日光温室空气土壤源双效热泵系统设计与性能测试-农业机械学报.PDF

２０１７年 １１月 农 业 机 械 学 报 第 ４８卷 第 １１期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１７．１１．０４３ 日光温室空气 土壤源双效热泵系统设计与性能测试 王宇欣　辛粉萍　李雪?　王平智 （中国农业大学水利与土木工程学院，北京 １０００８３） 摘要：为探索一种节能高效的日光温室热环境调控模式，基于热泵技术，设计搭建了一种空气 土壤源双效热泵系 统，并对系统性能进行了测试分析。该系统将空气、土壤 ２种不同热源热泵有效复合，采用串联板式换热模式，通 过温控器和电磁阀可实现４种供热模式：空气源热泵单板换热模式、空气源热泵双板换热模式、土壤源热泵单板换 热模式和土壤源热泵双板换热模式。通过日光温室供暖水箱加温测试，分析双效热泵系统在不同模式下的性能系 数（Ｃ ）和节能效果。春季测试期间，空气源单板换热模式下热泵 Ｃ 平均值为２１，双板换热模式下热泵 Ｃ 平均 ＯＰ ＯＰ ＯＰ 值为３１，与温室燃煤加温锅炉相比平均节能５０４％；土壤源单板换热模式下平均性能系数为２２，双板换热模式 下平均性能系数为２３。冬季测试期间，典型晴天里空气源热泵双板换热模式可有效提升温室模型内气温，与室外 气温相比平均提升１５７℃。测试结果显示，相同热源条件下，冷凝端采用双板换热模式时机组 Ｃ 高于单板换热模 ＯＰ 式，双板换热模式可提高机组整体换热效率和节能效果。空气 土壤源双效热泵系统可以有效利用空气能和地热 能，在日光温室热环境调控方面具有较好的应用前景。 关键词：空气源热泵；土壤源热泵；双板换热；性能系数 中图分类号：Ｓ２１４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１７）１１０３５００９ ＤｅｓｉｇｎａｎｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＴｅｓｔｏｆＡｉｒ ＳｏｉｌＤｕａｌｓｏｕｒｃｅ ＨｅａｔＰｕｍｐＳｙｓｔｅｍｆｏｒＳｏｌａｒＧｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ＷＡＮＧＹｕｘｉｎ　ＸＩＮＦｅｎｐｉｎｇ　ＬＩＸｕｅｙｕａｎ　ＷＡＮＧＰｉｎｇｚｈｉ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅａｎｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｔｈｅｒｍａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｌｉｎｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ，ｂａｓｅｄ ｏｎｈｅａｔｐｕｍｐｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆａｉｒｓｏｉｌｄｕａｌｓｏｕｒｃｅｈｅａｔｐｕｍｐｓｙｓｔｅｍ ｍａｔｃｈｅｄｗｉｔｈｔｈｅ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｍｏｄｅｌｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｂｕｉｌｔ ，ａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗａｓａｌｓｏｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｗａｓ ｃｏｍｐｏｕｎｄｅｄｏｆａｉｒｓｏｕｒｃｅｈｅａｔｐｕｍｐａｎｄｓｏｉｌｓｏｕｒｃｅｈｅａｔｐｕｍｐ，ａｎｄａｄｏｐｔｅｄｔｈｅｐｌａｔｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｉｎ ｓｅｒｉｅｓｆｏｒｍ．Ｔｈｅａｉｒｓｏｉｌｄｕａｌｓｏｕｒｃｅｈｅａｔｐｕｍｐｓｙｓｔｅｍｈａｄｆｏｕｒｋｉｎｄｓｏｆｈｅａｔｉｎｇｍｏｄｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇａｉｒ ｓｏｕｒｃｅｍｏｄｅｗｉｔｈｓｉｎｇｌｅｐｌａｔｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ，ａｉｒｓｏｕｒｃｅｍｏｄｅｗｉｔｈｄｏｕｂｌｅｐｌａｔｅｓｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ，ｓｏｉｌ ｓｏｕｒｃｅｍｏｄｅｗｉｔｈｓｉｎｇｌｅｐｌａｔｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