太阳能辅助空气源热泵空调低温特性研究.doc

太阳能辅助空气源热泵空调低温特性研究 低温与超导 第37卷第l0期 制冷技术 Refrigeration Cryo.amp;Supercond. V01.37No.10 太阳能辅助空气源热泵空调低温特性研究 刘寅,周光辉,李安桂,张超 (1.西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安710055;2.中原工学院能源与环境学院,郑州450007) 摘要:为了改善和提高空气源热泵空调冬季低温环境下的工作性能,设计了以翅片一套管复合式换热器为核 心部件,以太阳能低温热水作为辅助热源的太阳能辅助空气源热泵空调,并对该热泵空调进行了低温工况性能测 试.实验结果证明,当室外环境温度低至一15~C时,太阳能辅助空气源热泵空调与单一空气源热泵空调相比,系统 性能得到明显改善,COP提高50%以上. 关键词:太阳能;空气源;热泵;换热器;制热特性 Performanceresearchofsolarassistantairsourceheatpumpinlowtemperaturecondition LiuYin一,ZhouGuanghui,LiAngui,ZhangChao (1.SchoolofEnvironmentalamp;MunicipalEngineering,)【iUniversityofArchitectureandTechnology,Xi,柚710055,China; 2.SchoolofEnergyamp;Environment,ZhongyuanUniversityofTechnology,Zhengzhou450007,China) Abstract:Inordertoimprovetheperformanceofairsourceheatpumpinlowtemperaturecondition,Asolarassistantair sourceheatpumpwiththefin——tubeheatexchangerWasdesigned.TheheatpumpCanworkwithsolarheatwaterandairasheat SOUrCesatsametime.Theworkingperformanceoftheheatpumpinlowtemperatureconditionwastest.Theresultsshowthat comparewiththeairSOLI~CCheatpump,theperformanceWasimprovedclearlyinlowtemperaturecondi~onandCOPofthesolar assistantairsourceheatpumpare50%morethansingleairsourceheatpumpwhentheoutdoorenvironmenttemperatureis一 15qC. Keywords:Solarenergy,Airsource,Heatpump,Heatexchanger,Heatingperformance 1引言 空气源热泵(AirSourceHeatPump,简称 ASHP)是以空气作为热源进行供冷(供热)的装 置,能够以较低的能量消耗,实现把低温位热能输 送至高温位,利用自然资源中的热量,有效地减少 了输入能,很好地满足了夏季制冷和冬季采暖的 要求.具有安装使用方便,能量利用效率高,减少 温室效应,环保等优点,在世界范围内得到广泛应 用….但是,空气源热泵冬季应用于寒冷地区 时,机组在低温工况下运行,随着室外环境温度的 降低,压缩比升高,容积效率降低,制冷剂质量流 量减少,压缩机排气温度过高,运行效率下降,甚 至不能正常启动,这些问题限制了其在北方地区 的应用引. 我国各地太阳能年辐射总量为3340～8 400MJ/m,与同纬度的其他国家相比,除四川盆 地外,绝大多数地区太阳能资源相当丰富J.迄 今为止,太阳能热水器是太阳能热利用最成熟的 方式,已经实现大规模商业化应用.我国是世界 上太阳能热水器生产和安装面积最大的国家,截 至2006年,我国太阳能热水器运行保有量达9 000万m,年生产能力逾2000万m,使用量和 年产量均占世界总量的一半以上J. 针对空气源热泵冬季的工作特性及太阳能热 利用状况,阳季春-5和陈卫星分别设计了可以 利用太阳能热水和空气作为热泵热源进行工作的 双热源太阳能热泵.他们通过在热泵系统热源侧 同时安装套管式换热器和翅片管式换热器,实现 双热源热泵能够以太阳能热水或空气切换作为热 源进行工作,实现了热泵系统对太阳能的利用,解 决了空气源热泵冬季运行效率低,甚至不能工作 收稿日期:2009—08—23 基金项目:河南省重点科技攻关项目(072102240013),河南省基础与前沿技术研究计划