温室主动蓄放热-热泵联合加温系统热力学分析

• 作者: 卢威 孙维拓 张义 方慧 杨其长 胡永逵
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 温室 加温 蓄热 热泵 热力学 可用能
• 年，卷（期）: 2014,（14）
• 所属期刊栏目: 农业生物环境与能源工程
• 页码范围: 179-188
• 页数: 10页
• 分类号: S625
• 字数: 10159字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2014.14.023

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。