直膨式太阳能热泵系统的热力性能分析

新型间膨式太阳能辅助多功能热泵的性能实验研究随着能源的需求和环境的污染日益严重，太阳能作为一种可再生、无污染的新能源受到了广泛关注。

而热泵作为一种高效能源利用技术，也在热水供应、制冷制热等领域发挥着重要的作用。

为了提高热泵的性能和热泵系统的可靠性和经济性，研究人员提出了一种新型间膨式太阳能辅助多功能热泵。

新型间膨式太阳能辅助多功能热泵是将太阳能和热泵技术相结合的一种新型能源利用技术。

其主要特点是利用太阳能光伏板将光能转化为电能供给热泵工作，从而减少了对传统电热器的依赖。

同时，该系统还可以根据用户的需求，实现不同模式的运行，例如制冷模式、供暖模式、热水模式等，实现多种功能的一体化，提高了系统的适用性和灵活性。

为了研究新型间膨式太阳能辅助多功能热泵的性能，我将进行以下实验研究。

首先，我将设置不同的环境条件，如太阳辐射强度、室内温度等，观察和记录新型间膨式太阳能辅助多功能热泵的运行情况。

通过对实验数据的分析，可以了解系统在不同环境条件下的性能表现，为日后系统的优化设计提供依据。

其次，我将设置不同负荷模式，如制冷负荷、供暖负荷、热水负荷等，观察和记录新型间膨式太阳能辅助多功能热泵在不同负荷下的运行情况。

通过对实验数据的分析，可以了解系统在不同负荷下的性能表现，为系统的设计和控制提供理论依据。

另外，我还将研究新型间膨式太阳能辅助多功能热泵与传统热泵的性能比较。

通过将新型系统与传统系统进行对比实验，可以评估新系统的性能优劣，并找出其改进的空间。

最后，我将对新型间膨式太阳能辅助多功能热泵进行性能评估和优化设计。

在实验研究的基础上，我将综合考虑节能、环保、经济性等因素，对系统的参数进行调整和优化，进一步提高系统的性能和稳定性。

总的来说，新型间膨式太阳能辅助多功能热泵的实验研究将有助于了解系统的性能特点、优化系统参数、改进系统设计和控制策略，进一步推动太阳能和热泵技术的应用和发展，为实现可持续发展和减少环境污染做出贡献。

ICS27.160F 12 NB 中华人民共和国能源行业标准NB/T 10155—2019家用直膨式太阳能热泵热水系统试验方法Test method for domestic direct-expansion solar heat pump water heating system（发布稿）2019- 06 - 04发布2019- 10 - 01实施国家能源局发布目次前言.................................................................................................................................................................... I I1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 符号和单位 (1)5 试验方法 (2)前言本标准按照GB/T 1.1—2009 给出的规则起草。

本标准由中国农村能源行业协会和农业农村部农业生态与资源保护总站提出。

本标准由能源行业农村能源标准化技术委员会（NEA/TC8）归口。

本标准起草单位：青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司、江苏贝德莱特太阳能科技有限公司、山东龙光天旭太阳能有限公司、浙江创能新能源股份有限公司、浙江柿子新能源科技有限公司、东莞市天尚太阳能有限公司、工大科雅（天津）能源科技有限公司、中国农村能源行业协会太阳能热利用专业委员会、攀枝花学院、中国建筑科学研究院有限公司。

本标准主要起草人：庄长宇、张同伟、邢作新、夏青、唐玉敏、莫伟权、齐成勇、贾铁鹰、徐众、张磊、周志成、姜利。

家用直膨式太阳能热泵热水系统试验方法1 范围本标准规定了家用和类似用途直膨式太阳能热泵热水系统（以下简称热水系统）的试验方法。

本标准适用于电驱动，采用蒸汽压缩制冷循环，以太阳能集热器作为蒸发器，以太阳能和空气热能为热源，以提供热水为目的，储水箱容量不大于0.6m3的热水系统。

直膨式太阳能热泵系统的热力性能分析1 背景介绍现已普及的节能可再生能源应用技术之一便是太阳能热泵，也称热泵系统，它在工业生产、家庭及商用等新建和改建中有着更多应用。

其工作原理就是将大自然资源中的低温改变为高温相对较高的温度，然后使用太阳能节能装置将太阳能处理成热能，再在建筑环境中应用，来实现可再生温度热能和冷能的节能利用。

而嵌入式水冷型太阳能热泵系统开始由台湾邦威集团的BaoWei Energy于2012年开始投入大批量生产，由于其在夏天高温环境下，比传统压缩机系统更有效率，因此备受欢迎。

2 膨胀式太阳能热泵系统介绍膨胀式太阳能热泵系统是一种新型的混合太阳能热泵系统，其基本结构由两个独立的水箱、太阳能收集单元（CPE）、储热单元、控制单元（RCU）以及热交换器组成。

这种太阳能热泵系统是以膨胀型逆变器为动力驱动，在使用过程中，太阳能系统通过太阳能资源从而达到节能提升的作用。

3 热力性能分析膨胀式太阳能热泵系统是基于热剥落原理进行工作，通过热力循环系统控制加热系统，达到节能提升的作用。

热力分析分为静态与动态两种方式，其中静态热分析适用于长期分析，而动态热分析更加适用于短期分析。

热力分析的过程中，首先评估各组件的设计工况，输入室内温度、新风温度、太阳能收取的热量等影响参数，进而计算得出各环节的能量转换，得出系统性能指标，其主要包括总机组效率、非常见等效散热器效率、太阳焦耳温度、电耗等性能参数，为相关权力部门提供依据，可为该系统决策提供依据。

