太陽能熱泵供暖系統(tǒng)研究綜述

1、太陽能熱泵供暖系統(tǒng)研究綜述太陽能熱泵供暖系統(tǒng)研究綜述 摘要: 介紹了太陽能熱泵供暖系統(tǒng)的組成和運行方式。對影響太陽能熱泵供暖系統(tǒng)性能的因素進行了綜述。最后對當前太陽能熱泵系統(tǒng)供暖中存在的問題進行了分析和探討。 關(guān)鍵詞：太陽能熱泵；儲熱；供暖系統(tǒng) 中圖分類號： TK511 文獻標識碼： A 隨著全球能源危機的日益加劇，節(jié)約能源、有效利用能源逐漸成為人們追求的目標。建筑能耗作為能源浪費的一個重要方面，近年來研究的熱度一直很高。20世紀90年代以來，各國對太陽能利用的普遍重視，使太陽能技術(shù)的應(yīng)用與研究進入了較成熟與新的發(fā)展時期1。在太陽能的利用中，太陽能熱泵把太陽能作為熱泵的低位熱源，是利用太陽能的

2、一種有益嘗試。 1 太陽能熱泵供暖系統(tǒng) 1.1太陽能熱泵供暖系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 在國外,由于太陽能技術(shù)比較成熟,因此相對于國內(nèi)來說太陽能熱泵供暖系統(tǒng)的研究也比較早。20 世紀 50 年代, Jodan 和 Therkeld 指出了太陽能熱泵可以同時提高集熱器效率和熱泵熱性能。在過去的幾十年內(nèi),國外學者們從設(shè)計、計算模型、測試的角度對太陽能熱泵供暖系統(tǒng)進行了一些研究, 這些研究基本分為以下三類2:1)帶有熱儲存裝置的太陽能熱泵供暖系統(tǒng);2)直膨式太陽能熱泵供暖系統(tǒng);3)太陽能-土壤源熱泵供暖系統(tǒng)。 我國對太陽能熱泵的研究起步較晚,天津大學、上海交通大學、哈爾濱工業(yè)大學、東南大學、青島理工大學等先后對太

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

4、能補充，是太陽能與熱泵的最佳耦合方式。 太陽能熱泵系統(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^熱蒸汽,在壓縮機中經(jīng)過絕熱壓縮變?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)器定壓吸收低溫熱源熱量,蒸發(fā)變?yōu)檫^熱蒸汽;如此形成一個完整 的循環(huán)過程。 1.3 太陽能熱泵系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 太陽能熱泵系統(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、壓縮機選擇、集熱器和蓄熱器的設(shè)計。 太陽能集熱器是太陽能供暖系統(tǒng)中最重要的組成部分，其性能與成本對整個系統(tǒng)的運行成敗起著決定性的作用。太陽能熱泵的系統(tǒng)中，由于太陽能是一個強度多變的低位熱源，一般都設(shè)太陽能蓄熱器。在用電低谷時，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。白天，通過與熱泵蒸發(fā)器相連的水環(huán)路系統(tǒng)將相變蓄熱裝置中的熱量吸