王洪利，劉楠，2

(1.華北理工大學(xué) 冶金與能源學(xué)院，河北 唐山 063210；2.樂亭縣工業(yè)和信息化局，河北 唐山 063600)

作為清潔能源利用技術(shù)，太陽能熱泵以其高效節(jié)能、清潔無污染和應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注[1-3]。然而，不同的安全管理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及防災(zāi)設(shè)備等因素將直接影響太陽能熱泵系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并在一定程度上制約太陽能熱泵技術(shù)的推廣和應(yīng)用。針對(duì)上述問題，開展太陽能熱泵安全運(yùn)行評(píng)價(jià)研究，為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、審核和防災(zāi)監(jiān)督檢查提供依據(jù)[4，5]。模糊綜合評(píng)判是利用模糊數(shù)學(xué)原理分析和評(píng)價(jià)具有“模糊性”的事物的分析方法[6]。太陽能熱泵安全運(yùn)行是一個(gè)模糊概念，在安全與危險(xiǎn)之間并無明確的界限，可以采用模糊綜合評(píng)判方法對(duì)其評(píng)價(jià)[7-9]。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安全管理、應(yīng)急設(shè)備和防災(zāi)設(shè)備4個(gè)方面綜合考慮，并利用調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)唐山市某太陽能壓縮式熱泵進(jìn)行實(shí)例分析，以其為熱泵的安全運(yùn)行提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論指導(dǎo)。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系劃分和方法

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

我國(guó)關(guān)于太陽能熱泵利用技術(shù)日益規(guī)范，如《家用空氣源熱泵輔助型太陽能熱水系統(tǒng)技術(shù)條件》(GBT23889-2009)，并逐年對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂。針對(duì)空調(diào)和熱泵事故發(fā)生特點(diǎn)，運(yùn)用模糊評(píng)判方法，從安全管理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、防災(zāi)設(shè)備和應(yīng)急設(shè)備等4個(gè)方面對(duì)太陽能壓縮式熱泵安全運(yùn)行進(jìn)行定性評(píng)價(jià)，見表1。

1.2 因素集和等級(jí)集的確定

1.3 因素和子因素權(quán)重系數(shù)的確定

二階模糊綜合評(píng)判權(quán)重系數(shù)包括因素權(quán)重系數(shù)和子因素權(quán)重系數(shù)。

表1 太陽能壓縮式熱泵安全運(yùn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)及處理結(jié)果

1.4 模糊統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)

(1)

1.5 模糊綜合評(píng)判

二階模糊綜合評(píng)判分析時(shí)，先求出一階評(píng)判，再進(jìn)行二階評(píng)判。

對(duì)于每個(gè)因素，一階模糊綜合判斷矩陣R為：

(2)

(2)二階評(píng)判B為

1.6 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

2 算例評(píng)判

該項(xiàng)研究以唐山市某公司太陽能熱泵為研究對(duì)象，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安全管理、應(yīng)急設(shè)備和防災(zāi)設(shè)備4個(gè)方面進(jìn)行分析。基于調(diào)查統(tǒng)計(jì)處理，確定權(quán)重系數(shù)及隸屬度參數(shù)。如下：

一階模糊綜合判斷為：

B1=A1·R1=(0.314 0，0.329 0，0.180 0，0.100 0，0.077 0)

B2=A2·R2=(0.366 0，0.340 0，0.176 0，0.082 0，0.036 0)

B3=A3·R3=(0.425 0，0.290 0，0.210 0，0.048 0，0.027 0)

B4=A4·R4=(0.345 0，0.351 0，0.174 0，0.085 0，0.045 0)

一階模糊綜合判斷矩陣為：

表2 太陽能壓縮式熱泵安全運(yùn)行評(píng)判等級(jí)

表3 太陽能壓縮式熱泵安全運(yùn)行一階模糊綜合評(píng)判結(jié)果

二階綜合模糊評(píng)判為：B=A·R=(0.367 9，0.329 5，0.183 2，0.078 2，0.041 3)，則模糊綜合評(píng)價(jià)C為：

C=B·VT=80.678 8，該太陽能壓縮式熱泵安全運(yùn)行評(píng)價(jià)得分為80.678 8，安全等級(jí)是較安全等級(jí)。

由表3可知，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、防災(zāi)設(shè)備和應(yīng)急設(shè)備因素看，該太陽能壓縮式熱泵安全運(yùn)行等級(jí)為較安全水平(分?jǐn)?shù)大于80)。但從安全管理來看，該太陽能壓縮式熱泵安全運(yùn)行等級(jí)尚未達(dá)到較安全水平。因此，在加強(qiáng)熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)、防災(zāi)設(shè)備和應(yīng)急設(shè)備因素水平的前提下，加大在安全管理方面的監(jiān)督、管理，從而進(jìn)一步提高預(yù)防安全事故的發(fā)生。

3 結(jié)論

(1)太陽能壓縮式熱泵安全運(yùn)行模糊綜合評(píng)判得分為80.68，屬于較安全水平(分?jǐn)?shù)大于80)；

(2)安全管理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、防災(zāi)設(shè)備和應(yīng)急設(shè)備4個(gè)因素中，安全管理模糊評(píng)判得分僅為78.22，尚未達(dá)到較安全水平(分?jǐn)?shù)大于80)，安全管理屬于安全運(yùn)行薄弱環(huán)節(jié)。