辐照强度对直膨式太阳能热泵性能影响的研究

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1、第33卷第6期可再生能源Vol.33No.62015年6月RenewableEnergyResourcesJun.2015辐照强度对直膨式太阳能热泵性能影响的研究蒋绿林，侯亚祥，姜钦青，张亮，王昌领，陈孚江（常州大学太阳能热泵研究所，江苏常州213016）摘要：文章搭建了直膨式太阳能热泵热水系统实验装置，研究了辐照强度对直膨式太阳能热泵性能的影响。结果表明，在环境温度及冷凝温度不变的情况下，蒸发温度及性能系数（COP）值随着辐照强度的增大而升高，且辐照强度增加200W/m2，蒸发温度升高3~5℃，COP值升高0.8~1.2

2、；得热效率随着辐照强度的增大而降低，其降低速率随着辐照强度的增大而逐渐减小。关键词：直膨式太阳能热泵；辐照强度；蒸发温度；得热效率；性能系数；实验研究中图分类号：TK515文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）06-0839-04DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.06.0060前言统性能影响方面的研究还比较少。本文在实验的由于直膨式太阳能热泵具有节能、高效、环基础上分析了辐照强度与蒸发温度、得热效率及保、安全等特点，一直是备受关注的研究对象。黄性能系数（COP）值的关系

3、，得出了相应结论。金保对直膨胀式太阳能热泵系统进行了理论分1实验装置及测试系统析，提出了系统各主要部件的能量平衡方程，分析本实验装置由太阳能集热蒸发器、压缩机、恒[1]了系统的性能系数和效率。旷玉辉组建了太阳温水浴、电子膨胀阀等组成（图1）。采用常州海卡能热泵供热系统实验台及实验测试系统，考察了太阳能热泵有限公司设计生产的有玻璃盖板平板系统的整体供热性能；根据实验研究的结果，提出太阳能集热蒸发器，尺寸为1000mm×2000mm，[2]了有关系统设计方面的参考数据。李郁武对直朝正南方向放置，与水平面倾角35°。该太阳能集膨

4、式太阳能热泵热水器运行特性进行了实验研热蒸发器由单层玻璃盖板、吸热板芯、边框及底板[3]究，得出其样机的集热效率和性能系数。陈组成，其中吸热板芯表面凹槽与蒸发管融为一体。阳进行了蒸发温度和冷凝温度对太阳能热泵系统采用转子式热泵压缩机，理论排气量为4.6ml/中压缩机的运行性能以及系统整体运行性能影响rev。热泵工质为R134a。[4]恒温水浴的试验研究。赵军从理论上研究了以R134a作太阳能集热蒸发器压缩机为工质的直接膨胀式太阳能热泵的性能，并与采冷凝盘管出水口用R12作为工质的结果进行了比较，指出了集[5]。孔祥强编制了

5、水R134a应用于此类热泵的适用性控制器进水口箱系统性能模拟程序，计算了工质充注量不相同时电子膨胀阀变频水泵系统运行的参数和性能参数，分析了工质充注量图1直膨式太阳能热泵热水系统示意图[6]变化对系统热性能的影响。刘睿盈采用FluentFig.1Schematicdiagramofadirectexpansionsolarassisted软件对太阳能热泵集热/蒸发器3种不同流道形heatpumpwatersystem式的结构单元进行了数值分析，获得了流道表面实验测试系统包括温度测试系统、太阳辐照[7]温度场分布规律。强度测

6、试系统、电功率测试系统和压力测试系统。虽然前人对直膨式太阳能热泵系统进行了大实验测试内容包括环境温度、蒸发器进出口温度、量的研究，但在辐照强度对直膨式太阳能热泵系冷凝盘管进出口温度、水浴温度、恒温水浴进水及收稿日期：2015-02-03。基金项目：国家自然科学基金项目（51308077）；江苏省高校自然科学基金项目（13KJB560001）。作者简介：蒋绿林（1965-），男，副教授，硕士生导师，从事太阳能热泵及地源热泵利用的研究工作。E-mail：hyxtgbq@163.com·839·可再生能源2015，33（6）出水

7、温度和压缩机进出口压力。强度变化曲线图。由图2可知，在中午12:00前，2实验及其结果分析蒸发温度随着辐照强度的缓慢增强而平缓升高；2.1实验数据的处理中午12:00后，蒸发温度随着辐照强度的缓慢减（1）冷凝温度弱而缓慢降低。实验过程中冷凝温度控制在40±3℃，为了便图3为某多云天气情况下蒸发温度与辐照强于分析，认为冷凝温度是40℃。度变化曲线图。由图3可知，该天太阳辐照强度波（2）环境温度动性很大，且蒸发温度随着太阳辐照强度增强而本文选取环境温度为28±1℃条件下的多组升高，随着太阳辐照强度减弱而降低。90030实验数据

8、，来分析辐照强度对蒸发温度的影响。由800-2于各组的环境温度相差甚小，因此可忽略这种差m70025·/W600/℃20异对蒸发温度的影响，即认为每组的环境温度都50040015是28℃。300蒸发温度辐照强度200辐照强度10（3）太阳辐照强度100蒸发温度5由于所用的太阳辐照仪测量的数据为1min1