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变工况热源塔热泵试验研究 江苏大学能源与动力工程学院 黄与飞，胡自成，葛凤华，秦浩 摘要：热源塔热泵在低温工况下可以有效的防止结霜，有着广泛的应用前景。本文针对 环境温度、溶液流量、空气流量对热源塔热泵运行的影响进行试验研究。通过焓差实验室提 供试验所需环境温度；通过变频水泵调节溶液流量；通过变频风机调节空气流量。结果显示， 蒸发温度随着环境温度的降低而降低，降低速度低于环境温度；系统制热量与制热 COP 随着 环境温度降低而降低，到-20.19℃时，制热 COP 仅为 1.17；变溶液流量、空气流量也对系 统制热量和热泵主机蒸发温度有着不同的影响。 关键词：热源塔热泵 变工况 低温环境 试验 Abstract: The heat source tower heat pump can effectively prevent frosting at low temperature and has wide application prospects. The influence of ambient air temperature, solution flow rate and air flow rate on the operation of heat source tower heat pump is studied in this paper. The required environmental temperature is provided through the enthalpy difference laboratory; the flow rate of the solution is regulated by the frequency conversion pump, and the air flow rate is regulated by the frequency conversion fan. The results show that the evaporation temperature decreases with the decrease of the ambient air temperature, and the reduction rate is lower than the reduction rate of the ambient air temperature. The system heating capacity and the heating COP decrease with the ambient air temperature, and the heating COP is only 1.17 at -20.19 C. Controlling the flow rate of the air and the solution has different effects on the system heating capacity and the evaporation temperature of the heat pump host. Keywords: heat source tower heat pump variable conditions low temperature experiment 1 引言 我国北方实施的“煤改电” ，主要措施是采用空气源热泵代替传统的锅炉供暖方式，其可 以有效的节约能源和保护环境。然而，由于我国北方冬季环境温度偏低，如北京冬季空调室 外计算温度为-9.9℃[1] ，在如此低温环境下使用空气源热泵，空气中的水蒸气会在蒸发器表 面凝结成霜，这会增加蒸发器的附加热阻和空气的流动阻力而影响换热。要使空气源热泵稳 定运行，则必须进行除霜工作，这又会增加能耗，降低系统 COP 。这一问题是限制空气源 热泵在低温环境使用的重要因素。在供暖季节，热源塔使用防冻液来吸收空气中的热量，并 将其传递给热泵主机，再通过制热循环达到给室内供暖的目的。由于空气并不和蒸发器直接 接触，而和冰点低于 0℃的防冻液接触，从而可以有效的避免结霜现象。夏季制冷时，热源 塔由于其相对较大的计算换热面积而可以作为高效冷却塔使用。因而热源塔热泵有着广泛的 应用前景。 热源塔热泵系统，如图 1 所示，主要由 4 个循环组成。循环 1 为热水循环：在用户使用 侧，热水经使用后温度降低，回到冷凝器内并被加热，再被送往用户端，完成循环。循环 2 第一作者：黄与飞，