一.研究背景與意義
隨著經濟的發展和科技的進步，能源和環境成為世界上突出的兩大社會問題，能源對人類的重要性使人們越來越重視可再生能源技術的應用。我國太陽能熱利用主要集中在被動式太陽能住宅采暖和熱水器提供熱水，而主動太陽能的開發利用相對落后。
該復合系統能有效克服太陽能固有的不連續性和間歇性，在實現高效節能的同時減少環境污染。相變儲能技術可以通過相變材料實現儲能和釋能。因此，將再生水源熱泵技術、太陽能技術與相變儲能技術相結合無疑是最佳選擇，具有很大的發展潛力和應用前景。
二.研究內容
圖1為復合供熱系統的結構，它由太陽能集熱器、熱循環泵、低溫儲罐、熱泵機組、用戶循環泵、電輔加熱器、高溫水箱相變儲能材料、風機盤管、控制器等組成。機組的熱泵機組通過低溫水箱，機組在夜間低谷電價時，蒸發得到低溫水箱的熱量。低溫水箱中儲存的熱量白天由太陽能熱水系統產生，晚上熱泵從低溫水箱中獲取低檔熱能，通過熱泵的加熱循環，釋放出高品位的熱量。
一部分熱量儲存在高溫水箱中，另一部分熱量將直接提供給風機盤管供熱，用于夜間供暖。在高溫水箱中加入一定量的相變材料，以提高水箱內水的蓄熱能力和熱潛熱能力，夜間通過熱泵將中水和高溫水箱的相變材料中儲存的熱量提供給風機盤管機組電價高峰時的室內采暖。
關閉太陽能熱水采暖系統，來自低溫水箱的水進入水源熱泵，經過熱泵循環加熱后，熱量儲存在高溫水箱中，由風機盤管機組提供內部熱量。表1為系統的性能系數工況，表中顯示水源熱泵單獨運行時的能效比為6.72，系統功耗為131kw/h、該機組不僅能滿足室內采暖要求，而且具有較高的功率和能效系數。
關閉水源熱泵機組，低溫水經太陽能集熱器加熱后進入熱水箱，由風機盤管向室內供熱。表2為性能系數工況，表中太陽能熱水系統熱損失率為0.435，總功耗為5.833kw，再生水通過太陽能集熱器具有顯著的增溫作用，系統熱損失率較低。
從圖2到圖4可以清楚地看到凝結水側供回水溫度、流量和流速的變化。供回水溫度變化趨勢穩定，供水溫度在35℃以上，回水溫度基本保持在28℃左右。由于峰谷用電政策，水源熱泵在用電低谷啟動，因此熱泵在18～22時不工作，冷凝側流速和流量均為零。
從圖5到圖7可以看出，再生水水源熱泵在高峰電價時不工作，在電價谷點啟動，熱泵工作時工作電壓、電流穩定，單位功率可達0.35kw，充分利用后系統運行成本大大降低。
從圖8到圖10可以看出，太陽能熱水供暖系統回水溫度約為6℃，供水溫度約為11℃，太陽輻射最強時14時最高為16℃。系統的溫差可達到5℃以上，熱效應好，系統的速度和流量穩定。
在復合供熱系統中，再生水源熱泵的能效比可以達到8.02，太陽能熱水供暖系統的熱損失率為0.378，系統總功耗為80kw/h、系統運行穩定，節能效果明顯，利用相變儲能原理，使復合供熱系統實現了調峰降功率，降低了系統的電耗，提高了系統的效率。
三.結論
通過與再生水源熱泵和太陽能熱水供暖系統的比較，可以看出復合供熱系統運行成本低，再生水水源熱泵的能效比大大提高，太陽能熱水供暖系統的熱損失降低，系統運行穩定，電加熱基本上不需要打開。復合供熱系統彌補了傳統太陽能系統和熱泵系統各自的不足。它具有熱效率高、形式多樣、布置靈活、適用范圍廣等優點，熱性能系數高，在能源和環境問題亟待解決的今天，水源熱泵與相變儲能相結合的供熱技術具有推廣意義。與風機盤管系統聯合運行時的顯著節能效果將引起研究者的關注。
