新型太阳能空气双热源热泵系统

太阳能与空气源热泵双热源联合热水系统的应用摘要：近年来，各种能源应用形式频出，供能系统出现了一个非常重要的趋势就是“从单一能源到多能源互补”，主要表现为太阳能与空气源、浅层地能、燃气、电、生物质能等能源互补使用。

而热泵技术是利用低品位可再生能源的有效方式，因而以热泵技术为基础的多能源组合供冷供热技术的发展已经引起广泛重视。

基于此，本文主要对太阳能与空气源热泵双热源联合热水系统的应用进行分析探讨。

关键词：太阳能；空气源热泵；双热源联合；热水系统；应用前言太阳能作为可再生能源，存在能流密度低，间歇性和不可靠性的缺点，但可以通过水箱将其热能蓄存起来。

将太阳能与空气源热泵通过蓄热水箱结合组成系统，在兼顾提供生活热水的同时，可以提高系统的蒸发温度，从而弥补空气源热泵和太阳能的不足，同时向用户供生活热水，解决寒冷地区冬季环境温度较低时空气源热泵制热能效比低的问题。

该系统与传统的使用电加热及单一空气源热泵供应生活热水系统相比，减少了能耗及对环境的污染，并且系统性能有较大的提高。

1、太阳能/空气双热源热泵系统设计1.1空气源热泵系统由于地域条件的限制，随着室外环境温度的变化，空气源热泵的制热量、能效比等也随之发生变化。

冬季制热时，空气源热泵系统的蒸发温度随室外温度的降低而下降，压缩机的制冷剂流量降低，导致系统的制热量降低，而用水热负荷随环境温度的降低而升高，当室外空气温度低于某一值时，系统供热量满足不了负荷要求，需要辅助加热。

反之，室外温度升高时，空气源热泵系统的制热量增大，但用水热负荷降低，即系统的制热量与热水负荷为负相关关系，这个温度值即为平衡点温度（见图1），其值取决于空气源热泵的制热性能，也决定了热泵容量及太阳能集热面积。

图11.2太阳能集热水系统太阳能集热系统由太阳能集热器，蓄热水箱及其连接管路和附件组成。

热水箱给用户提供生活热水，设计水温50℃。

1.3太阳能/空气双热源热泵供热系统设计系统（如图2）通过蓄热水箱将空气源热泵系统与太阳能集热器有机结合，水作为吸热介质在太阳集热器内通过单向流动吸收、输送太阳辐射能。

摘要：本文介绍了太阳能辅助热泵的几种主要形式，分析了各自的特点。

在双热源式太阳能辅助热泵的基础上提出了一种太阳能－空气双热源式热泵及热水系统，它适用于面积在100m2以上住宅或别墅的户式中央空调系统中，同时又能一年四季提供生活热水。

分析了这种系统的特点以及实际应用前需要解决的问题。

关键词：太阳能辅助热泵户式中央空调太阳能－空气双热源式热泵太阳能0引言随着面积超过100m2的住宅和别墅的出现，以及人们对空调房间内空气品质的要求越来越高，研究开发一种经济效益和环保效益均优的户式中央空调系统（有的称家用中央空调）已经迫在眉睫。

同时，研究开发和利用新能源，已经成为世界各国能源研究与开发的共同战略目标。

20世纪70年代能源危机以来，太阳能作为可利用的新能源，逐步成为国内外研究的重点。

最近研究表明：到2050年，核能将占第一位，太阳能占第二位；21世纪末，太阳能将取代核能占第一位。

太阳能以其取之不尽、安全、无需运输、清洁无污染等特点受到人们的重视。

由于太阳能受季节和天气影响较大、热流密度低，导致各种形式的太阳能直接热利用系统在应用上都受到一定的限制。

随着生活水平的提高，热用户对于供热的要求也越来越高，太阳能利用的一些局限性日益显现出来：（1）在太阳辐照时间少的国家和和地区，其应用受到很大限制；（2）白天集热板板面温度的上升会导致集热效率下降；（3）在夜间或阴雨天没有足够的太阳辐射时，无法实现24h的连续供热，如采用辅助加热方式，势必又要消耗大量的其它能源；（4）加热周期较长；（5）传统的太阳集热器与建筑不易结合，在一定程度上影响了建筑的美观；（6）常规的太阳热水器需要在房顶设水箱，在夜间气温较低时，储水箱和集热器向外界散热造成大量的热量损失。

