锂应用于空气源热泵系统的相变蓄热水箱数值模拟

李慧星，曹炽洪，冯国会，张 然，黄凯良



锂应用于空气源热泵系统的相变蓄热水箱数值模拟

李慧星，曹炽洪，冯国会，张 然，黄凯良

（沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁 沈阳 110168）

构建空气源热泵-相变蓄热水箱供暖系统，通过相变储能技术的合理应用，优化了太阳能、空气热能等非连续能源的供能方式，有效提高了建筑中可再生能源的利用率。相变蓄热系统采用了6 m3的保温水箱作为蓄热容器，选取46#石蜡为主要相变材料，304#不锈钢管为封装材料。建立蓄热系统的三维数学模型，采用有效热熔法对相变材料的焓值进行处理，运用Fluent数值模拟软件，研究相变蓄热系统的蓄放热性能。模拟结果显示，系统的蓄热时间为9.2 h，理想蓄热量为102.4 kW·h，能够单独提供低能耗建筑连续采暖11.1 h。空气源热泵-相变蓄热水箱供暖系统能实现大跨度的间歇供暖，在利用非连续能源供暖领域具有良好的前景。

相变储能；有效热熔法；供暖系统；数值模拟

空气源热泵系统因对环境污染小、机组能耗较低、性能相对稳定、节能潜力巨大以及良好的社会效益，因此在我国中、南部地区应用效果较好。对于北方地区，由于受气候等环境因素的制约，空气源热泵系统制热性能波动幅度较大。针对空气源热泵冷热水机组在寒冷地区冬季使用时结霜、热效率低等问题，马最良等[1]提出一种双级热泵系统，系统的季节性能系数将会远远大于2。Nogawa等[2]在标准房间中应用变频双压缩机空气源热泵，针对低温环境部分负荷工况进行了模拟和实测研究，实测结果表明，循环性能系数（COP）可达到2.6。……