一.研究背景与意义
随着经济的发展和科技的进步，能源和环境成为世界上突出的两大社会问题，能源对人类的重要性使人们越来越重视可再生能源技术的应用。我国太阳能热利用主要集中在被动式太阳能住宅采暖和热水器提供热水，而主动太阳能的开发利用相对落后。
该复合系统能有效克服太阳能固有的不连续性和间歇性，在实现高效节能的同时减少环境污染。相变储能技术可以通过相变材料实现储能和释能。因此，将再生水源热泵技术、太阳能技术与相变储能技术相结合无疑是最佳选择，具有很大的发展潜力和应用前景。
二.研究内容
图1为复合供热系统的结构，它由太阳能集热器、热循环泵、低温储罐、热泵机组、用户循环泵、电辅加热器、高温水箱相变储能材料、风机盘管、控制器等组成。机组的热泵机组通过低温水箱，机组在夜间低谷电价时，蒸发得到低温水箱的热量。低温水箱中储存的热量白天由太阳能热水系统产生，晚上热泵从低温水箱中获取低档热能，通过热泵的加热循环，释放出高品位的热量。
一部分热量储存在高温水箱中，另一部分热量将直接提供给风机盘管供热，用于夜间供暖。在高温水箱中加入一定量的相变材料，以提高水箱内水的蓄热能力和热潜热能力，夜间通过热泵将中水和高温水箱的相变材料中储存的热量提供给风机盘管机组电价高峰时的室内采暖。
关闭太阳能热水采暖系统，来自低温水箱的水进入水源热泵，经过热泵循环加热后，热量储存在高温水箱中，由风机盘管机组提供内部热量。表1为系统的性能系数工况，表中显示水源热泵单独运行时的能效比为6.72，系统功耗为131kw/h、该机组不仅能满足室内采暖要求，而且具有较高的功率和能效系数。
关闭水源热泵机组，低温水经太阳能集热器加热后进入热水箱，由风机盘管向室内供热。表2为性能系数工况，表中太阳能热水系统热损失率为0.435，总功耗为5.833kw，再生水通过太阳能集热器具有显著的增温作用，系统热损失率较低。
从图2到图4可以清楚地看到凝结水侧供回水温度、流量和流速的变化。供回水温度变化趋势稳定，供水温度在35℃以上，回水温度基本保持在28℃左右。由于峰谷用电政策，水源热泵在用电低谷启动，因此热泵在18～22时不工作，冷凝侧流速和流量均为零。
从图5到图7可以看出，再生水水源热泵在高峰电价时不工作，在电价谷点启动，热泵工作时工作电压、电流稳定，单位功率可达0.35kw，充分利用后系统运行成本大大降低。
从图8到图10可以看出，太阳能热水供暖系统回水温度约为6℃，供水温度约为11℃，太阳辐射最强时14时最高为16℃。系统的温差可达到5℃以上，热效应好，系统的速度和流量稳定。
在复合供热系统中，再生水源热泵的能效比可以达到8.02，太阳能热水供暖系统的热损失率为0.378，系统总功耗为80kw/h、系统运行稳定，节能效果明显，利用相变储能原理，使复合供热系统实现了调峰降功率，降低了系统的电耗，提高了系统的效率。
三.结论
通过与再生水源热泵和太阳能热水供暖系统的比较，可以看出复合供热系统运行成本低，再生水水源热泵的能效比大大提高，太阳能热水供暖系统的热损失降低，系统运行稳定，电加热基本上不需要打开。复合供热系统弥补了传统太阳能系统和热泵系统各自的不足。它具有热效率高、形式多样、布置灵活、适用范围广等优点，热性能系数高，在能源和环境问题亟待解决的今天，水源热泵与相变储能相结合的供热技术具有推广意义。与风机盘管系统联合运行时的显著节能效果将引起研究者的关注。
