1、太陽能相變蓄熱輔助地源熱泵供暖系統(tǒng)實驗研究肖靜靜1 張永新2 王侃宏1（1.河北工程大學 河北 邯鄲 ，2.冀中能源邯鄲礦業(yè)集團）摘要：本文搭建了太陽能相變蓄熱輔助地源熱泵供暖系統(tǒng)實驗臺，進行了以20#蓄熱專用石蠟為蓄熱介質(zhì)的太陽能相變蓄熱研究，以及蓄熱裝置通過板式換熱器對熱泵機組蒸發(fā)器出水管釋放熱量的實驗，得出晴朗的白天利用真空管太陽能集熱器加熱循環(huán)水以提高石蠟的溫度，使其發(fā)生相變，將熱量貯存其中；夜晚將石蠟中的熱量釋放到地源熱泵地埋管側(cè)循環(huán)水中，在一定程度上提高了地埋管側(cè)循環(huán)水的溫度，并緩解了地下溫度場在地源熱泵連續(xù)運行工況下溫度偏低的狀況，從而提高地源熱泵供暖系統(tǒng)的運行效率。關鍵詞：太陽

2、能、相變蓄熱、地源熱泵、實驗研究1、 引言地源熱泵作為一項高效、節(jié)能，有利于環(huán)境保護和資源可持續(xù)發(fā)展的空調(diào)冷熱源技術，既能在冬季供暖、又能在夏季空調(diào)制冷，具有良好的發(fā)展前景。夏季通過將熱量轉(zhuǎn)移到地下，冬季通過對土壤的低品位的熱量進行提升，可以滿足冬夏季采暖空調(diào)要求兩種運行模式，具有較使用常規(guī)能源節(jié)能的優(yōu)勢。經(jīng)過多年的研究，地源熱泵系統(tǒng)在技術上已經(jīng)趨于成熟，而且經(jīng)過示范與實踐，確認了地源熱泵系統(tǒng)具有節(jié)能、環(huán)保、自然資源再利用、舒適、安全、性能穩(wěn)定、清潔、使用靈活等很多優(yōu)點。采用土壤泵為建筑物供熱可以減少一次能源的消耗量。通過直接燃燒礦物燃料給建筑物供熱時，即使在鍋爐和供熱管線沒有熱損失的理想情況

3、下，一次能源利用率最高也不會超過100%，如果利用礦物燃料燃燒產(chǎn)生的高溫熱能發(fā)電，然后利用電能驅(qū)動熱泵機組把從作為低溫熱源的大地中提取低品位的熱能轉(zhuǎn)化為高品位能為建筑物供熱，熱泵的供熱系數(shù)可達3.5或更高1。1太陽能地源熱泵了(SESHPS)系統(tǒng)則是以太陽能和大地為復合熱源的熱泵系統(tǒng)，屬于太陽能和地熱能綜合利用的一種形式。太陽能與土壤熱的結(jié)合具有很好的互補性，太陽能可以提升地源熱泵進口流體溫度，從而高熱泵機組的運行效率；大地提供的能量可以補償太陽能的間歇性，使得太陽能熱泵在陰雨天及夜晚仍能正常運行；同時，土壤還可以將日間富余太陽能暫時儲存，不僅能起到恢復土壤溫度的作用，而且可以減小其他輔助熱源

4、或蓄熱裝置的容量2。為克服太陽能隨晝夜間斷及陰雨、多云天氣出現(xiàn)不穩(wěn)定性以及在地球表面能量的低密度性，在太陽能地源熱泵供熱系統(tǒng)中設置蓄熱裝置是解決上述問題的有效方法之一。一般來講，物質(zhì)的潛熱要比顯熱大得多，因此儲熱裝置如果采用相變材料作為蓄熱介質(zhì)時其體積可以大為縮小，不僅可以減少蓄熱裝置所占據(jù)的建筑空間，還可以降低設備初投資3。本文介紹利用太陽能相變蓄熱輔助地源熱泵供暖系統(tǒng)實驗臺進行以20#蓄熱專用石蠟為蓄熱介質(zhì)的太陽能相變蓄熱及蓄熱裝置通過板式換熱器對熱泵機組蒸發(fā)器出水管釋放熱量的實驗，白天利用真空管太陽能集熱器提高集熱器內(nèi)循環(huán)水的溫度，高溫循環(huán)水通過蓄熱裝置中的螺旋盤管與裝置內(nèi)的石蠟進行換熱