4 结论本文综述了嵌入式水冷型太阳能热泵系统，介绍了膨胀式太阳能热泵系统的工作原理及热力性能分析，其热力分析由静态与动态两种方式进行，最终计算的系统性能指标可为相关权力部门提供依据，保障可再生温度热能和冷能的节能利用效率。

因此，膨胀式太阳能热泵系统开始由台湾邦威集团以及其他类似企业生产，有望受到更多消费者的喜爱。

两级直膨式太阳能热泵系统制备高温水的应用研究摘要：直膨式太阳能辅助热泵（DX-SAHP）系统已成为常规太阳能辅助热泵系统的可行的替代方案。

本文研究了两级DX-SAHP系统在提供60-90℃高温时的应用并证实该系统能够提供高温度的热负荷。

本文在以R-134a为制冷剂和使用平板式太阳能集热器的情况下研究了该系统的热工性能，并对两级系统与一级系统进行了性能比较；最后用一个简单的图形说明了这两个DX-SAHP系统所需要的太阳能集热器面积和热泵压缩机的排量的匹配关系。

关键词：太阳能辅助热泵；高温应用；直膨式1、引言热泵主要用于空间的加热与冷却。

在加热模式中，热泵主要用于生产生活用热水和工业热处理。

热泵通常工作于两个温度之间，将低温热源（用于采暖的室外空气）的热量输送到温度较高的空调房间。

这一过程热泵需要损耗一定量的功来弥补热源与冷源之间的温差。

同时说明，单级热泵在冬季恶劣的工作条件下时需要花费更多的功来克服室外与室内之间的温差来输送热量，这就使得热泵的运行效率非常低。

这种与温差相关的热效应规律让我们想到靠太阳能、地热能或地下热水使低温热源的温度升高的方法来提高热泵的cop.在目前所研究的太阳能热泵系统中，太阳能是一个温度比周围环境温度较高的低温热源，系统利用蒸发器来吸收太阳能集热器收集的太阳能，这种结构被称为间接的或传统式的太阳能热泵系统。

在这种系统中，太阳能集热器和热泵蒸发器都是各自独立的并通过一个热交换器连接起来。

在未来的可替代的系统——直膨式热泵系统中，太阳能集热器和热泵蒸发器合二为一，减少了部件的数量以及两个独立单元间低效的热交换。

以往的DX-SAHP系统的研究主要集中在低温（<60℃）热水的应用上[2-31]。

然而，随着热用户所需温度提高，远高于60℃，热泵性能下降，与常规能源相比就不再有优势，为满足高温负荷的需求，一种方法是带有平板式太阳能集热器的太阳能电池，虽能满足高温负荷的要求但发电效率很低，热效率接近为零；另一种方法是聚光式太阳能集热器，能达到较高的温度，但这个初投资较大，因为聚光式集热器需要太阳跟踪器。

直膨式太阳能热泵复合机供热火用分析山东科技大学杨前明赵芳孔祥强摘要建立了直膨式太阳能辅助热泵多功能复合机（DX-SAHPM）供热模式循环过程的火用平衡方程，根据实验测试数据确定出热力循环的有关参数，计算出系统主要部件的火用损失，其中集热器和压缩机的火用损失系数分别达到31.84%和14.89%，占了火用损失总量的45.8%和21.4%。

理论分析表明系统中集热器面积与压缩机容量不匹配是造成集热器与压缩机火用损失过大的主要原因，并在此基础上提出了相应的改进措施。

关键词直膨式；太阳能；热泵；火用分析直膨式太阳能辅助热泵多功能复合机（DX-SAHPM）是在传统的空气源热泵基础上有机结合了太阳能热利用技术，是一种新型绿色环保的节能装置。

它有效解决了普通风冷热泵系统低温环境下运行效率低或无法运行的缺陷，最大限度的发挥了太阳能及热泵的节能优势，较好的满足了“太阳能与建筑一体化”的要求，对缓解当前建筑能耗问题，具有重大的战略意义，其作为可再生能源在建筑节能方面有效利用的一种新途径，促进了可持续发展的战略的稳步推进。

课题组研制开发出DX-SAHPM热泵机组的实验样机，通过对热物理参数的在线监测，对热泵机组的运行特性进行了全面的分析与研究。

本文对DX-SAHPM 热泵系统供热模式的循环过程进行火用分析，能正确全面的评价各设备的能源利用率，准确的诊断出系统装置的薄弱环节，并能对系统的节能潜力作出判断，为进一步优化系统指明方向。

1 DX-SAHPM 热泵实验系统简介实验系统主要由太阳能集热器、蓄热水箱、室内外换热器、压缩机、毛细管及电磁阀等部件组成，其循环原理如图1所示。

系统通过自动地调节各种电磁阀，实现制冷、供热、制热水三种模式的转换。

供热模式下，太阳能集热器与室外蒸发器并联，共同从外界环境吸收热量，蓄热水箱和室内机串联共同作为冷凝器，满足制取生活热水和室内供暖的需求，由于系统中加入了太阳能集热器，使得系统在供热状态下可以同时吸收来自空气中低品位能和太阳辐射能，有效地提高了系统的制热性能，同时由于提高了压缩机吸气口的压力，改善了压缩机的工作条件。