式熱泵系統(tǒng)。該系統(tǒng)由平板式太陽(yáng)能集熱器、熱泵、位于地下的半球形季節(jié)性表面儲(chǔ)能罐和住宅構(gòu)成；研究人員使用分析計(jì)算的方法對(duì)該系統(tǒng)一年中的運(yùn)行情況進(jìn)行了追蹤和分析，發(fā)現(xiàn)土壤類(lèi)型對(duì)年能量損耗的影響很小，但對(duì)儲(chǔ)熱的瞬時(shí)溫度和熱泵的年COP值影響很大。R.Yumrutas等人提出，對(duì)于承擔(dān)100棟住宅負(fù)荷的系統(tǒng)，當(dāng)儲(chǔ)熱罐半徑超過(guò)25m后，繼續(xù)增大儲(chǔ)罐半徑?jīng)]有意義；并且在該項(xiàng)研究中，位于地面1m以下的表面式儲(chǔ)罐繼續(xù)增大埋深對(duì)系統(tǒng)年性能影響很小。

(3)復(fù)合太陽(yáng)能－熱泵技術(shù)的應(yīng)用

復(fù)合太陽(yáng)能－熱泵系統(tǒng)集熱成本低、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、 能耗比高、應(yīng)用范圍廣，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了大量的應(yīng)用研究和推廣工作。

近年來(lái)，日本、美國(guó)、瑞典、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)施了多項(xiàng)太陽(yáng)能熱泵示范工程，將太陽(yáng)能熱泵技術(shù)應(yīng)用于賓館、住宅、學(xué)校、醫(yī)院、圖書(shū)館以及游泳館等，都取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。一些公司在太陽(yáng)能－熱泵產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面取得了成功，例如美國(guó)的Solar King系列太陽(yáng)能－熱泵供熱設(shè)備以及澳大利亞的Quantum系列太陽(yáng)能－熱泵熱水器等就是比較典型的產(chǎn)品范例。

在我國(guó)，許多學(xué)者在多個(gè)領(lǐng)域?qū)?fù)合太陽(yáng)能－熱泵技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究。近些年來(lái)取得的研究成果不僅充實(shí)了太陽(yáng)能－熱泵理論，而且也為太陽(yáng)能－熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究提供了有益的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)。

目前，我國(guó)復(fù)合太陽(yáng)能－熱泵技術(shù)主要應(yīng)用在公共建筑物上，例如，北京奧運(yùn)村和奧運(yùn)場(chǎng)館的生活熱水和加熱的能量都采用太陽(yáng)能－熱泵供熱系統(tǒng)。西藏駐軍某醫(yī)院也利用這種系統(tǒng)為醫(yī)院手術(shù)室和病房提供熱水，效果良好。

四 結(jié)論

通過(guò)分析可知，與普通的冷凝熱回收系統(tǒng)相比，復(fù)合太陽(yáng)能的冷凝熱回收熱水供應(yīng)系統(tǒng)具有明顯節(jié)能和較高能源利用率的特點(diǎn)。同時(shí)，也給在暖通空調(diào)節(jié)能方面的研究指明了方向。鑒于太陽(yáng)能資源的優(yōu)勢(shì)，日益倡導(dǎo)的環(huán)保和節(jié)能理念，人民群眾對(duì)于高品質(zhì)生活的追求，相信復(fù)合太陽(yáng)能的冷凝熱回收系統(tǒng)會(huì)越來(lái)越成熟，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在我們的生活中。特別是低品位能源、余熱利用型熱泵技術(shù)及太陽(yáng)能技術(shù)的結(jié)合，將對(duì)降低我國(guó)建筑能耗和采暖空調(diào)能耗問(wèn)題產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

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