5、，循環(huán)水釋放熱量溫度降低，石蠟吸收循環(huán)水的熱量后溫度升高，達到其相變溫度后發(fā)生相變，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，將熱量貯存其中；夜晚蓄熱裝置中的螺旋盤管通過一小型板式換熱器與地源熱泵地埋管側(cè)冷水進行換熱，在一定程度上提高了地埋管側(cè)循環(huán)水的溫度，并緩解了地下溫度場在地源熱泵連續(xù)運行工況下溫度偏低的狀況，從而提高地源熱泵供暖系統(tǒng)的運行效率。2、 實驗系統(tǒng)介紹本實驗臺位于河北省能源研究所實驗室，由地源熱泵系統(tǒng)、太陽能集熱器系統(tǒng)、空調(diào)末端、蓄熱裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等部分組成。熱泵機組FCU蓄熱裝置集熱器板式換熱器地埋管FCUFCUFCUACBBCEFGDHT10T9T8T73m10m21mT1T2T3T5T4T6蓄

6、熱體中心測溫點T12T111#2#3#4#5#蒸發(fā)器側(cè)冷凝器側(cè)圖1 實驗臺系統(tǒng)圖2.1 實驗系統(tǒng)圖1為實驗臺的系統(tǒng)圖，如圖所示，實驗系統(tǒng)中所用地源熱泵機組型號為DNQWSR4，在名義工況下，制熱量為4.6kW，制熱輸入功率為1.7kW。熱泵機組的地埋管側(cè)及負荷側(cè)的水泵G、H為屏蔽泵，額定功率均為100W，流量為52L/min，揚程為6m。地埋管與熱泵機組的水路連接以及風機盤管與熱泵機組的水路連接均采用PPR管道；地埋管采用單U形HDPE高密度聚氯乙烯管，管徑32mm，深度為21m，埋管間距5m。熱泵機組與地埋管的水路循環(huán)通過板式換熱器既可以與真空管集熱器的循環(huán)水路進行換熱，也可以與蓄熱體內(nèi)的盤

7、管環(huán)路進行換熱，這種轉(zhuǎn)換由閥門A、B、C的開關來進行控制：當白天蓄熱裝置進行蓄熱時，閥門A、C關閉，閥門B打開，太陽能集熱器中的循環(huán)水在泵E的作用下與蓄熱裝置中的盤管組成回路，對石蠟進行加熱，石蠟溫度升高時行顯熱蓄熱，當石蠟溫度上升到其相變溫度時，發(fā)生由固態(tài)到液態(tài)的相變，此時進行潛熱蓄熱，當石蠟全部熔化后，液態(tài)石蠟繼續(xù)吸熱進行液態(tài)下的顯熱蓄熱過程；當夜晚蓄熱裝置進行放熱時，閥門A、C打開(為防止夜晚溫度過低將連接集熱器的管路凍壞，泵E在集熱器中的水溫度過低時將啟動，使連接集熱器的管路中的水流動循環(huán)，防止凍壞，此時需將閥門A打開)，閥門B關閉，蓄熱裝置中盤管與板式換熱器在泵F的作用下組成循環(huán)回路

8、，與熱泵機組的蒸發(fā)器的部分出水(通過換熱器的蒸發(fā)器低溫水的流量可由閥門D來調(diào)節(jié))通過換熱器進行換熱，蓄熱裝置中的石蠟通過盤管中的中介水將熱量傳遞給蒸發(fā)器側(cè)冷水，冷水溫度升高，石蠟溫度降低先釋放其液態(tài)時的顯熱蓄熱，石蠟溫度降低到其相變溫度時，將釋放其潛熱蓄熱，當石蠟全部凝固后，將釋放其固態(tài)時的顯熱蓄熱。蓄熱裝置呈圓柱形，高為0.6m，直徑為0.3m，除去盤管及裝置頂部的剩余空間，裝置內(nèi)共盛有20#相變專用石蠟35L(液態(tài)時體積)，裝置內(nèi)用PE-X管作為換熱盤管，裝置頂部、底部及外側(cè)加1.5cm厚聚乙烯保溫層。真空管集熱器設置在實驗樓4層樓頂，每根集熱器真空管直徑為47mm，長為1.8m，共50根

9、，集熱器水路循環(huán)泵采用零度循環(huán)泵，并配有零度循環(huán)泵控制柜，即在集熱器的進、出口處設置溫度傳感器，溫度傳感器將進、出口處的溫度傳遞給零度循環(huán)泵控制裝置，當出口處溫度低于某一接近0的溫度時，零度循環(huán)泵就開始啟動，以防止夜晚溫度過低將連接集熱器的管路凍壞；同樣當入口處水溫高于某一溫度時，零度循環(huán)泵也開始啟動，將集熱器中加熱后的高溫水送到負荷裝置處?？照{(diào)系統(tǒng)的末端裝置為4組落地式風機盤管機組，其額定風量為1250m³/h，供暖房間為兩間面積均為40m²的辦公室。夏季，熱泵機組的蒸發(fā)器通過風機盤管吸收房間里的熱量，冷凝器通過地埋管水路循環(huán)把蒸發(fā)器吸收的熱量釋放到大地中，以此實現(xiàn)空調(diào)制

