温室主动蓄放热-热泵联合加温系统热力学分析

作     者：孙维拓 张义 杨其长 方慧 卢威 胡永逵 Sun Weituo;Zhang Yi;Yang Qichang;Fang Hui;Lu Wei;Hu Yongkui

作者机构：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 农业部设施农业节能与废弃物处理重点实验室北京100081 北京农业智能装备技术研究中心北京100097 北京中科华誉能源技术发展有限责任公司北京100083 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2014年第30卷第14期

页      面：179-188页

核心收录：

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 

基　　金：863计划资助课题(2013AA102407) 国家科技支撑计划(2014BAD08B02) 公益性行业(农业)科研专项(201203002) 基本科研业务费(BSRF201405) 

主　　题：温室 加温 蓄热 热泵 热力学 可用能 

摘      要：主动蓄放热-热泵联合加温系统加温和节能效果显著，在温室加温领域应用前景广阔，但系统技术参数及工艺仍有待优化。该文通过对系统进行能量平衡和可用能（Exergy）分析，得出系统及各组件的性能系数、可用能损失、损失比和可用能效率，以此为依据对系统进行性能评价和优化。试验结果表明：系统平均1d中集热和保温阶段可用能损失总量为9.77×104 kJ，可用能效率为48.7%；可用能损失最大、可用能效率最低的组件是主动蓄放热装置，其次是热泵装置、循环水泵和蓄热水箱，其可用能损失比分别为78.7%、8.3%、7.7%、5.3%，可用能效率分别为25.6%、38.3%、75.0%、88.2%。就整个系统而言，最需要进行技术优化的是主动蓄放热装置与热泵装置，可用能损失主要由有限温差传热引起，降低传热温差、减少有限温差传热过程以及改进生产工艺是优化的重点。试验期间系统的集热效率为89.0%～100.5%，热泵装置制热性能系数（coefficient of performance，COPHp）达5.48～6.08，性能远远高于传统太阳能热水系统以及水、地源热泵。该研究为温室加温系统性能评价和优化设计提供思路。