太陽能—地能雙熱源復合式熱泵性能研究.pdf

1、熱泵技術以其高教、節(jié)能和環(huán)保等技術特點，成為建筑物供熱、空調最為廣泛的應用方式之一。但是，在實際應用中，單一熱源熱泵存在各自的突出問題。如空氣源熱泵室外換熱器冬季存在結霜、除霜問題，太陽能熱泵存在間歇性和不穩(wěn)定性問題，地源熱泵采用地下水系統(tǒng)時存在用水量過大、水泵功耗高和采用土壤埋管系統(tǒng)時存在地下埋管面積較大、初投資大問題，制約了其進一步發(fā)展和應用。目前，結合單一熱源熱泵系統(tǒng)特點的復合熱源熱泵技術己成為暖通空調行業(yè)研究發(fā)展趨勢之一。

2、>　　 本文針對單一熱源熱泵存在的缺陷，考慮到太陽能和淺層地能資源分布廣泛，且作為熱泵熱源時可以互相彌補自身的不足，針對北方氣候特點，提出了一種新型的太陽能—地能雙熱源復合式熱泵系統(tǒng)(SGCHP)，通過自行開發(fā)設計的殼一套管三介質復合換熱器，實現了對太陽能、淺層地能兩種可再生能源的同步或交替利用，提高了熱泵系統(tǒng)全年運行的可靠性、穩(wěn)定性和經濟性。
　　 本文首先對太陽能一地能雙熱源復合式熱泵系統(tǒng)的工作原理、工作模式及復合特性等關

3、鍵問題進行理論分析，在此基礎上設計并搭建太陽能—地能雙熱源復合式熱泵實驗臺，在不同實驗工況下，分別對太陽能—地能雙熱源復合式熱泵系統(tǒng)的單一太陽能熱源模式、單一地能熱源模式和雙熱源有效復合模式下的制熱性能進行測試，獲取了太陽能一地能雙熱源復合式熱泵系統(tǒng)在各種熱源工作模式下的系統(tǒng)特性，提出了復合式熱泵系統(tǒng)的運行策略。
　　 實驗研究結果表明：在雙熱源有效復合制熱工作模式下，保持殼一套管三介質復合換熱器總水量不變，隨著殼側地能水的減少

4、、內管側太陽能水流量和溫度的增加，熱泵系統(tǒng)的制熱量和COP均超過單一地能熱源工作模式額定工況下的制熱量和COP。因此該復合式熱泵系統(tǒng)，通過太陽能熱源的有效補充，既可減少了地下水的循環(huán)量，又提高了系統(tǒng)的制熱量及運行效率。
　　 根據實驗研究結果，提出了不同工況下的運行策略。當蓄熱水箱溫度高于20℃時，采用單一太陽能熱源工作模式；當蓄熱水箱溫度介于15～20℃之間時，采用太陽能—地能雙熱源工作模式：當蓄熱水箱溫度低于15℃時，采用單