10、冷的目的；冬季熱泵機組的蒸發(fā)器通過地埋管換熱器吸收大地中的熱量，冷凝器通過風機盤管水路循環(huán)把蒸發(fā)器吸收的熱量釋放到房間中，以此實現(xiàn)空調(diào)制熱的目的，如果太陽能集熱器中的水溫度達到熱泵機組蒸發(fā)器吸熱的溫度，也可以采用太陽能集熱器與地埋管聯(lián)合運行的方式來滿足供熱要求。為了更有效的利用太陽能，在地源熱泵系統(tǒng)中設置相變蓄熱裝置，白天在太陽能有富余的情況下，將太陽能貯存在蓄熱裝置中，晚上再將蓄熱裝置中的熱量提取出來加以利用。2.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在熱泵機組的冷凝器進、出水管設置PT100熱電阻溫度傳感器T7、T8，在蒸發(fā)器進、出水管設置PT100熱電阻溫度傳感器T9、T10以采集冷凝器和蒸發(fā)器進、出水的溫度

11、；在太陽能集熱器的進、出水口處也同樣設置有熱電阻溫度傳感器T11、T12以采集太陽能集熱器內(nèi)循環(huán)水的進出口溫度；在距地面約3m、10m、21m處的埋管井中分別設置PT100熱電阻溫度傳感器T1、T2、T3、T4、T5、T6以采集1#、2#進管井處地下溫度場數(shù)據(jù)；由于條件所限僅在蓄熱裝置中心部位設置一溫度傳感器以采集蓄熱裝置中石蠟的溫度。以上由傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過A/D變送模塊、采集卡等硬件傳入工控機，在工控機中通過組態(tài)軟件Fix實時記錄并保存數(shù)據(jù)，通過Fix中的顯示模塊可以將采集的數(shù)據(jù)圖形化。3、 實驗方案實驗時間為2008年12月14日8:00至2008年12月19日8:00。由于本實驗著

12、重研究相變蓄熱裝置對地源熱泵供暖系統(tǒng)的影響，故即使白天太陽能集熱器產(chǎn)生的熱水可以輔助熱泵系統(tǒng)供熱，也只是在白天利用太陽能集熱器產(chǎn)生的熱水加熱相變蓄熱材料，而不用于加熱熱泵機組的地埋管側(cè)循環(huán)水。在夜晚熱泵機組的地埋管側(cè)部分循環(huán)水通過板式換熱器與蓄熱裝置中的石蠟進行換熱，吸取白天貯存在石蠟中的熱量以提高其自身的溫度，從而提高熱泵機組的效率。實驗過程中蓄熱裝置的蓄、放熱時間如表1所示。表1 蓄熱體蓄、放熱時間日期蓄熱開始蓄熱結(jié)束蓄熱時間(h)放熱開始放熱結(jié)束放熱時間(h)12月14日11:3017:005:3019:00次日8:0013:0012月15日10:4515:304:4519:00次日8:

13、0013:0012月16日10:5015:004:1019:00次日8:0013:0012月17日11:0014:003:0014:00次日8:0018:0012月18日10:5014:003:1014:00次日8:0018:00在前3天的試驗中觀察到石蠟的顯熱對系統(tǒng)的影響相對于其潛熱很小，為研究蓄熱體長時間放熱時的特性，在第4天和第5天的試驗中提前關閉蓄熱，并進行放熱試驗，放熱時間由前3天的13小時增加到18小時。4、 實驗數(shù)據(jù)分析4.1 蓄熱裝置的蓄、放熱過程分析下面以12月16日和17日兩天中蓄熱體溫度隨太陽能集熱器出水溫度的變化為例來分析蓄熱裝置的蓄熱過程特性。圖2 蓄熱體中心及集熱器

