冷水相變能熱泵系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)分析

武瀟 吳榮華 吳昊

摘要：為解決水源熱泵系統(tǒng)因水源水溫較低和水資源匱乏而無法實(shí)施應(yīng)用的難題，本文主要對冷水相變能熱泵系統(tǒng)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。提出了一種利用間歇式熱融冰和機(jī)械刮冰相結(jié)合的除冰方法，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的取熱結(jié)冰、除冰和再結(jié)冰的不間斷循環(huán)，保證冷水相變能熱泵系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定供熱。同時(shí)，給出了冷水相變能系統(tǒng)的組成，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行工況和運(yùn)行原理，并以青島科創(chuàng)藍(lán)公司的辦公樓和職工宿舍樓提供冬季供暖服務(wù)為實(shí)驗(yàn)對象，通過構(gòu)建實(shí)驗(yàn)臺，測試并追蹤系統(tǒng)的運(yùn)行工況和末端供熱用戶溫度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)的運(yùn)行效果良好，實(shí)際運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)工況相符，且可以保持室內(nèi)供熱溫度穩(wěn)定于18℃左右，此外，實(shí)驗(yàn)得出系統(tǒng)的能效比COP在3.38左右，具有顯著的節(jié)能效益。該研究具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：冷水相變能; 熱泵系統(tǒng); 制冰; 除冰; 含冰率

中圖分類號： TU831.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

文章編號： 10069798（2019）01010506; DOI： 10.13306/j.10069798.2019.01.019

冷水相變能相當(dāng)于水溫降低80℃釋放出的能量，提取冷水中的相變能為建筑物供暖具有重要的節(jié)能和環(huán)保效益。如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的結(jié)冰、除冰、排冰和再結(jié)冰不間斷循環(huán)是冷水相變能熱泵系統(tǒng)實(shí)施的關(guān)鍵問題[1]。目前，已有的除冰方式有機(jī)械刮冰[2]，拉環(huán)刮冰[3]及液固流化床[4]等方式，螺旋刮削式凝固換熱器屬于機(jī)械刮冰，依靠單一的機(jī)械力刮削除冰。電機(jī)通過轉(zhuǎn)軸與刮刀絞龍相連接[5]，刮刀絞龍布置在換熱管內(nèi)，其工作原理是電機(jī)帶動(dòng)刮刀絞龍?jiān)趽Q熱管內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，刮刀刮削換熱壁面，將換熱管內(nèi)壁上的冰層除去，使碎冰與水混合隨著冷水流出[6]。……