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严寒地区空气-地源热泵耦合系统性能研究

论文作者刘莲1、2，郑文科1、2，姜益强1、2，孙澄1、2，王菲3杂志期数2023年10月刊
关键词空气源热泵；地源热泵；相变蓄热；TRNSYS软件模拟；耦合系统
作者单位（1.哈尔滨工业大学 建筑学院，黑龙江哈尔滨150001；2.寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室，黑龙江哈尔滨150090；3.北控晋安新能源科技发展（北京）有限公司，北京101149）
提出一种结合相变蓄热地板的空气-地源热泵系统，为严寒地区机场辅助用房提供室内环境保障，满足供热、供冷和供生活热水的需求，采用数值模拟的方法研究其供暖期性能。相变蓄热地板能够对室内温度起到较好的调节作用，当室外温度为-25 ~-5 ℃时，有相变蓄热地板的室内温度在16.9~19.3 ℃范围内波动，满足人体舒适度的要求，对比无相变蓄热地板的室内温度，有相变蓄热地板的室内温差减小44%左右。室外温度对空气源热泵制热性能系数影响较大，制热性能系数随着室外温度降低而降低。在室外温度为-15 ℃时，空气源热泵的制热性能系数在2.3以上。随着室外温度降低，地源热泵的制热性能系数增加，室外温度低于-25 ℃时，地源热泵制热性能系数能够保持在4.4以上。供回水温差对地源热泵的制热性能系数影响较大，对空气源热泵的制热性能系数影响较小。当空气源热泵和地源热泵的启停切换温度为室外日平均温度-15 ℃时，整个供暖期热泵系统的平均制热性能系数最高达到4.2，最低为2.4，平均值为3.28。在保证土壤热平衡的前提下，通过调整空气源热泵和地源热泵的运行时间，优化了系统经济性和节能性。
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