为了克服太阳能利用中的上述问题，人们又提出了采用太阳能加热系统作为蒸汽压缩式热泵系统的热源。

蒸汽压缩式热泵在实际应用中最大的问题是当冬天的大气温度很低时，热泵系统的效率比较低。

太阳能-空气双热源复合热泵国内研究现状中原工学院张超赵晓丹周光辉刘寅摘要：太阳能-空气双热源复合热泵技术是以太阳能和空气作为复合热源的热泵系统，是太阳能和空气两种低品位能源综合利用的一种形式，能很好地解决空气源热泵冬季供热运行过程中效率低，运行不稳定等技术难题。

本文对不同类型的太阳能-空气双热源复合热泵在国内的研究、发展状况进行总结讨论，对其特点进行了分析。

特别提出了一种新型的太阳能-空气双热源复合热泵，此系统可以满足不同工况下的供热要求，提高热泵的工作效率，降低能耗，扩大空气源热泵在北方地区的使用范围，有着较高的环境、社会和经济效益。

分析结论对太阳能关键词：复合热泵，双热源，太阳能利用0 前言空气是一种无污染的，安全的，无穷无尽的自然能源。

空气源热泵技术以其节能降耗及环保方面的良好表现普遍受到人们的关注，其结构简单，不需要专用机房，安装使用方便。

但是它的使用受到环境温度的限制，其供热能力和供热性能系数会随着室外气温的降低而降低，制冷量和制热量很难与建筑冷热负荷相应。

冬季还有室外结霜问题，不适用于寒冷地区。

众所周知，太阳能是地球上一切能源的主要来源。

和空气一样，它也是一种安全、取之不尽用之不竭的自然资源。

如果将太阳能和空气两种低位能源作为热源，可以很好地解决空气源热泵低温下的性能问题，提高空气源热泵的可靠性。

太阳能-空气双热源复合热泵系统实现了这两种热源的复合利用，它可以满足冬季供热，夏季制冷，全年供给生活热水等多方面的需求，设备利用率高。

东南大学，南京理工大学，青岛建筑工程学院以及中原工学院等都对其进行了深入的研究。

-空气双热源复合热泵的进一步发展指明了方向。

1太阳能-空气双热源复合热泵交替运行模式交替运行的太阳能-空气双热源热泵有两个并联的蒸发器：水源蒸发器和空气源蒸发器，热泵既可以用环境空气作为热源，也可以用太阳能集热器蓄热水作为热源。

当环境温度高于某一温度时，空气作为热泵热源，热泵运行良好，热泵制热量能满足建筑热负荷，空气源热泵运行；当环境温度低于某一温度时，空气源热泵的工作恶化, 热泵COP较低，并且热泵供热不能满足建筑热负荷，切换为水源热泵运行，水源热泵的热量来自太阳能，如图1所示。

太阳能光伏空气源热泵取暖系统通用技术要求太阳能光伏空气源热泵取暖系统是一种利用太阳能光伏发电和空气源热泵技术进行供暖的系统。

它通过太阳能光伏发电装置将太阳能转化为电能，然后通过空气源热泵将这部分电能转化为热能，以提供供暖需求。

接下来，将介绍太阳能光伏空气源热泵取暖系统的通用技术要求。

首先，太阳能光伏电池组件的选择需要符合相关国家标准，并且需要具有较高的光电转换效率和稳定性，以提高系统的发电效率和使用寿命。

其次，光伏发电系统应设计合理，以充分利用太阳能资源。

要求采用优质的太阳能光伏发电装置，并考虑到方位角和倾斜角的调整，以最大程度地提高系统的太阳能发电效率。

第三，空气源热泵系统需要具备高效的热泵循环和传热技术。

热泵循环系统需要采用先进的压缩机、膨胀阀和换热器等组件，以提高热泵的制热效率和制冷效率。

传热技术方面，需要选用高效的换热器，并合理设计系统的换热流路，以确保热能的高效传递和利用。

第四，热水系统应具有高效的热水供应能力。

需要设计合理的热水储存和分配系统，以满足用户的热水需求。

此外，还需要考虑系统的稳定性和可靠性，确保热水供应的连续性和稳定性。

第五，系统需要具备智能化控制技术。

通过采用先进的传感器和控制器，实现对系统运行状态的实时监测和调整，以提高系统的能效和舒适性。

此外，还需要考虑系统对外界环境变化的适应能力，以确保系统的稳定性和可靠性。

第六，系统需要具备较强的环境适应能力。

需要考虑到系统的可靠性和稳定性，在极端的气候条件下依然能够正常运行。

此外，还需要考虑系统的噪音和振动控制，以减少对周围环境的影响。

综上所述，太阳能光伏空气源热泵取暖系统的通用技术要求主要包括太阳能光伏电池组件的选择、光伏发电系统的设计、空气源热泵系统的循环和传热技术、热水系统的供应能力、智能化控制技术和环境适应能力等方面。

