太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)研究綜述

1、太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)研究綜述太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)研究綜述 摘要: 介紹了太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)的組成和運(yùn)行方式。對(duì)影響太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)性能的因素進(jìn)行了綜述。最后對(duì)當(dāng)前太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)供暖中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析和探討。 關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能熱泵；儲(chǔ)熱；供暖系統(tǒng) 中圖分類號(hào)： TK511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 隨著全球能源危機(jī)的日益加劇，節(jié)約能源、有效利用能源逐漸成為人們追求的目標(biāo)。建筑能耗作為能源浪費(fèi)的一個(gè)重要方面，近年來(lái)研究的熱度一直很高。20世紀(jì)90年代以來(lái)，各國(guó)對(duì)太陽(yáng)能利用的普遍重視，使太陽(yáng)能技術(shù)的應(yīng)用與研究進(jìn)入了較成熟與新的發(fā)展時(shí)期1。在太陽(yáng)能的利用中，太陽(yáng)能熱泵把太陽(yáng)能作為熱泵的低位熱源，是利用太陽(yáng)能的

2、一種有益嘗試。 1 太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng) 1.1太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 在國(guó)外,由于太陽(yáng)能技術(shù)比較成熟,因此相對(duì)于國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)的研究也比較早。20 世紀(jì) 50 年代, Jodan 和 Therkeld 指出了太陽(yáng)能熱泵可以同時(shí)提高集熱器效率和熱泵熱性能。在過(guò)去的幾十年內(nèi),國(guó)外學(xué)者們從設(shè)計(jì)、計(jì)算模型、測(cè)試的角度對(duì)太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)進(jìn)行了一些研究, 這些研究基本分為以下三類2:1)帶有熱儲(chǔ)存裝置的太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng);2)直膨式太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng);3)太陽(yáng)能-土壤源熱泵供暖系統(tǒng)。 我國(guó)對(duì)太陽(yáng)能熱泵的研究起步較晚,天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、東南大學(xué)、青島理工大學(xué)等先后對(duì)太

3、陽(yáng)能熱泵進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)及理論研究,取得了一定的成果。天津大學(xué)趙軍等對(duì)串聯(lián)式太陽(yáng)能熱泵供熱水系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論分析，上海交通大學(xué)王如竹等對(duì)直膨式太陽(yáng)能熱泵熱水器進(jìn)行了試驗(yàn)研究，青島理工大學(xué)的董華等將太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)與地板輻射供暖系統(tǒng)結(jié)合進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，哈爾濱工業(yè)大學(xué)余延順等對(duì)太陽(yáng)能-土壤源熱泵系統(tǒng)在寒冷地區(qū)的應(yīng)用作初探,通過(guò)對(duì)系統(tǒng)供暖工況的動(dòng)態(tài)模擬,得出寒冷地區(qū)太陽(yáng)能保證率以及太陽(yáng)能集熱器面積的確定方式3-8。 1.2太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng) 太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)由太陽(yáng)能集熱器、熱泵、蓄熱裝置、供暖末端裝置和控制系統(tǒng)組成。系統(tǒng)以太陽(yáng)能為主能源，以電能作為 適時(shí)補(bǔ)充能源，熱泵能夠在太陽(yáng)能不足時(shí)對(duì)系統(tǒng)提供熱

4、能補(bǔ)充，是太陽(yáng)能與熱泵的最佳耦合方式。 太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的工作原理:工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸熱后變?yōu)榈蜏氐蛪哼^(guò)熱蒸汽,在壓縮機(jī)中經(jīng)過(guò)絕熱壓縮變?yōu)楦邷馗邏簹怏w,再經(jīng)冷凝器定壓冷凝為高壓中溫的液體,放出工質(zhì)的氣化熱,與冷凝水進(jìn)行熱交換,使冷凝水被加熱為熱水,供用戶使用;液態(tài)工質(zhì)再經(jīng)過(guò)膨脹閥絕熱節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗷旌衔?并回到蒸發(fā)器定壓吸收低溫?zé)嵩礋崃?蒸發(fā)變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽;如此形成一個(gè)完整 的循環(huán)過(guò)程。 1.3 太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、循環(huán)工質(zhì)的選擇、壓縮機(jī)選擇、集熱器和蓄熱器的設(shè)計(jì)。 太陽(yáng)能集熱器是太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)中最重要的組成部分，其性能與成本對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成敗起著決定性的作用。太陽(yáng)能熱泵的系統(tǒng)中，由于太陽(yáng)能是一個(gè)強(qiáng)度多變的低位熱源，一般都設(shè)太陽(yáng)能蓄熱器。在用電低谷時(shí)，利用電加熱器加熱相變蓄熱裝置中的相變材料，使其融化，將熱量以潛熱(小部分顯熱)形式蓄存起來(lái)。白天，通過(guò)與熱泵蒸發(fā)器相連的水環(huán)路系統(tǒng)將相變蓄熱裝置中的熱量吸