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太阳能热泵系统概述

消耗积分:1 | 格式:rar | 大小:0.3 MB | 2017-10-08

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  太 阳 能 热 泵 系 统

  李 锐 &,张建国 &,俞 坚 &! 王志峰 “! 高瑞恒 &

  (&’北京工业大学 环境能源学院,北京 &(((”“;”)中国科学院 工程热物理所,北京 &(((*()

  摘 要:太阳能与热泵相结合的技术是新能源利用技术发展的一个重要方面。文章介绍了太阳能热泵的基本知识,并结合所做的相关试验分析了太阳能和热泵相结合应用的特点。

  关键词:太阳能+ 热泵+ 热水器+

  中图分类号:,-.&. 文献标识码:/ 文章编号:&01&2.“3”(“((#)(#2((4(2(4

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  ! 太阳能热泵的发展背景

  随着世界能源消费量的大幅度增长!人们把能源利用的重点转移到可再生能源的开发和利用上来。太阳能以其取之不尽、廉价、安全、无需运输、清洁无污染等特点受到人们的重视,光热、光电、光化学等太阳能利用技术已迅速地发展起来。由于太阳能受季节和天气影响较大、热流密度低,导致各种形式的太阳能直接热利用系统在应用上都受到一定的限制。随着生活水平的提高,热用户对于供热的要求也越来越高,太阳能利用的一些局限性日益显现出来:!在

  太阳辐照时间少的国家和地区,其应用受到很大限制;”白天集热板板面温度的上升会导致集热效率下降;#在夜间或阴雨天没有足够的太阳辐射时,无法实现 “# $ 的连续供热,如采用辅助加热方式,势必又要消耗大量的其它能源;$加热周期较长;%传统的太阳集热器与建筑不易结合,在一定程度上影响了建筑的美观;

  &常规的太阳热水器需要在房顶设水箱,在夜间气温较低时,储水箱和集热器向外界散热造成大量的热量损失。

  为克服太阳能利用中的上述问题,人们不断探索各种新的更高效的能源利用技术,热泵技术在此过程中受到了相当的重视。热泵是通过消耗一定量的外功把热能从低温热源输送到

  高温热源的设备。根据热源不同,可分为水源、地源、气源等形式的热泵;根据原理不同,又可分为吸收 % 吸附式、蒸汽喷射式、蒸汽压缩式等形式的热泵。蒸汽压缩式热泵因其结构简单,工作可靠,效率较高而被广泛采用,其工作原理如图 & 所示。

  太阳能热泵系统概述

  图 ! 蒸汽压缩式热泵原理示意图

  &2低温热源;”2蒸发器;42节流装置;#2高温

  热源; .2冷凝器;02压缩机

  蒸汽压缩式热泵在实际应用中也遇到了一定的问题,最为突出的就是当冬天的大气温度很低时,热泵系统的效率比较低。针对此问题一些研究者提出:既然太阳能热利用系统中的集热器在低温时集热效率较高,而热泵系统在其蒸发温度较高时系统效率较高,那么可以考虑采用太阳能加热系统来作为热泵系统的热源。

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