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蓄能型空气源热泵制热及除霜性能实验研究

摘要

针对常规空气源热泵在低温环境运行时制热性能衰减、除霜时间长且耗能较大、

室内环境温度波动等突出问题，采用双进双出型壳盘管式换热器为蓄能器，选用相变

温度28℃的石蜡作为蓄能材料、R32为系统循环制冷剂，设计了蓄能型空气源热泵系

统，进行了理论性能分析，并搭建了性能测试实验台，对该系统进行制热及除霜性能

实验研究，结论如下：

（1）通过理论性能分析，在蓄能制热模式时，来自于室内侧换热器的热液体制冷

剂经过蓄能器，释放热量加热蓄能器内的28℃固-液相变介质，既实现系统蓄能器的蓄

热又增加了节流阀前的过冷度，相比于常规空气源热泵系统，蓄能型空气源热泵系统

提高了制热性能系数(CoefficientofPerformance,COP)。

（2）通过制热工况的实验研究，相比于常规空气源热泵系统，蓄能型空气源热泵

系统制热量和COP均有较大幅度的提升。在室外侧干球/湿球温度为2℃/1℃，室内侧

干球/湿球温度为20℃/12℃的工况下，蓄能型空气源热泵系统平均制热量提高了

14.50%，COP平均值提高了10.40%。

（3）通过除霜工况实验研究，相比于常规空气源热泵系统逆循环除霜，蓄能型空

气源热泵系统以蓄能器提供的28℃液-固相变蓄热介质作为低位热源，存储的能量快速

释放，实现室外侧换热器霜层大面积脱落，除霜时间更短，除霜期间耗能更低，且不

从室内侧吸取热量和额外消耗能量，除霜及节能效果十分显著。在室外侧干球/湿球温

度为2℃/1℃低温工况下，除霜时间可缩短20.83%，除霜节能率为12.70%；在室外侧

干球/湿球温度为-7℃/-8℃超低温工况下，除霜时间缩短了23.08%，除霜节能率为

15.10%。

研究成果可为蓄能型空气源热泵系统匹配设计提供基础实验数据，对空气源热泵

系统的推广应用具有一定指导意义。

关键词：空气源热泵；蓄能；制热；除霜

项目来源：蓄能型空气源热泵机组技术（横向项目，编号21H037）

ExperimentalStudyonHeatingandDefrostingPerformanceof

EnergyStorageTypeAirSourceHeatPump

ABSTRACT

Aimingattheproblemsofheatingperformanceattenuation,longdefrostingtime,large

energyconsumptionandindoortemperaturefluctuationofconventionalairsourceheatpump

inlowtemperatureenvironment.Theenergystorageairsourceheatpumpsystemisdesigned

byusingdoubleinletanddoubleoutletshellcoilheatexchangerasaccumulator,paraffinwith

phasechangetemperatureof28℃asenergystoragematerialandR32assystemcirculating

refrigerant.Thetheoreticalperformanceanalysisiscarriedout,andtheperformancetestbench

isbuilt.Theheatinganddefrostingperformanceofthesystemisstudiedexperimentally.The

conclusionsareasfollows:

(1)Throughtheoreticalperformanceanalysis,intheenergystorageheatingmode,thehot

liquidrefrigerantfromtheindoorsideheatexchan