14、進、出口水溫度(16日)將使零度循環(huán)泵啟動的入口處水溫設置為28時，如圖2所示，大約在12:50之前，集熱器入口處水溫沒有達到28，集熱器管路中的水是靜止的，所以出口處的水溫一直處于較低的溫度，且此溫度基本保持不變，由于太陽能集熱器入口處測溫點位置高于出口入測溫點位置，而高溫水的密度小于低溫水的密度，這就使得入口處測溫點處于高溫水中，而出口處測溫點處于低溫水中，這就造成了在零度循環(huán)泵啟動前入口處水溫要高于出口處水溫的現(xiàn)象。由于天氣原因，在12:50之后集熱器入口處水溫達到28(正常晴朗天氣時大概在11:00即可達到此溫度)，此時循環(huán)泵開始運轉(zhuǎn)，集熱器中加熱后的高溫水經(jīng)出口流出，從而使出口處的水

15、溫在12:5013:00期間的10分鐘內(nèi)出現(xiàn)一個20的溫升，并超過入口水溫。此后，集熱器中的高溫水由出口流出，經(jīng)過蓄熱體后釋放熱量，同時高溫水在循環(huán)過程中也會產(chǎn)生一定的熱損失，兩者共同作用使高溫水溫度降低，然后又經(jīng)集熱器入口注入集熱器，在集熱器內(nèi)又被加熱，如此反復循環(huán)。隨著太陽輻射強度的增大，集熱器進、出口處水的溫度也相應升高，并在16:00分別達到最高值31和47(正常晴朗天氣時大概在15:00可以分別達到70和80)，此后由于太陽輻射強度降低，集熱器進、出水的溫度也相應降低，17:00左右太陽輻射強度基本為0，但由于此時已將集熱器水路與蓄熱裝置斷開，集熱器水路中的水溫降低全是由管路熱損失造

16、成的，故其溫度變化會呈現(xiàn)如圖2所示的緩慢降低的過程。在集熱器水路循環(huán)之前，蓄熱裝置中的石蠟溫度一直處于17.5，從13:10開始，石蠟測溫點處溫度開始以0.355/10min的速度緩慢升高。石蠟測溫點出現(xiàn)溫升的時刻之所以滯后于集熱器供水管出現(xiàn)溫度劇升時刻20min，是因為加熱盤管是盤在蓄熱裝置容器壁附近，而石蠟測溫點處于蓄熱裝置中心處，太陽能集熱器中高溫水的熱量通過換熱盤管先傳遞給盤管周圍的石蠟，被盤管周圍的石蠟吸收部分后再以熱傳導的方式進一步往中心處的測溫點傳遞，所以會出現(xiàn)滯后現(xiàn)象。在14:10時，石蠟中心測溫點處溫度已達到20，相對于此后1小時內(nèi)石蠟溫度以3.4/10min的速度上升可以看

17、出，石蠟在13:1014:10之間正以很小的溫升處于相變階段，即使在這個時期內(nèi)石蠟與換熱盤管之間存在17的平均溫差，其溫度變化也沒有在14:10之后存在7.7的平均溫差時的溫度變化劇列，這更有力的說明了此時石蠟處于相變階段。在16:00時，石蠟溫度達到45，幾乎與太陽能集熱器供水的溫度相同，而此后隨著太陽能集熱器供水溫度的降低，石蠟溫度也開始緩慢降低，此時應該切斷集熱器供水停止蓄熱，防止蓄熱裝置中的熱量“回流”到集熱器中。從19:00開始時蓄熱裝置開始放熱，此時石蠟的溫度已降低到42.6。在剛開始的半個小時內(nèi)，石蠟的溫度以7/10min的速度下降，一是由于此時石蠟處于釋放顯熱階段，其熱容較小，

18、相對于釋放潛熱，釋放同樣的熱量，此階段會產(chǎn)生更大的溫降；二是由于此時石蠟還處在高溫階段，與熱泵機組冷凝水有很大的溫差，這樣就使得石蠟在同樣時間內(nèi)失去更多的熱量。自19:30后，石蠟溫度下降極為緩慢，在23:30之間基本保持在18.8左右，一是由于石蠟處于釋放潛熱階段，溫度變化緩慢；二是由于石蠟與熱泵機組冷凝水的溫差較小，導致石蠟放熱緩慢。17日與16日的運行工況主要有兩處不同：一是太陽能集熱器入口處溫度在11:00時達到28，即蓄熱體也從11:00開始蓄熱，比16日提前2小時；二是蓄熱體在14:00開始放熱，比16日提前5小時，這主要是為能夠增加蓄熱體放熱時間而設置的，對蓄熱體的換熱性能沒有大