通过合理设计和选择相应的技术手段，可以提高系统的能效和使用寿命，达到更好的供暖效果。

新型太阳能—空气复合热源热泵的实验研究的开题报告题目：新型太阳能—空气复合热源热泵的实验研究一、研究背景在全球变暖、环保节能等现代社会，太阳能、空气能等可再生能源被广泛关注，成为新能源市场的热点。

在热泵技术中，空气源热泵具有应用广泛、适用范围广、安装维护简单等特点。

但是，它的效率受到室外温度的影响较大，当气温低于零度时，其效率会显著下降。

为了克服这一问题，将太阳能与空气能相结合，形成“太阳能—空气复合热源热泵”成为了研究的热点之一。

该技术能够使热泵在低温环境下仍然具有较高的效率，为热泵技术的发展开辟新的途径。

二、研究目的和意义本研究旨在设计一种新型太阳能—空气复合热源热泵系统，并进行实验研究。

通过实验结果的分析，探究该系统的热效率、性能稳定性以及减少环境污染等方面的特点。

研究成果将为太阳能与空气能相结合的热泵技术的发展提供新思路和新经验，对于推动我国可再生能源的研究和应用具有积极意义。

三、研究内容和方法本研究主要包括以下内容：1.设计新型太阳能—空气复合热源热泵系统，并进行系统优化设计，使其具有较高的效率和稳定性。

2.利用实验室制作的实验平台，对该系统进行实验研究。

测定系统的运行参数，如制冷量、制热量、能耗等指标，分析系统的热效率和运行稳定性。

3.通过对实验结果的分析，总结太阳能—空气复合热源热泵系统的特点和优劣，进一步完善和优化其设计。

研究方法主要包括文献调研、实验研究、数据分析等。

通过对相关文献的综合分析，理论上掌握太阳能—空气复合热源热泵系统的设计与优化方法；通过实验研究，确定系统的运行参数，并获取系统的性能数据；通过数据分析，全面评估系统的性能和特点。

四、预期研究结果预期研究结果包括以下几个方面：1.设计出一种新型太阳能—空气复合热源热泵系统，并进行系统优化设计，使其具有较高的效率和稳定性。

2.通过实验研究，获得系统的运行参数，如制冷量、制热量、能耗等指标，分析系统的热效率和运行稳定性。

空气-太阳能双热源热泵系统仿真与实验研究1 1 1 1 2袁卫星何潇寒杨宇飞杨波朱宁（1 北京航空航天大学人机与环境工程系，北京 100191） （2 北京阳翼九天太阳能技术有限公司，北京 102609）摘 要 在太阳能的开发和利用中，太阳能热泵成为供暖领域太阳能高效利用的一个发展方向。

本文对太 阳能热泵的原理及研究现状进行了介绍，提出并研制了一种空气源-太阳能水源双热源型太阳能热泵系统， 设计、开发了其中的双蒸发器热泵系统、分层水箱蓄能系统和控制系统。

对系统建立了稳态仿真模型，并 进行了系统实际运行试验研究,得到了不同工况下的系统性能结果，并将仿真结果与试验结果进行了对比 分析。

得出了空气源-太阳能水源双热源型热泵供暖系统运行的一些有参考价值的结论。

关键词 双热源 太阳能 热泵 蓄热SIMULATION AND EXPERIMENTAL STUDY ON THE PERFORMANCE OF SOLAR-AIR DUAL HEAT SOURCES COUPLED HEAT PUMP SYSTEMYuan Weixing1 He Xiaohan1 Yang Yufei1 Yang Bo1 Zhu Ning2(1 Department of Man-Machine-Environmental Engineering, Beihang University, Beijing 100191) (2 Beijing Yangyijiutian Solar Energy Technology Co., Ltd, Beijing 102609)Abstract With the development and utilization of solar energy, the solar heat pump becomes a development direction of the use of solar energy resources in the heating area. In this paper, the solar heat pump principle and the research were introduced. Subsequently, solar-air dual heat sources coupled heat pump heating system was designed, and the heat pump system, layered tank storage system in it were developed. Then through a series of experiments and steady simulation investigates the system, we draw some valuable conclusions about this system. Keywords Dual heat sources Solar energy Heat pump Thermal storage0 前言随着我国快速增长的的巨大的能源需求，太阳能的在我国北方,冬季供暖是关乎民生的大问题。

