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空气源热泵辅助供热太阳能热水系统实验研究(2)

时间:2011-01-04 19:19来源:未知 作者:冲锋 点击:
图4、压缩机耗电量、系统供热量及制热系数COP随时间的变化 空气源热泵子系统系统制热系数COP及蓄热水箱上部水温随时间的变化温度如图5所示。由图5可


图4、压缩机耗电量、系统供热量及制热系数COP随时间的变化

空气源热泵子系统系统制热系数COP及蓄热水箱上部水温随时间的变化温度如图5所示。由图5可知,蓄热水箱水温升温曲线的斜率随运行时间的增加而逐渐减小。这是由于当水温逐渐升高时,水箱的散热量也逐渐增大,导致水温的升高减缓。此外,空气源热泵子系统系统制热系数COP曲线呈下降趋势。这是由于随水箱温度的升高,冷凝温度上升,制热系数COP相应降低。

图5 环境温度、制热系数COP及蓄热水箱上部水温随时间的变化

图6表示空气源热泵子系统的蒸发器温度,冷凝温度与制热系数COP随时间的值的变化。由图6可知,测试期间蒸发温度基本保持稳定,冷凝温度随着加热时间的增加而不断增大,空气源热泵子系统COP值随冷凝温度的升高而相应降低。

图6热泵蒸发器温度、冷凝温度及制热系数COP随时间的变化

2.3 空气源热泵辅助加热太阳能热水系统运行模式下热力性能
系统以空气源热泵辅助加热太阳能热水运行模式运行时,典型测试日内测试时段为9:00-17:20。在一典型测试日中,环境温度、蓄热水箱上层水温及太阳能热水子系统的集热效率随时间的变化如图7所示。由图7可知,测试期间环境温度变化较为平缓,平均温度为24.24℃。由于测试期为多云天气,太阳辐射强度较低,所以水箱温升较为缓慢,加热到17:00时,水箱终温为39.2℃。17:00-17:25,开启空气源热泵子系统对蓄热水箱中经太阳能初步加热的水进一步加热。至17:25时,蓄热水箱中的水被加热至54.7℃。

图7环境温度、蓄热水箱温度和太阳能热水子系统集热效率随时间的变化

测试期间内空气源热泵子系统的制热量、耗电量及制热系数COP的变化如图8所示。由图8可知,系统在25分钟内把先前已经由太阳能热水子系统预热的水加热至55℃左右。与单一空气源热泵热水器模式相比,在相近的环境温度与供热温度条件下,空气源热泵子系统运行时间缩短约35%。此外,空气源热泵子系统耗功量随时间变化不大。空气源热泵子系统在采样周期内的制热量和与制热系数COP均随加热时间的增加而降低。在测试期内,空气源热泵子系统的平均制热系数COP约为3.53。

图8 系统耗电量、制热量及制热系数COP随时间的变化

3 结 论
设计并构建了一种新型空气源热泵辅助加热太阳能热水系统,在昆明地区气候条件下,对空气源热泵辅助加热太阳能热水系统进行了测试分析。测试结果表明:
⑴ 在单一的太阳能热水器运行模式下,太阳能热水子系统的日平均集热效率可达54%。
⑵ 在单一的空气源热泵热水系统运行模式下,空气源热泵子系统的平均制热系数COP可达3.8左右。
⑶ 在空气源热泵辅助加热太阳能热水系统运行模式下,与单一空气源热泵热水器模式相比,在相近的环境温度及供热温度条件下,空气源热泵子系统统运行时间缩短约35%。

参考文献:
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(责任编辑:冲锋)
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