19、的影響，只是在時間段上不同。由圖3可以看出，蓄熱體中心溫度及集熱器進、出口水溫度在整體趨勢上同16日相同，只是在蓄熱體還沒有達到最高溫度時就開始使其放熱。圖3 蓄熱體中心及集熱器進、出口水溫度(17日)在放熱階段，蓄熱體的溫度以8.65/10min的速度下降，這主要是由于蓄熱體在放熱階段的初始溫度很高所引起的，此溫度為14:00的55.6，比16日的最高溫度45.39還要高10.21。由以上分析可以看出，太陽能集熱器的供水水溫隨太陽輻射強度的變化而變化，其最高溫度大約出現(xiàn)在16:00，可以達到70，足以將所用相變材料熔化，使其蓄熱；實驗所采用的20#相變蓄熱專用石蠟的相變溫度大概為1720。4

20、.2 對蒸發(fā)器進、出口水溫的影響蓄熱裝置中的石蠟通過中介水在板式換熱器中與蒸發(fā)器出口的部分冷水進行換熱，石蠟將釋放的顯熱及潛熱傳遞給蒸發(fā)器出口的部分冷水，不僅提高了蒸發(fā)器出口水溫，并且可以有效的緩解地埋管井的溫降。在實驗中蒸發(fā)器進、出口水溫的變化如圖所示，圖中橫軸是以天為單位的時間軸，第0天表示2008年12月14日00:00，第0.5天表示2008年12月14日12:00，以此類推，第2.75天表示2008年12月16日18:00。圖中第1.375第1.667天之間的溫度劇變是由于管路故障而臨時停止熱泵機組運轉(zhuǎn)所致，這段時間內(nèi)太陽能集熱器及蓄熱裝置照常運轉(zhuǎn)，對實驗不會造成大的影響。如圖4所示

21、，在第0.333天(8:00)熱泵機組開始啟動時，蒸發(fā)器的進、出口水溫大約都在12左右，在此之后的6小時內(nèi)，其進、出口水溫分別降至8.18、5.60，并在開啟蓄熱裝置進行輔助加熱前一直維持此溫度。圖4 蒸發(fā)器進、出口水溫在第0.792天(19:00)時，蓄熱裝置開始放熱輔助加熱蒸發(fā)器出口水，在15分后蒸發(fā)器進、出口水溫分別升到10.37、7.22，這是由于蓄熱裝置放熱初期，石蠟溫度很高，與蒸發(fā)器進口水的溫差很大，故能在短時間內(nèi)使蒸發(fā)器進口水溫急劇升高。在此后的1.5小時內(nèi)，蒸發(fā)器進口水溫降至8.80，比啟用蓄熱裝置前提高了0.62，并將此溫度維持到次日凌晨2:30，共持續(xù)了6小時；而蒸發(fā)器出口

22、水溫則降至5.69，比啟用蓄熱裝置前提高了0.59，并將此溫度維持到次日8:00，共持續(xù)了11小時。蒸發(fā)器出口水的溫升之所以比進口水的溫升持續(xù)的時間長，是因為在蓄熱裝置放熱初期，由于較高溫度的石蠟所釋放的熱量會對蒸發(fā)器進、出口水溫產(chǎn)生持續(xù)時間基本相同的作用，并且在此期間，地埋管的溫降也由于蒸發(fā)器出口的水溫上升會有所緩解，而當蓄熱裝置的放熱作用衰弱到對蒸發(fā)器出口水溫影響不明顯時，地埋管周圍的地溫會比使用蓄熱裝置前有所提高，所以從地埋管出來即將進入蒸發(fā)器進口的水溫在地埋管相對較“高”的溫度下不會因為蓄熱裝置已衰弱的放熱作用而出現(xiàn)明顯的下降，而是比進口水的溫升持續(xù)更長的時間。在實驗期間，蒸發(fā)器進、出

23、口水溫變化見表2、表3所列。在實驗中，每天使用蓄熱裝置后蒸發(fā)器進口的水溫不僅溫升不相同，并且其持續(xù)時間也不相同，為比較每天蓄熱裝置對蒸發(fā)器進口水溫的影響，這里采用溫升持續(xù)時間與溫升的乘積來表示，如里一天內(nèi)的溫升有多個不同的階段，則將這幾個階段的溫升持續(xù)時間與溫升的乘積的和來表示。表2 蓄熱裝置對蒸發(fā)器進口水溫的影響實驗日期輔助前進口水溫()輔助后進口最高水溫()輔助后穩(wěn)定時水溫()輔助后穩(wěn)定時溫升()持續(xù)時間(h)持續(xù)時間與溫升的積的和(h·)12月14日8.2810.378.800.5263.1212月15日8.2314.159.058.610.820.38343.9812月16日

