超市光伏供暖制冷系统：可持续能源解决方案的突破

一支中国科研团队成功研发出一套创新型供暖制冷系统，该系统利用太阳能和电池储能技术。这项尖端技术代表着商业建筑可持续能源解决方案向前迈出了重要一步。

该项目的科学家解释说：“在这项研究中，我们为商业超市提出了一种环保的一体化供暖制冷系统，该系统将太阳能光伏技术与储能功能相结合。此外，该系统还能回收压缩机产生的废热来生产热水，可用于各种应用，包括沐浴、空间供暖和其他实际场景。” 为了全面评估该系统的潜力，研究人员进行了模拟，分析了其在中国不同地区的热力学性能和碳排放量。

该系统的独特之处在于其智能集成了水冷式气体冷却器 (WC) 和风冷式气体冷却器 (AC)。此外，它还集成了节流阀 (TV)、蒸发器、水泵、光伏板、蓄电池、光伏逆变器和光伏控制器等关键部件。该系统模拟了在一家 1,866 平方米的超市中运行，假设压缩机过热度设置为 5°C 时处于稳定运行状态。

在拟议的系统设计中，工作流体首先在蒸发器中蒸发，然后进入压缩机进行压缩。压缩产生的高温工作流体随后流入水冷式冷凝器，将热量传递给自来水，使其达到高温。随后，加热后的水被泵入热水储水箱，即可用作生活热水。

研究人员进一步阐述了该系统的运行原理：“在水冷式气体冷却器中经过初步冷却后，工作流体进入风冷式冷凝器，并在那里将热量释放到大气中。随后，流体进一步冷却并流向节流阀。最后，低温低压的工作流体重新进入蒸发器，完成制冷循环。”

为了评估该系统的有效性，研究人员在中国五个主要城市（哈尔滨、北京、上海、昆明和广州）进行了数值模拟。他们还将结果与一个缺乏光伏组件和空调、仅依靠马桶供暖的参考系统进行了比较。

研究结果表明：“该系统的性能系数 (COP) 会随着排气压力的升高而先上升后下降，并在最佳排气压力下达到峰值。当排气压力达到 8.13 MPa 时，总 COP 最高可达 7.34。” 此外，研究还发现，随着城市纬度的升高，其整体用电量会下降。与基础系统相比，新系统可将能耗降低 61.8% 至 76.2%，效果显著。

分析还表明，城市纬度与系统排放量之间存在明显的相关性。总体而言，采用该新型系统可大幅减少碳排放，减幅在51.3%至63.3%之间。研究人员总结道：“我们的新系统在降低排放压力方面优于基准系统。值得注意的是，环境温度越高，排放压力的降低幅度就越大。在环境温度为40°C时，排放压力可降低高达12.28%。” 这种创新的光伏驱动供暖和制冷系统有望彻底改变商业超市的能源消耗模式，为传统系统提供可持续、高效的替代方案。