浅谈太阳能—空气双热源热泵中央热水系统作者：叶鲲鹏来源：《中国科技博览》2013年第26期摘要：本文针对新提出的一项技术—太阳能-空气双热源热泵中央热水系统进行了介绍，这项技术是在原有的太阳能技术的基础上研究出来的热水和热泵复合系统。

该系统的主要热能是来自太阳能直射以及在空气中储存的太阳能，以较少的电能进行辅助驱动双热源热泵。

该系统能够在任何气候环境下，经济的、节能的、全方位的满足人类对热水的需求。

关键词：太阳能-空气双热源热泵中央热水系统中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-368-011 双热源热泵中央热水系统的研究背景太阳能资源是一种取之不尽、用之不竭的安全和清洁的能源，它作为一种新开发的能源，越来越受到人们的关注。

人们对该能源的开发和利用，主要采用两种方式：一是，太阳能转换成热能；二是，太阳能转换成电能。

太阳能热水器系统是高效、经济地利用太阳能的一条路径。

但是，该系统采用的太阳能集热器只能依赖当地的气温，在天气变化时，不能实现稳定供热。

特别是在阴雨天气，或者是在气温较低的冬季，就不能满足人们对热水的需求。

为了解决上述中在太阳能利用过程中存在的缺陷，于是有研究提出将太阳能的加热系统作为热源，为蒸汽压缩式热泵系统提供能量。

蒸汽压缩式热泵在温度较低的时候运行效率低；而太阳能的加热系统在温度较低的时候，其内部设置的集热器的集热效率比较高，在其蒸发温度很高的时侯，热泵系统效率比较高，所以太阳能能为热泵系统提供热源。

空气源热泵和太阳能热水器的结合能够取长补短，实现优势互补。

该系统的主要热能是来自太阳能直射和空气中储存的太阳能，以较少的电能进行辅助驱动双热源热泵。

该系统是一种充分利用自然能源、绿色环保、适应能力强、高效率低成本的新型冷热源系统，它具有两个主要的优点：（1）使得建立太阳能热水系统的总投资减少；（2）在出现阴天下雨或者温度较低的气候的时候，太阳能不能满足热水供应，该系统能够保证在任何环境下全年提供热水。

摘要：本文介绍了太阳能辅助热泵的几种主要形式，分析了各自的特点。

在双热源式太阳能辅助热泵的基础上提出了一种太阳能－空气双热源式热泵及热水系统，它适用于面积在100m2以上住宅或别墅的户式中央空调系统中，同时又能一年四季提供生活热水。

分析了这种系统的特点以及实际应用前需要解决的问题。

关键词：太阳能辅助热泵户式中央空调太阳能－空气双热源式热泵太阳能0引言随着面积超过100m2的住宅和别墅的出现，以及人们对空调房间内空气品质的要求越来越高，研究开发一种经济效益和环保效益均优的户式中央空调系统（有的称家用中央空调）已经迫在眉睫。

同时，研究开发和利用新能源，已经成为世界各国能源研究与开发的共同战略目标。

20世纪70年代能源危机以来，太阳能作为可利用的新能源，逐步成为国内外研究的重点。

最近研究表明：到2050年，核能将占第一位，太阳能占第二位；21世纪末，太阳能将取代核能占第一位。

太阳能以其取之不尽、安全、无需运输、清洁无污染等特点受到人们的重视。

由于太阳能受季节和天气影响较大、热流密度低，导致各种形式的太阳能直接热利用系统在应用上都受到一定的限制。

随着生活水平的提高，热用户对于供热的要求也越来越高，太阳能利用的一些局限性日益显现出来：（1）在太阳辐照时间少的国家和和地区，其应用受到很大限制；（2）白天集热板板面温度的上升会导致集热效率下降；（3）在夜间或阴雨天没有足够的太阳辐射时，无法实现24h的连续供热，如采用辅助加热方式，势必又要消耗大量的其它能源；（4）加热周期较长；（5）传统的太阳集热器与建筑不易结合，在一定程度上影响了建筑的美观；（6）常规的太阳热水器需要在房顶设水箱，在夜间气温较低时，储水箱和集热器向外界散热造成大量的热量损失。

为了克服太阳能利用中的上述问题，人们又提出了采用太阳能加热系统作为蒸汽压缩式热泵系统的热源。

蒸汽压缩式热泵在实际应用中最大的问题是当冬天的大气温度很低时，热泵系统的效率比较低。