24、7.008.027.520.5211.55.9812月17日6.468.967.456.940.990.489511.3112月18日6.208.427.416.911.210.713.51011.34注：上表中12月15日中的水溫有兩行，這表示蒸發(fā)器進口水溫在9.05持續(xù)了3小時后，又以8.61的水溫持續(xù)了4小時；以持續(xù)時間與溫升的積的和表示蓄熱裝置對蒸發(fā)器進口水溫的影響，如0.82×30.38×43.98，其余相同。由表2持續(xù)時間與溫升的積的和可以看出，使用蓄熱裝置后對蒸發(fā)器進水管水溫影響最大的是實驗期間的后兩天，影響最小的是實驗的第一天，這是由于在實驗前期，蒸發(fā)器進水

25、管水溫與實驗后期相比還未下降的還低（第一天比第五天的溫度高2.08），通過板式換熱器與蓄熱裝置盤管中循環(huán)水的溫差不大，這就使得它們之間的換熱量相對較少，所以蒸發(fā)器進水管水溫上升幅度不大，持續(xù)時間也不長，蓄熱裝置對其影響較?。欢趯嶒灪笃?，蒸發(fā)器進口水溫與蓄熱裝置盤管中循環(huán)水的溫差相對較大，它們之間的換熱量也大，使得蒸發(fā)器進水管水溫上升幅度比實驗初期大，持續(xù)時間也長，所以蓄熱裝置對其影響也大。由表3可以看出，使用蓄熱裝置后對蒸發(fā)器出水管水溫的影響在實驗期間的五天內(nèi)基本相同，這是因為地埋管側(cè)的循環(huán)水先經(jīng)蒸器進水管進入蒸發(fā)器內(nèi)進行換熱后再經(jīng)蒸發(fā)器出水管流入板式換熱器吸取蓄熱裝置中的熱量，也就是說蓄熱

26、裝置的影響是在蒸發(fā)器出口的“下游”，在經(jīng)過板式換熱器、地埋管、蒸發(fā)器以及它們之間的連接管路中，這種影響不斷衰減，等到達這個環(huán)路的“最末端”時，它沒有表現(xiàn)得像對進水管的影響那么明顯。表3 蓄熱裝置對蒸發(fā)器出口水溫的影響實驗日期輔助前出口水溫()輔助后出口最高水溫()輔助后穩(wěn)定時水溫()輔助后穩(wěn)定時溫升()持續(xù)時間(h)持續(xù)時間與溫升的積的和(h·)12月14日5.107.226.205.691.100.592118.6912月15日5.1910.896.205.701.010.512107.1212月16日3.915.434.934.421.020.513108.1612月17日3.9

27、25.904.884.380.960.465109.4012月18日3.775.814.814.311.040.54499.024.3 對冷凝器進、出口溫度的影響蓄熱裝置通過板式換熱器將其熱量釋放到蒸發(fā)器出水管路中，提高了蒸發(fā)器進、出口水溫，進而提高了機組的運行效率，同時對冷凝器的進、出口水溫也有一定的影響，但其影響不如對蒸發(fā)器進、出口水溫的影響明顯。如圖5所示，在實驗開始的前4個小時內(nèi)(12月14日8:0012:00)，冷凝器的進、出口水溫變化均為一個急劇上升的過程，分別從10.54、11.32上升到37.06、37.88，此后除12月15日9:0015:30的機組停機期間均在3540之間。

28、圖5 冷凝器進、出口水溫在實驗進行的前三天中，由于系統(tǒng)剛啟動及停機等因素，蒸發(fā)器進、出口水溫的隨蓄熱裝置的啟用及關閉的變化不明顯，但在后兩天中有著較為明顯的變化，如在第4天的14:00左右，冷凝器的進、出口水溫分別由8:00的33.94、36.94上升到37.45、40.28，上升幅度分別為3.51、3.34。表4為蓄熱裝置啟用前后冷凝器進、出口平均水溫的變化情況，從表中可看出前兩天的溫升比較大，主要是由于這兩天均有一個機組啟動的時間，在機組啟動前的溫度是很低的，而這段時間正處于蓄熱裝置沒有使用的時候，所以使得蓄熱裝置啟用前后的溫差很大，而實驗的后三天系統(tǒng)運行基本處于相對穩(wěn)定的時期，這三天中蓄

29、熱裝置使用前后的平均溫升分別在0.120.47、0.210.91，充分說明了相變蓄熱裝置對冷凝器進、出口水溫的影響。表4 蓄熱裝置對冷凝器進、出口水溫的影響實驗日期輔助前平均進口水溫()輔助后平均進口水溫()進口水溫提高幅度()輔助前平均出口水溫()輔助后平均出口水溫()出口水溫提高幅度()12月14日35.0039.684.6836.1740.754.5812月15日30.8839.748.8632.0841.119.0312月16日35.2635.670.4137.0837.990.9112月17日35.9536.420.4738.4239.170.7512月18日36.1436.260.

