增加蓄热装置的空气源热泵-太阳能互补供暖系统优化研究

闫素英，王 群，高世杰，魏泽辉，赵晓燕，王胜捷

（内蒙古工业大学 能源与动力工程学院，内蒙古 呼和浩特010051）

0 引言

与传统燃煤供暖方式相比，太阳能-热泵互补供暖系统的优越性日益凸显[1]～[3]。Kamil Kaygusuz研究了太阳能-空气源热泵的不同结合方式对系统热性能的影响[4]～[6]。Dikici A从能量平衡和平衡的角度分析了太阳能-热泵互补供暖系统，分析结果表明，系统COP可达到3.08，系统的热效率和效率可分别达到65.6 %和30.8 %[7]。Motrison G L利用TRANSYS软件分析了在3种运行时间控制方案下太阳能-热泵系统的全年制热性能[8]。Wenzhu Huang利用太阳模拟器研究了环境温度和太阳辐射强度对太阳能-热泵互补供暖系统制热性能的影响，模拟结果表明，环境温度越低，热泵COP越小[9]。由此可见，在严寒地区，热泵工作性能会受到环境温度的制约，进而导致供暖系统热性能降低，经济性也随之变差[10]，[11]。

针对上述太阳能-热泵互补供暖系统的不足，本文设计了一种新型蓄热空气源热泵，即在空气源热泵入口前加装蓄热装置，以提高空气源热泵在低温工况下的工作性能，而后利用TRNSYS仿真软件构建了太阳能-蓄热空气源热泵互补供暖系统数学模型，并以内蒙古自治区巴彦淖尔市的天气数据为基准，利用计算结果对比分析优化前后系统的热性能和经济性指标。

1 仿真模型的建立

1.1 太阳能-蓄热空气源热泵互补供暖系统

太阳能-蓄热空气源热泵互补供暖系统（以下简称为复合系统）原理如图1所示。在传统太阳能-空气源热泵互补供暖系统（以下简称为传统系统）的基础上，增加了由蓄热装置组成的复合系统，以实现提高空气源热泵入口工质温度、延长工作时间的目的。……