太阳能相变蓄热双水箱热泵自控系统性能-论文.pdf

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1、第47卷第1期天津大学学报(自然科学与工程技术版)、，01．47NO．12014年1月JournalofTianjinUniversity(ScienceandTechnology)Jan．20l4D0I：10．11784／tdxbz201205081太阳能相变蓄热双水箱热泵自控系统性能曲世琳，杨利香，彭莉，胡甲国(北京科技大学机械工程学院，北京100083)摘要：针对太阳能热泵系统集热效率和COP不高的问题，提出了3种太阳能双水箱系统设计方案，基于其中一种方案设计了自控系统并搭建了实验台，研究了不同运行工况对系统集热效率和COP的影响．实验结果和理论分析表明：集热效率比COP更能反映系

2、统运行效果．在合适的控制参数下，双水箱联合运行的集热效率与相变水箱单独运行情况基本相同，前者高效集热时间为上午8点到下午4点，后者集热时间集中在中午．与普通水箱单独运行相比，两者的集热效率由0．64增加到0．94以上，COP由2．32增大到5．00以上．关键词：太阳能热泵；相变材料；双水箱；集热效率；能效比中图分类号：TK513．5文献标志码：A文章编号：0493—2137(2014)01—0042—05PerformanceofSolarEnergyAutomaticControlSystemAssistedDualWaterTankwithPhaseChangeMaterialsan

3、dHeatPumpQuShilin，YangLixiang，PengLi，HuJiaguo(SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China)Abstract：TosolvetheproblemthatthecollectioneficiencyandCOPofthesolarenergysystemassistedheatpumpisnothigh，threekindsofdesignsforsolarenergysystemassisteddualwate

4、rtankwereproposed．Basedononedesign，automaticcontrolsystemwasdesignedandtestbenchwasbuilt．TheeffectsofoperationstrategiesonthecollectioneficiencyandCOPwereinvestigated．TheexperimentalresultsandtheoreticalanalysisshowthatcollectioneficiencyisbetterforreflectingthesystemeficiencythanCOP．Withappropri

5、atecontrolparameters，thecollectioneficiencyofjointworkofdualwatertankisbasicallythesameasthatofseparateworkofflwatertankwithphasechangemateria1．Theformerstoresheateficientlyfrom8：00amto16：00，whilethelatterdoesSOalmostatnoon．Comparedwiththeseparateworkofanordinarywatertank，thecollectioneficiencyof

6、thejointworkofdualwatertankisincreasedfrom0．64toabove0．94．andCOPisincreasedfrom2．32toabove5．O0．Keywords~solarassistedheatpump；phasechangematerials；dualwatertank；collectioneficiency；COP太阳能是一种可再生清洁能源，但是作为一种间用户所需负荷较小造成水箱与集热器出口处温差降歇式能源，其辐射受到昼夜、季节以及雨雪天气等因低到最低值，导致系统停止蓄热，使得太阳能热量不素的影响，表现为间断性和不稳定性．解决这一问题能

7、被系统充分利用．的关键之一是采用可靠的、性能优良的储热材料．与显热蓄热相比，相变蓄热蓄能密度高、材料用太阳能系统按蓄热方式不同，可分为显热蓄热和量较小，且在蓄热和取热的过程中温度波动幅度小，相变蓄热．显热蓄热原理简单，多以水箱蓄热ll之J，但所以很多研究者采用相变蓄热代替水箱蓄热．有蓄能密度低和温度波动幅度大等缺点．以北京科Kaygusuz等[4-5]对相变储热材料CaC12·6H2O在技大学搭建的非直膨式太阳能热泵系统实验台l3J