30、1238.9839.190.214.4 對地埋管壁溫的影響蓄熱裝置通過板式換熱器將其熱量釋放到蒸發(fā)器出水管路中，蒸發(fā)器出水管路又與地埋管相連接，這樣既提高了蒸發(fā)器進、出口水溫，同時對地埋管壁溫的降低也有一定的緩解作用。圖6 1#地埋管壁溫度變化如圖6所示，在實驗期間1#地埋管井的壁溫在啟用蓄熱裝置后均有一定的上升，表5、表6列出了蓄熱裝置對1#、2#地埋管的3m、10m、21m三處壁溫的平均溫度的影響。表5 蓄熱裝置對1#地埋管平均壁溫的影響實驗日期輔助前壁溫()輔助后壁溫()溫升幅度()溫升開始時間持續(xù)時間(h)持續(xù)時間與溫升的積的和(h·)12月14日8.389.158.988.

31、460.770.600.0819:1520:0022:000.7527.52.37812月15日8.518.878.560.360.0520:0021:301.52.50.66512月16日6.997.287.030.290.0419:1522:303.259.51.32312月17日6.527.387.100.860.5814:1515:301.258.56.00512月18日6.237.066.660.830.4314:1517:303.2575.708由表5可以看出，啟用蓄熱裝置后對地埋管壁溫影響最大是第四天，以0.86和0.58的溫升分別持續(xù)了1.25h和8.5h，主要原因是該天輔助前

32、壁溫最低，為6.23；影響最小的是第二天，這主要是由于當天的停機使地溫有所恢復(這天的輔助前壁溫為8.51，是這五天中最高的)，而開機后地埋管壁溫還未達到相對穩(wěn)定狀態(tài)時就啟用了蓄熱裝置，致使蓄熱裝置對地埋管壁溫的影響不夠明顯。圖7 2#地埋管壁溫度變化由表6同樣可以看出，啟用蓄熱裝置后對地埋管壁溫影響最大是第四天，以0.67和0.52的溫升分別持續(xù)了1.25h和8h；影響最小的同樣是第二天。表6 蓄熱裝置對2#地埋管平均壁溫的影響實驗日期輔助前壁溫()輔助后壁溫()溫升幅度()溫升開始時間持續(xù)時間(h)持續(xù)時間與溫升的積的和(h·)12月14日11.3011.8111.330.510

33、.0319:1521:15261.20012月15日11.3111.4911.320.180.0120:0022:0021.50.37512月16日9.9110.089.980.170.0719:3021:30210.51.07512月17日9.3810.059.900.670.5214:1515:301.2584.99812月18日9.249.759.480.510.2414:1517:303.253.752.558由以上分析可以看出，地埋管壁溫越低，蓄熱裝置的使用對其影響越大；相反，地埋管壁溫越高，蓄熱裝置的使用對其影響越小。4.5 對系統(tǒng)制熱系數(shù)COPhs的影響蓄熱裝置的使用在一定程度上

34、提高了蒸發(fā)器側(cè)的溫度，從而對提高熱泵機組以及整個供熱系統(tǒng)的制熱系數(shù)COPhs起到了一定的作用。表7 蓄熱裝置啟用前后系統(tǒng)平均制熱系數(shù)COPhs的變化實驗日期輔助前平均COPhs輔助后平均COPhs平均COPhs增幅12月14日2.242.14-0.1012月15日2.222.420.2012月16日2.162.170.0112月17日2.242.510.2712月18日2.412.630.21實驗期間平均值2.232.390.16表7為蓄熱裝置啟用前后系統(tǒng)平均制熱系數(shù)COPhs的變化，從表中可以看出，除實驗的第一天外，其它四天的系統(tǒng)平均制熱系數(shù)COPhs在啟用蓄熱裝置后均有一定的增大，最大增幅

35、可達0.27，而整個實驗期間的系統(tǒng)平均制熱系數(shù)COPhs在啟用蓄熱裝置后增大了0.16。由以上分析可知，蓄熱裝置通過提高蒸發(fā)器進、出口的水溫在一定程度上提高了整個供熱系統(tǒng)的制熱系數(shù)COPhs，提高了系統(tǒng)的運行效率。5、 本章小結(jié)本文對太陽能相變蓄熱輔助地源熱泵供暖系統(tǒng)實驗的數(shù)據(jù)進行了較詳細的分析，并得出了如下結(jié)論：(1) 太陽能集熱器出水溫度隨太陽輻射強度的變化而變化，在下午14:0016:00左右可以達到最大值，可達70，而蓄熱體的溫度也相應的隨太陽能集熱器出水溫度的變化而變化，在蓄熱體發(fā)生相變的階段，蓄熱體與太陽能集熱器出水溫度的溫差約為1525，而在蓄熱體熔化后，其溫差約為35。石蠟的蓄

