太陽能熱源塔熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、空氣源熱泵和地源熱泵已經(jīng)在市場上廣泛使用，然而對于它們本身固有的問題，如空氣源熱泵的冬季結(jié)霜、地源熱泵初投資過高等，還有待進(jìn)一步研究解決。太陽能輔助熱泵較空氣源熱泵有更高的蒸發(fā)溫度，近幾年表現(xiàn)出較好的發(fā)展前景，但只有增加蓄熱裝置后才能全天使用。熱源塔熱泵在冬季利用冷卻塔從空氣中反向吸熱，但實(shí)際運(yùn)行中存在蒸發(fā)溫度較低等問題?；谝陨系姆治?，本文提出了新型太陽能熱源塔熱泵系統(tǒng)。
　　 載熱流體的選擇是新型太陽能熱源塔熱泵系統(tǒng)的核心問

2、題。本文對四種載熱流體乙二醇水溶液、乙醇水溶液、丙三醇水溶液和碳酸丙烯脂水溶液進(jìn)行了對比研究，在給定混合比例的條件下，實(shí)驗(yàn)得出其冰點(diǎn)、密度、比熱容、黏度、腐蝕性和揮發(fā)性這六個方面的物性。給出了沿程損失的計算模型，通過分析黏度值和密度對載熱流體的沿程損失大小的影響，得出結(jié)論：在較小質(zhì)量流量下，可忽略黏度值和密度對泵功影響這一因素作為載熱流體的選擇標(biāo)準(zhǔn)。因碳酸丙烯酯水溶液冰點(diǎn)為—6．7℃，故在南方有應(yīng)用空間，其他三種載熱流體可嘗試應(yīng)用到天津

3、地區(qū)的新型熱泵系統(tǒng)中。
　　 為了掌握不同載熱流體在太陽能集熱器中的性能，根據(jù)國標(biāo)GBT17581—2007和ISO9801標(biāo)準(zhǔn)，建立了太陽能集熱器低溫集熱性能測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出了不同載熱流體(乙二醇水溶液、乙醇水溶液和丙三醇水溶液)、輻射量變化(450—800W/m2)和集熱器進(jìn)口溫度的變化(—12℃、—9℃和—5℃)對集熱器吸熱量以及瞬時集熱效率的影響。集熱器的集熱性能隨著載熱流體的改變而變化。在輻射量一定的條件下，

4、乙二醇水溶液和丙三醇水溶液在集熱器內(nèi)的瞬時效率和吸熱量，隨著集熱器進(jìn)口溫度的降低而降低，而乙醇水溶液則隨著集熱器進(jìn)口溫度的升高而升高。輻射量在550—700W/m2之間，集熱器吸熱量的變化率較大，在700—800 W/m2之間，吸熱量變化程度受輻射量的影響次之，而在450—550 W/m2之間，輻射量對吸熱量變化的影響程度最小。
　　 結(jié)合既有熱泵系統(tǒng)，在供熱量為4kw，集熱器進(jìn)口溫度分別為—12℃、—9℃和—5℃的條件下，計算