环形热管的太阳能热泵-一种高效的太阳能热泵

         我们都知道目前可再生能源在建筑中的应用越来越广泛，其中以太阳能光热光电技术相对成熟。由于受能量转换特性的限制，传统太阳能光电系统的实际能量利用效率相对较低，一般只有入射能量的5%~16%，而其余大部分的能量被吸收板吸收后最终又以热能的形式返回到环境中。若要进一步提高光电板的效率，就需要降低其表面的工作温度，或者利用这部分原本返回到环境中的多余光热。

而环形热管的太阳能热泵热水系统克服现有的太阳能光电、光热系统在经济性和稳定性上的部分不足。该系统可同时向建筑供电和供热（可包括供暖、辅助建筑通风、供热水等功能），拓宽了太阳能光电、光热综合利用的有效途径，预计未来可降低系统综合投资成本以及减少设备占用的建筑空间，保证系统经济、稳定地运行。该装置主要的技术创新是采用环形热管降低光伏电池片的温度，并联合热泵系统控制热管的工作温度，同时将电池片的余热输入热泵的蒸发端，以提高热泵系统的性能系数。

这种太阳能热泵热水系统中的主要元件包括：复合式光电/光热装置、热泵系统和储热水箱。其中，复合式光电/光热装置是由玻璃盖板、光伏电池组件、电绝缘材料、导热肋片、环式热管和保温材料等元件构成，并一起封装于铝合金框架中。该集成装置能安全地将太阳能同步转换为电能和热能。工作时，热管紧紧贴附在光伏电池片之下，最大程度地吸收光伏电池产电时的余热，并同时蒸发粘附在热管上的工质，使其从液态变成气态。随后在板式热交换器中，气态工质与制冷剂换热后冷凝成液态工质，并在重力的作用下，液态工质由液态环路返回。与此同时，热泵系统的制冷剂工质在板式热交换器处换热获取到工质热量后，通过压缩机进而提升成高温高压的制冷剂，并与冷凝贮水箱中的冷水换热，完成生活热水的加热过程，通过水箱储存热水并即时将之送至用户。