36、、放熱實驗可以看出所采用的20#相變蓄熱專用石蠟的相變溫度大概為1720。(2) 蓄熱裝置的使用對蒸發(fā)器的出水水溫影響較大，出水水溫與蓄熱裝置內(nèi)中介水的溫差越大，蓄熱裝置對蒸發(fā)器的出水水溫的影響也越大；而對蒸發(fā)器的進水水溫的影響相對出水水溫較小。(3) 在熱泵機組運行穩(wěn)態(tài)階段，蓄熱裝置對冷凝器進、出水水溫影響不明顯，但其平均溫升也可以達0.6。(4) 相對于大地的初始溫度，地埋管壁溫越低，蓄熱裝置的使用對地埋管壁溫的影響越大；相反，地埋管壁溫越高，蓄熱裝置的使用對其影響越小。(5) 蓄熱裝置的使用提高了蒸發(fā)器出水水溫，也緩解了地埋管壁溫的溫降，對供暖系統(tǒng)的運行效率也有所提高，在整個實驗期間的系

37、統(tǒng)平均制熱系數(shù)COPhs為2.39，在啟用蓄熱裝置后增大了0.16。(6) 本實驗僅為研究相變蓄熱裝置對整個供熱系統(tǒng)的影響，所以白天太陽能集熱器只為蓄熱裝置提供熱水，而在實際應用當中，太陽能集熱器所提供的熱水在加熱蓄熱裝置中的蓄熱介質(zhì)的同時也可以直接經(jīng)過板式換熱器與地埋管側(cè)的冷水換熱，即在白天就可以進行太陽能輔助加熱的工況。晴朗天氣下，在14:00左右，太陽能集熱器提供的熱水溫度可達6070，這時完全可以不使用熱泵機組，而將太陽能集熱器提供的熱水直接導入風機盤管機組進行室內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)，其效果良好。參考文獻1 刁乃仁，方肇洪，著. 地埋管地源熱泵技術 M . 北京：高等教育出版社，2006.2

38、谷鐵柱.太陽能相變蓄熱輔助土壤源熱泵研究 D . 河北：河北工程大學，2008.6.3 崔海亭，楊鋒，編著. 蓄熱技術及其應用 M . 北京：化學工業(yè)出版社，2004.作者簡介：肖靜靜，女，生于1984年10月，碩士研究生通訊地址： 河北工程大學城市建設學院暖通專業(yè) 056038聯(lián)系 子郵箱：xiaojingjing206163 經(jīng)典婚慶主持詞炮竹聲聲賀新婚,歡聲笑語迎嘉賓.尊敬各位來賓,各位領導,各位親朋好友,先生們,女士們,活潑可愛的小朋友們,大家好!     好歌好語好季節(jié),好人好夢好姻緣.來賓們今天是公元*年*月*日(農(nóng)

39、歷六月初八)是良辰吉日,在這大吉大利吉祥喜慶的日子里,我們懷著十二分的真誠的祝福相聚在*酒樓一樓婚宴大廳共同慶賀*先生與*小姐新婚典禮.(首先我們給予掌聲的恭喜)大家都知道結(jié)婚是人生中的一件大事,而婚禮更是人生中最幸福神圣的時刻,尤其婚禮上浪漫溫馨高雅別致的婚禮儀式以及親朋好友的良好祝愿會給新人一生永遠帶來最美好的回憶.各位親朋好友,我是本次婚禮慶典的主持人*.今天我十分榮幸地接受新郎新娘的重托,步入這神圣而莊重的婚禮殿堂為新郎*,新娘*的婚禮擔任司儀之職.讓我們在這里共同見證一對新人人生中最幸福神圣美好的一刻！真是:百鳥朝鳳鳳求凰,龍鳳呈祥喜洋洋.讓我們用掌聲祝賀他們祝福新人鳳凰展翅迎朝暉,恩愛鴛鴦比翼飛.攜手同步知心人,共創(chuàng)宏圖獻真情.郎才女貌天作美,洞房花燭喜成雙.在神圣的婚禮進行曲中一對新人手挽手,肩并肩緩緩步入婚禮大廳.臉上充滿了無比幸福的笑容讓我們用掌聲與鮮花給予一對新人最誠摯的祝福.婚姻是人生大事