太阳能、空气源热泵对比实验研究分析-论文.pdf

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1、2O14年4月缘色科技JournalofGreenScienceandTechnology第4期太阳能、空气源热泵对比实验研究分析王晓东，张晨阳，孙冰冰，张哲(天津商业大学天津制冷技术重点实验室，天津300134)摘要：指出了太阳能热泵系统可有效地结合太阳能热利用技术和热泵技术来提供热量，既节能又环保。空气源热泵是以空气为热源的热泵系统，有安全环保、无污染的特点。对空气源热泵在不同室外环境温度下进行了各种工况的测定。结果表明：冷凝器入l：J温度从3O℃上升到40。C时，太阳能热泵和空气源热泵制热量分别下降0．29、0．43kw，冷凝器的入口温度对太阳能热泵的影响更大。对比两种方

2、案的运行参数，可为空气源热泵系统和太阳能热泵系统的设计和控制提供有效的理论依据。关键词：空气源热泵；冷凝温度；太阳能热泵中图分类号：TK519文献标识码：A文章编号：1674—9944(2014)040326-05的实验装置，并测试了其不同季节运行性能，结果表明1引言空气源热泵热水器水箱设定温度对COP有很大影响。结合太阳能和热泵与传统太阳能直接供热系统相2实验设备及原理比具有明显的优越性，系统仅利用少许电能配合太阳能，节省了许多高品位能源；空气源热泵则是以室外空实验装置如图l所示。气为热源，通过输入少量高品位能源，来实现从室外空气中吸收热量，送到室内供暖的一种热泵空调系统。太

3、阳能热泵弥补了空气源热泵在冬天结霜的缺点，它通过集热板吸收太阳辐射，并通过水把热量输送到蒸发器端。此时吸收热量的水温高于环境空气温度，相当于提高了热源温度，从而使热泵整体具有更高的c0P[1]。太阳能与热泵结合运行的思想最早提出是2O世纪1．太阳能集热板；2．缓冲水箱；3．水泵；4．水冷式蒸发5O年代的Jordan和Threlkeld，之后，国内外学者进行器；5．风冷式蒸发器；6．膨胀阀；7．压缩机；8．循环冷了大量研究，ArifIleri口对太阳能吸收式热泵系统的供凝器；9．水泵；10．循环水箱；11．截止阀；12．辅助电加热性能进行了计算机仿真计算，经过计算发现了集热器热；

4、rn质量流量测点；P压力测点；T温度测点面积、环境温度和蓄热水箱的尺寸等都对系统性能产生图1热泵系统原理影响。1968～1970年，Uzbek科学院与Tashkent研究所合作]，进行太阳能热泵供热系统的实验研究。结果(1)太阳能低温热源系统，集热管为直径16ram的显示太阳能供热装置与热泵联合运行能够有效提高热铜管，其承压能力0．6MPa。吸热体表面为钢制壳体涂泵COP和太阳能系统的性能。东南大学凌辰陈振乾]无光黑漆，集热器朝向正南，倾角为45。。缓冲水箱外形等人对太阳能驱动的第二类吸收式热泵进行了数值模尺寸为600mm×600mm×600mm。辅助电加热器功率拟，对太阳能系

5、统和热泵系统各组件建立数学模型，对为0．1～4．Okw，在太阳辐射强度不稳定时，调节缓冲不同环境温度、不同吸收温度和不同发生温度下，整个水箱内水温，提供蒸发器稳定的进水温度。系统性能的波动进行模拟。NobukatsuAiai利用带闪(2)空气源热泵循环系统。压缩机采用2．8kw全发器的涡旋压缩机注气系统来改善热泵系统的制热性封闭式转子压缩机，制冷剂为R22，冷凝器和蒸发器采能，有效提高了空气源热泵的性能，低温工况下其系统用型号为JY7112的钎焊的高效板式换热器。翅片管制热量能够提高多达15。哈尔滨丁业大学马最良式风冷式蒸发器。管径为1．2cm，一共72根，每根长等建立了空气源

6、热泵冷热水机组运行的实验样机，研45cm，管之间间隔1cm。翅片面积80mm×650mm，问究了单级、双级模式下的运行参数和性能。清华大学马距为2ram。国远等提出一种适合寒冷气温下应用的热泵空调系(3)热负荷水循环系统。热负荷水箱外形尺寸为统。该系统对压缩机部分改良，使用带辅助进气口的涡1230mm×800mm×1130mm。为加强冷却并便于控旋压缩机，为了改善压缩机运行中压缩过程来提高热泵制，采用可调节的喷淋式水箱。水泵型号为JY7l12，最性能，在低温下工作时从辅助进气口向压缩机喷制冷大扬程为20m，最大流量为2．5m。／h。剂。上海交通大学陈振豪建立了空气源热泵热水器当

7、以太阳能热泵方式运行时：关掉风冷蒸发器两端收稿日期：2014O2—25作者简介：王晓东(1986)，男，天津人，天津商业大学硕士研究生。326王晓东，等：太阳能、空气源热泵对比实验研究分析工程与技术阀门，打开水冷蒸发器两端阀门。太阳能集热器吸收太3．2冷凝器入口水温对吸热量的影响阳辐射把热量传递给集热器中的水，热量通过水冷蒸发图3中所示选择蒸发器人口的参考水温分别在器传递给热泵中的制冷剂，进入热泵循环系统。在系统10℃、15。C、20。C时，冷凝器人口水温的变化与蒸发器吸中的制冷剂经压缩机压