低温空气源热泵相变蓄热除霜性能模拟研究

丁 艳 蔡 乐 袁隆基

低温空气源热泵相变蓄热除霜性能模拟研究

丁 艳1,2蔡 乐1袁隆基2

（1.中国矿业大学徐海学院 徐州 221008；2.中国矿业大学电气与动力工程学院 徐州 221116）

低温空气源热泵是目前主流的节能设备之一，但其发展受到结霜问题的困扰。以相变蓄热除霜技术为基础，借助Fluent软件对蓄热器传热模型进行了建模，模拟分析了换热管数量、换热流体温度和换热流体流速对蓄热器传热效果的影响。结果表明：在结构合理的基础上，增加蓄热器内换热管数量可以提高传热性能；随着传热流体的温度与相变材料的温差增大，蓄热器的传热效果增强，除霜效果增强；流速增大，蓄热器的传热效果增强，除霜效果增强。

空气源热泵；除霜；相变材料；模拟

0 引言

空气源热泵是依靠提取空气中的低品位热能，以电力驱动压缩机，将提取的空气热能转换产生高品位热能以供使用的一种设备。消耗一份电能，可获得2～4倍的热能[1-3]。随着国家“煤改电”、“煤改清洁能源”的不断推进，空气源热泵以其高效、环保、安全、可靠的优势，在商用和民用空调领域快速发展，目前，国家已将空气源热泵纳入可再生能源范围，并在“十三五”规划中设立了发展目标[4]。空气源热泵在我国长江以南区域得到广泛运用，但冬季运行时会受到结霜的困扰[5]，机组能效因此而降低。尤其在环境温度低于-10℃时的北方极其寒冷地区，机组的制热能力和效率下降明显[6]。低温空气源热泵的结霜问题以及除霜导致的能耗问题给空气源热泵高效率运行带来了挑战，因此对于解决其除霜问题已成为未来空气源热泵进一步发展的关键，也是目前空气源热泵技术研究的热点之一。……