太陽能空氣能雙熱源式熱泵系統分析

　　在熱水器中，空氣能熱泵熱水器作為一種新型節能熱水器，其節能效果是電熱水設備的4倍，是燃氣熱水設備的3倍，是太陽能熱水設備的約2倍，由此可見，空氣能熱泵熱水器的發展前景是及其可觀的。

　　因空氣源熱水泵系統取用環境空氣作為低位熱能，經過熱泵做功，輸出高位熱能，不受水源和地理位置的限制，且安裝應用靈活方便，故空氣源熱泵是當前世界發展情況最好的熱水泵。 空氣源熱泵工作原理：空氣源熱泵熱水器實質上是一種熱量提升裝置，空氣源熱泵熱水器的作用是從周圍環境中吸取熱量，并把它傳遞給被加熱的對象(溫度較高的物體)，其工作原理與制冷機相同，都是按照逆卡諾循環工作的，所不同的只是工作溫度范圍不一樣。

　　一臺壓縮式空氣源熱泵熱水器裝置，主要由蒸發器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥四大件組成，通過讓工質不斷完成蒸發(吸取環境中的熱量) →壓縮→冷凝(放出熱量)→節流→再蒸發的熱力循環過程，從而將環境里的熱量轉移到水中。

　　太陽能空氣能雙熱源式熱泵熱水系統

　　由于太陽能受季節和天氣影響較大、熱流密度低，導致各種形式的太陽能直接熱利用系統在應用上都受到一定的限制。隨著生活水平的提高，熱用戶對于供熱的要求也越來越高，太陽能利用的一些局限性日益顯現出來。為了克服太陽能利用中的問題，人們提出了采用太陽能加熱系統作為蒸汽壓縮式熱泵系統的熱源。蒸汽壓縮式熱泵在實際應用中最大的問題是當冬天的大氣溫度很低時，熱泵系統的效率比較低。而太陽能熱利用系統中的集熱器在低溫時集熱效率較高，而熱泵系統在其蒸發溫度較高時系統效率較高，那么可以考慮采用太陽能加熱系統來作為熱泵系統的熱源。這樣既克服了太陽能加熱系統的問題又解決了熱泵系統冬季效率低的問題。

　　太陽能熱泵系統的型式——太陽能熱利用技術與熱泵技術的結合非常靈活，系統形式也多種多樣，一般可分為太陽能驅動熱泵和太陽能輔助熱泵兩大類。太陽能驅動熱泵主要是指太陽能光電或熱電驅動的壓縮式熱泵以及以太陽能輻射熱直接驅動的吸收式、吸附式、噴射式和化學熱泵等。這類熱泵大多以實現太陽能制冷空調為主要目的，一般對太陽能集熱溫度要求較高，而且普遍存在體積大、成本高、效率低等問題，較難實現小型化和商業化發展。太陽能輔助熱泵通常是指作為太陽能熱利用系統輔助裝置的熱泵系統，包括獨立輔助熱泵和以太陽輻射熱能作為蒸發器熱源的熱泵。這類熱泵多數以供熱為主，涉及建筑采暖、生活熱水供應以及工業用熱等應用領域，對太陽能集熱溫度要求不高，而且具有靈活多樣的系統形式、合理的經濟技術性能和良好的商業實用化前景。

　　空氣能熱泵熱水系統工質的替代

　　空氣能熱泵熱水循環系統的替代，是基于提高性能轉換到提高環保上來，由基于無臭氧破壞到同時滿足臭氧保護和阻止全球變暖的雙重需要上來。Liebenberg用非共沸物質NARM(R22)進行了高溫熱泵熱水系統的性能研究，R22是目前發展中國家制冷空調熱泵裝置廣泛使用的工質，其對臭氧層有破壞作用和溫室效應。故而提出了一種新的混合工質R417A作為熱泵系統R22的替代制冷劑。

　　R417A是一種三元非共沸混合物，它是由R125、R134a、R600按照4%：50%：3%的比例混合而成的。它的ODP(ODP為消耗臭氧潛能值 ,表示大氣中氯氟碳化物質對臭氧破壞的相對能力，以R11為1.0。。ODP值越小，制冷劑的環境特性越好。根據目前的水平，認為ODP值小于或等于0.05的制冷劑是可以接受的)值為0，GWP(基于充分混合的溫室氣體輻射特性的一個指數，用于衡量相對于二氧化碳的，在所選定時間內進行積分的，當前大氣中某個給定的充分混合的溫室氣體單位質量的輻射強迫)值較低。