以板式换热器为蒸发器和冷凝器的热泵系统仿真研究

高建强， 张素丽， 武旭阳， 张 晨， 危日光

(华北电力大学 能源动力与机械工程学院， 河北保定 071003)

近年来，我国持续发生大规模的雾霾污染事件，严重影响公众健康和社会秩序。能源的过度消费和不合理的能源结构是造成雾霾现象的直接原因[1-3]。大力推行清洁能源和可再生能源，提高用能效率是实现空气质量好转的基本途径[4]。而太阳能-土壤双热源热泵因其特有的经济和环保效益被广泛应用于冬季供暖和供热水[5-7]。

笔者将以太阳能-土壤源双热源热泵系统中的热泵系统为研究对象，建立热泵系统中室内换热器、膨胀阀、太阳能换热器和压缩机的数学模型，并借助自主开发的一体化模型开发平台(GenSystem)建立该系统中各子部分的仿真模型[11]，将其连接成一个完整的热泵仿真系统，通过仿真实验，研究热泵系统的动态特性，并与实际运行值进行对比分析。

1 系统简介及模型建立

太阳能-土壤双热源热泵系统流程见图1。太阳能集热器进、出口分别连接集水箱下端口和上端口，太阳能集热器把太阳能转化为热能送入集水箱储存，然后将其通过中间的热泵系统送往热用户，土壤源热泵系统作为辅助进行工作。热泵系统与太阳能集热系统、地埋管换热系统以及室内供暖系统构成一个完整的太阳能-土壤双热源热泵系统，各系统之间相互关联，模拟其运行参数的动态变化过程，实施热泵系统的在线监测对整个系统的安全稳定运行具有极其重要的意义。……