太陽能電池室外集放熱熱泵系統(tǒng)

　　室外集放熱熱泵的室外板經過多次變化，目前已由日射受熱面和里面有空氣熱交換翅片的鋁壓出，形成翅片附管的復數管并列配置。在日射受熱面，安裝薄膜系太陽電池，如果用太陽電池(PV)發(fā)電驅動冷媒壓縮機，成為太陽能的熱電混合使用，實現太陽熱泵的太陽驅動和太陽熱源并存。此外，供冷循環(huán)將太陽光發(fā)電提供給系統(tǒng)，而考慮自身用夜間減價電力蓄冷。

    　PV屋外集放熱熱泵的供暖集熱運行模擬結果如下。設定的板面用南向45度傾斜設置，日射受熱面積19.4m2，表面形成發(fā)電效率15%的太陽電池的電力聯合系統(tǒng)，作為驅動壓縮機電源。氣象條件：選擇東京晴好的2月5日，將蓄熱槽水深經常維持在35℃的供暖負荷。在該日黎明前干球溫度為3-4℃時，冷媒蒸發(fā)溫度約為-5℃，由于吸收空氣的顯熱和結霜的潛熱，白天將空氣熱的一部分用置換形式進行太陽熱集熱，在日射量變大的正午，集熱量超過20KW。此時由于也吸收空氣熱，利用增加板面積有改善COP的余地。日落以后，由于溫度下降，風速也增加，翅片表面不發(fā)生結露和結霜。輻射一般成為放熱的理由，由于天氣晴好，溫度低，陰天則成為集熱的情況。

　　冷媒壓縮機消費的電力，白天用太陽電池(PV)出力置換部分系統(tǒng)電力，供暖出力是在集熱量加上壓縮機消費電力。把它用壓縮機消費電力除，得出 COP值，在正午COP為6，在用太陽熱時，系統(tǒng)電力基準的COP可達到的20。如果增大PV屋外集放熱板的面積，COP則會更大。

　　熱泵是熱的升溫手段，不僅可與太陽能競爭而且兩者還可組合進行多種系統(tǒng)的開發(fā)。但這樣的太陽熱泵系統(tǒng)尚未進行充分的研究開發(fā)和評價，但有希望在將來供冷的大幅節(jié)能中成為最佳的技術選擇。

　　PV屋外集放熱熱泵系統(tǒng)有以下特征：

　　(1)仿照地球熱收支，在集熱時進行太陽輻射，放熱時以地球輻射為基礎與空氣熱等的環(huán)境能源并用，因此，在供暖運行時，不用輔助鍋爐，在供冷運行時，有助于電力負荷正常化。

　　(2)以太陽熱源熱泵(直膨式或串聯式)為基礎，在發(fā)展利用太陽電池的太陽驅動熱泵時可考慮開展利用地中熱等的系統(tǒng)開發(fā)。

　　(3)由于是直膨式，構成設備簡單，運行效率高，不會發(fā)生凍結和腐蝕問題，屋外集放熱熱泵不是依賴特定冷媒的系統(tǒng)，但從其選擇地球環(huán)境觀點是個大課題。

　　(4)外屋集放熱熱泵系統(tǒng)適用于住宅(7KW)到業(yè)務大樓(422KW)，在供冷中，冰蓄熱為先驅，在供暖中，其運行不用除霜。目前各國的供冷需要正在增加，但劃時代的節(jié)能熱源技術尚未出現。太陽驅動熱泵像太陽供冷那樣，目的在于削減供冷能源。但過去的事例并未獲得期待的運轉實績。不管怎么樣，屋外集放熱熱泵已獲得高的運轉效率。因此，在供冷方面，以地球輻射為基礎的自然能技術可再次被研究，它可有效緩和熱島效應。在屋外集放熱中，用水蒸發(fā)進行冷卻的冷媒冷凝器化還可以再提高效率。