太阳能热泵热水系统

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1、太阳能热泵热水系统：近年来，随着我国经济的不断提高，城乡建设迅速发展，能源的需求及耗费量巨额增加,充分利用和开发可再生能源——太阳能、空气热能等新能源势在必行。本文提出了一种太阳能－热泵中央热水系统形式，介绍了其工作原理和各组成部分的设计要求以及工程应用实例。是一种实用的环保节能技术，具有一定的推广应用价值。　　关键词：太阳能热泵辅助加热热水系统　　Abstract:inrecentyears,astheeconomycontinuestoimprove,urbanandruralconstructionandrapiddevelopment,energydem

2、andandconsumptionhugeincrease,makefulluseofandthedevelopmentofreneperative.Thispaperputsforphotofthecentralform,thispaperintroducestheentsofeachpartandexamplesofengineeringapplication.Isakindofpracticalenvironmentalprotectionandenergysavingtechnology,hassomeoftheapplicationvalue.　　Ke

3、yphotauxiliaryheating　　　　　　：S214：A：　　一．太阳能辅助加热空气源热泵机组工作原理　　我们先了解气源热泵的热效率：气源热泵通过压缩机做功，转换环境中大气的热量把水加热，热泵的热效率可用下式计算：　　η＝QλW／W　　式中Q——工质气化是吸收环境中的热量；　　W——压缩机加压所做的功；　　λ——机械功转化为内能的效率。　　因此可知热泵的η随Q呈线性增加，且η的值可以大于1。工质从环境中吸收的Q与液态工质和环境温度差有关，液态工质和环境温度差越大，工质气化过程吸收的热量就越多。这表明，气源热泵的热效率随环境温度的升高儿增加。　　为使空

4、气源热泵在低温环境中高效、稳定、可靠的运行，国内外众多科研单位和生产企业进行了研发和改进，归纳起来主要有三种方式。一是依靠外界辅助热源来提高热泵低温制热性能，比如通过电加热提高热泵制热出水温度、采用燃烧器辅助加热室外换热器、在压缩机周围敷设相变蓄热材料以增加低温条件下制热运行出力等等；二是通过改善制冷剂循环系统来提高热泵的低温制热性能，比如采用双级压缩的空气源热泵，设中间补气回路的空气源热泵等；三是采用变频系统，低温工况下让压缩机高速工作增加工质循环量，同时向压缩机工作腔喷液以防止其过热，从而使热泵机组能够正常运行。　　太阳能辅助加热空气源热泵机组是基于上述第一

5、种方式而产生的，如图2所示。在机组的蒸发器上增加了一辅助换热器。热泵在低温环境下制热运行时，高于环境温度的太阳能热水流经该辅助换热器，与将进入蒸发器的室外空气进行热量交换提高其温度，从而使制冷剂在相对较高的环境里蒸发吸热，提高了蒸发温度，改善了压缩机的工作状况。　　　　图2、太阳能辅助加热空气源热泵机组示意图　　二、太阳能辅助加热空气源热泵机组性能特点　　与普通的空气源热泵相比较，太阳能辅助加热空气源热泵机组在低温工况下运行具有如下几个明显的特点：　　（1）COP显著提高　　在同样的环境温度下，太阳能辅助加热使制冷剂系统的蒸发温度得以提高，机组的制热性能系数较普

6、通空气源热泵机组有了明显的提高，热泵制热性能系数随蒸发温度变化情况如图2所示。　　（2）防止蒸发器结霜，减少除霜时间　　由于辅助热源的加热作用，提高了进入蒸发器的空气温度，使其结霜的可能性降低，这样就可以防止蒸发器表面结霜，使其保持较高的换热效率，同时，机组的化霜次数和时间也大大减少，可以节省大量的电能，并保证热泵机组连续不间断的运行。　　（3）改善空调压缩机工作环境，延长机组使用寿命　　在环境温度较低时，空调压缩机的压缩比急剧升高，压缩机的排气温度常常会超过压缩机允许的工作范围，从而导致压缩机频繁的启停，无法正常工作，长此以往，将会损伤压缩机的整体性能，减少空

7、调设备的使用寿命。通过太阳能作为辅助热源提高系统蒸发温度，间接的改善了压缩机的工作环境，不但解决了压缩机在外界低温环境下不能正常工作的问题，并且可以使整个热泵机组的使用寿命有效延长。　　三、太阳能辅助换热器的设计　　辅助换热器位于热泵蒸发器的外侧，作为热泵机组的一个部件与热泵机组同步设计生产，采用和蒸发器同样外型尺寸和材质的翅片管换热器。辅助换热器的换热面积、空气通过温升及其与热泵蒸发器的间距应根据太阳能集热器可以提供的辅助热量、太阳能水温、环境温度及热泵机组蒸发温度、排风量等参数进行设计计算。　　3.1太阳能辅助加热空气源热泵机组功率的确定　　太阳能—热泵中央

8、热水系统中，太阳能辅助加